Protokolldateneinheit

In der Telekommunikation ist eine Protokolldateneinheit ( PDU ) eine einzelne Informationseinheit, die zwischen gleichberechtigten Teilnehmern eines Computernetzwerks ausgetauscht wird . Sie besteht aus protokollspezifischen Steuerinformationen und Benutzerdaten . In den geschichteten Architekturen von Kommunikationsprotokollstapeln implementiert jede Schicht Protokolle, die auf die jeweilige Art oder den Modus des Datenaustauschs zugeschnitten sind.

Das Transmission Control Protocol (TCP) implementiert beispielsweise einen verbindungsorientierten Übertragungsmodus, und die PDU dieses Protokolls wird als Segment bezeichnet . Das User Datagram Protocol (UDP) hingegen verwendet Datagramme als Protokolldateneinheiten für die verbindungslose Kommunikation . Eine Schicht tiefer in der Internetprotokollfamilie , auf der Internetschicht , wird die PDU unabhängig von ihrem Nutzdatentyp als Paket bezeichnet .

Im Kontext von paketvermittelten Datennetzen lässt sich eine Protokolldateneinheit (PDU) am besten im Verhältnis zu einer Dienstdateneinheit (SDU) verstehen.

Die Funktionen und Dienste des Netzwerks werden in verschiedenen Schichten implementiert . Die physikalische Schicht sendet Einsen und Nullen über unterschiedliche Kommunikationsmedien wie Kupferleitungen oder Glasfaserkabel. Die Sicherungsschicht ordnet diese Einsen und Nullen zu Datenblöcken und leitet sie sicher an den richtigen Ort im Netzwerk weiter. Die Vermittlungsschicht überträgt die strukturierten Daten über mehrere verbundene Netzwerke, und die Transportschicht liefert die Daten an die entsprechende Softwareanwendung am Zielort. ^{[ 1 ]}

Zwischen den Schichten (und zwischen der Anwendung und der obersten Schicht) werden Dienstdateneinheiten (SDUs) über Schnittstellen ausgetauscht. Die höhere Schicht versteht die Datenstruktur der SDU, die darunterliegende Schicht an der Schnittstelle jedoch nicht. Die darunterliegende Schicht behandelt die SDU als Nutzdaten und sorgt dafür, dass diese an der Zielschnittstelle ankommen. Dazu fügt die Protokollschicht (die darunterliegende Schicht) der SDU bestimmte Daten hinzu, die sie für ihre Funktion benötigt. Dieser Vorgang wird als Kapselung bezeichnet . Beispielsweise fügt sie eine Portnummer zur Identifizierung der Anwendung, eine Netzwerkadresse für das Routing, einen Code zur Identifizierung des Datentyps im Paket und Informationen zur Fehlerprüfung hinzu. Alle diese zusätzlichen Informationen bilden zusammen mit der ursprünglichen Dienstdateneinheit der höheren Schicht die Protokolldateneinheit dieser Schicht.

Die von der unteren Schicht hinzugefügten SDU und Metadaten können größer sein als die maximale Größe der PDU dieser Schicht (bekannt als maximale Übertragungseinheit ; MTU). In diesem Fall muss die PDU in mehrere Nutzdaten aufgeteilt werden, deren Größe für die Übertragung oder Verarbeitung durch die untere Schicht geeignet ist. Dieser Vorgang wird als IP-Fragmentierung bezeichnet .

Die Bedeutung liegt darin, dass die PDU die strukturierte Information darstellt, die an eine entsprechende Protokollschicht weitergeleitet wird, die sich weiter unten im Datenfluss befindet. Dadurch kann diese Schicht ihre beabsichtigte Funktion oder ihren Dienst bereitstellen. Die entsprechende Schicht, auch Peer genannt , dekodiert die Daten, um die ursprüngliche Dienstdateneinheit (SDU) zu extrahieren, prüft deren Fehlerfreiheit und leitet sie weiter. Solange die unterste (physikalische) Schicht nicht bereits erreicht ist, wird die PDU mithilfe der Dienste der nächstniedrigeren Schicht im Protokollstapel an den Peer übermittelt . Sobald die PDU die Schnittstelle von der Schicht, die sie erstellt hat, zur Schicht überträgt, die sie lediglich weiterleitet (und daher ihre interne Struktur nicht kennt), wird sie für diese Schicht zu einer Dienstdateneinheit. Das Hinzufügen von Adressierungs- und Steuerinformationen (Kapselung) zu einer SDU zur Bildung einer PDU und deren Weiterleitung an die nächstniedrigere Schicht als SDU wiederholt sich, bis die unterste Schicht erreicht ist und die Daten als physikalisches Signal über ein Medium übertragen werden.

