Miksi paketit?

Kuvittele, että sinun täytyy lähettää suuri valokuva ystävällesi. Verkko voisi tehdä sen kahdella perustavalla tavalla.

Piirikytkentä oli vanhojen puhelinverkkojen toimintatapa. Kun soitat, verkko varaa sinulle ja toiselle henkilölle kokonaisen suoran koko puhelun ajaksi. Kukaan muu ei voi käyttää sitä suoraa, edes taukojen aikana, kun kumpikaan ei puhu.

Pakettikytkentä on Internetin toimintatapa. Viesti pilkotaan moniksi pieniksi osiksi, joita kutsutaan paketeiksi. Jokainen paketti lähetetään erikseen, ja verkko jakaa yhteytensä kaikkien pakettien kesken. Monien eri keskustelujen paketit käyttävät samaa kaapelia vuorotellen.

Miksi viestin pilkkominen osiin on hyvä idea?

• Jakaminen on tehokasta. Yhteys ei koskaan ole käyttämättömänä odottamassa yhtä hidasta keskustelua, koska se voi välittää seuraavan paketin joltain toiselta.
• Häiriöt haittaavat vähemmän. Jos yksi paketti katoaa, vain tuo pieni osa täytyy lähettää uudelleen, ei koko valokuvaa.
• Mahdollisia reittejä on monia. Jokainen paketti voidaan reitittää erikseen, joten jos yksi yhteys katkeaa, myöhemmät paketit voivat kulkea toista reittiä.
• Kukaan ei varaa suoraa kokonaan itselleen. Valtava lataus ei voi estää pientä viestiä, koska pieni viesti sujahtaa pakettien väliin.

Idean kehitti 1960-luvulla Yhdysvalloissa Paul Baran, joka pohti verkkoja, jotka jatkavat toimintaansa, vaikka niiden osat vikaantuvat, ja itsenäisesti Yhdistyneessä kuningaskunnassa Donald Davies, joka keksi sanan paketti.

Kuinka monta pakettia viesti tarvitsee? Jaa viestin koko yhden paketin kuljettaman datan määrällä (sen hyötykuormalla) ja pyöristä tulos ylöspäin, koska viimeinen paketti voi olla vain osittain täynnä:

paketit = ⌈ viestin tavut ÷ hyötykuorman tavut ⌉

Esimerkkejä:

• Viesti, jonka koko on 10 000 tavua ja jossa kunkin paketin hyötykuorma on 1 000 tavua: 10 000 ÷ 1 000 = 10, joten tarvitaan 10 pakettia.
• Viesti, jonka koko on 2 500 tavua ja jossa kunkin paketin hyötykuorma on 1 000 tavua: 2 500 ÷ 1 000 = 2,5, joka pyöristyy ylöspäin tulokseksi 3 pakettia (viimeinen paketti on puoliksi täynnä).
• Valokuva, jonka koko on 4 000 000 tavua ja jossa kussakin paketissa on 1 460 tavua: 4 000 000 ÷ 1 460 on noin 2 739.7, joten tarvitaan 2 740 pakettia.

Miksi 1 460? Opit tämän luvun seuraavassa oppitunnissa. Tämän oppitunnin luvut ovat opetusta varten valittuja pyöreitä arvoja. Todelliset viiveet riippuvat tarkasta reitistä, laitteista ja verkon kuormituksesta.