Зачем нужны пакеты?

Представь, что тебе нужно отправить другу большую фотографию. Есть два основных способа, которыми сеть может это сделать.

Коммутация каналов — так работали старые телефонные сети. Когда ты звонишь, сеть резервирует целую линию между тобой и другим человеком на всё время разговора. Никто больше не может использовать эту линию, даже в паузах, когда никто не говорит.

Пакетная коммутация — так работает Интернет. Сообщение разрезается на множество небольших частей, которые называются пакетами. Каждый пакет отправляется отдельно, а сеть делит свои каналы между пакетами всех пользователей. Пакеты из разных разговоров по очереди передаются по одному и тому же кабелю.

Почему хорошо разрезать сообщение на части?

• Каналы используются эффективно. Канал никогда не простаивает в ожидании одного медленного разговора, потому что по нему можно передать следующий пакет от другого пользователя.
• Сбои наносят меньше вреда. Если один пакет потеряется, повторно нужно отправить только эту небольшую часть, а не всю фотографию.
• Возможны разные маршруты. Каждый пакет можно направить по отдельному маршруту, поэтому, если один канал выйдет из строя, следующие пакеты смогут пойти другим путём.
• Никто не занимает канал целиком. Огромная загрузка не может заблокировать маленькое сообщение, потому что маленькое сообщение просто проходит между пакетами.

Эту идею в 1960-х годах разработал Пол Бэран в США. Он размышлял о сетях, которые продолжают работать, даже если их части выходят из строя. Независимо от него похожую идею разработал Дональд Дэвис в Великобритании — именно он предложил слово «пакет».

Сколько пакетов нужно для сообщения? Разделите размер сообщения на объём данных, который переносит один пакет (его полезную нагрузку), а затем округлите вверх, потому что последний пакет может быть заполнен не полностью:

пакеты = ⌈ байты сообщения ÷ байты полезной нагрузки ⌉

Примеры:

• Сообщение размером 10 000 байт, в каждом пакете — 1 000 байт полезной нагрузки: 10 000 ÷ 1 000 = 10, значит, нужно 10 пакетов.
• Сообщение размером 2 500 байт, в каждом пакете — 1 000 байт полезной нагрузки: 2 500 ÷ 1 000 = 2,5, после округления вверх получается 3 пакета (последний заполнен наполовину).
• Фотография размером 4 000 000 байт, в каждом пакете — 1 460 байт: 4 000 000 ÷ 1 460 — это примерно 2 739.7, значит, нужно 2 740 пакетов.

Почему 1 460? С этим числом вы познакомитесь на следующем уроке. В этом уроке используются круглые значения, выбранные для обучения. Реальные задержки зависят от точного маршрута, оборудования и загруженности сети.