Der oben beschriebene Prozess lässt sich mit dem Postsystem vergleichen: Ein Brief (SDU) wird in einen Umschlag gesteckt, auf dem die Adresse (Adress- und Kontrollinformationen) vermerkt ist, wodurch er zu einem PDU wird. Die absendende Poststelle prüft möglicherweise nur die Postleitzahl und legt den Brief in einen Postsack, sodass die Adresse auf dem Umschlag nicht mehr sichtbar ist und er somit wieder ein SDU wird. Der Postsack wird mit der Zielpostleitzahl beschriftet und wird so zu einem PDU, bis er mit anderen Säcken in einem Karton zusammengefasst wird. Dann ist er wieder ein SDU, und der Karton wird mit der Region beschriftet, in die alle Säcke geliefert werden sollen, wodurch auch er zu einem PDU wird. Sobald der Karton den aufgedruckten Zielort erreicht hat, wird er geöffnet und die Säcke (SDUs) werden entnommen. Diese werden erst zu PDUs, wenn jemand die Postleitzahl der Zielpoststelle liest. Die Briefe selbst sind beim Öffnen der Säcke SDUs, werden aber zu PDUs, wenn die Adresse für die endgültige Zustellung gelesen wird. Wenn der Empfänger schließlich den Umschlag öffnet, kommt der Brief selbst als oberste SDU zum Vorschein.

Die Protokolldateneinheiten des OSI-Modells sind: ^{[ 2 ]}

• Die Schicht 4: Transportschicht- PDU ist das Segment .
• Die Schicht 3: Netzwerkschicht PDU ist das Paket oder das Datagramm . ^{[ 3 ]}
• Die Layer-2- Datenverbindungsschicht -PDU ist der Frame .
• Die Schicht 1: die physikalische Schicht PDU ist das Bit oder, allgemeiner, das Symbol .

Im Kontext einer bestimmten OSI-Schicht wird PDU manchmal synonym für deren Darstellung auf dieser Schicht verwendet.

Protokolldateneinheiten für die Internetprotokollfamilie sind:

• Die Transportschicht- PDU ist das TCP-Segment für TCP und das Datagramm für UDP.
• Die PDU der Internetschicht ist das Paket .
• Die Link-Layer -PDU ist der Frame .

Bei TCP/IP über Ethernet werden die Daten der physikalischen Schicht in Ethernet-Frames übertragen .

• Bei IPX ist das IPX-Paket die Netzwerkschicht-PDU für IPX und kann gleichzeitig auch in der Transportschicht verwendet werden.
• Das SPX-Paket über dem IPX-Paket ist eine Transportschicht-PDU.
• Die Link-Layer-PDU ist der Frame.

Die Datenverbindungsschicht-PDU in ATM-Netzwerken ( Asynchronous Transfer Mode ) wird als Zelle bezeichnet .

Eine Media Access Control Protocol Data Unit ( MAC PDU oder MPDU ) ist eine Nachricht, die zwischen Media Access Control (MAC)-Einheiten in einem auf dem geschichteten OSI-Modell basierenden Kommunikationssystem ausgetauscht wird . ^{[ 4 ]}

In Systemen, in denen die MPDU größer als die MAC-Dienstdateneinheit (MSDU) sein kann, kann die MPDU aufgrund von Paketaggregation mehrere MSDUs enthalten . In Systemen, in denen die MPDU kleiner als die MSDU ist, kann eine MSDU aufgrund von Paketsegmentierung mehrere MPDUs erzeugen . ^{[ 4 ]}

• Verteilte interaktive Simulation § Protokolldateneinheiten
• IP-Fragmentierung
• Smartcard-Anwendungsprotokoll-Dateneinheit
• Transaktionsprotokoll-Dateneinheit

• Alani, Mohammed M. (2014). Leitfaden zu den OSI- und TCP/IP-Modellen . SpringerBriefs in Computer Science. doi : 10.1007/978-3-319-05152-9 . ISBN 978-3-319-05151-2Die
• Wetteroth, Debbra (27. November 2001). OSI-Referenzmodell für die Telekommunikation (Illustrierte Ausgabe). McGraw-Hill Professional Publishing. ISBN 978-0-07-138041-6Die

• comp.protocols.iso FAQ (Suche nach "PDU")
• Protokolldateneinheit (PDU)