パケット交換ネットワーク
より耐障害性のあるネットワークを探す中で、初期のインターネット設計者はパケット交換ネットワークについて調査しました。 このタイプのネットワークの前提は、1 つのメッセージを発信地点と最終的な宛先を示すアドレス情報を含む複数のメッセージ ブロックに分割できるということです。 図に示すように、埋め込まれたこの情報を使用して、パケットと呼ばれるこれらのメッセージブロックをさまざまなパスを介してネットワーク上で送信し、宛先に到達したときに組み立て直すことができます。
ネットワーク内のデバイス自体は、通常、個々のパケットの内容を認識しません。 認識できるのは、送信元のアドレスと最終的な宛先のアドレスのみです。 これらのアドレスは多くの場合 IP アドレスと呼ばれ、10.10.10.10 のようにドット付きの 10 進表記で表されます。 各パケットは、1 つの場所から別の場所へと個別に送信されます。 それぞれの場所で、パケットを最終的な宛先へ送信するために使用するパスを決めるルーティングの決定が行われます。 これは、10 枚のハガキを使用して友人に長いメッセージを書くようなものです。 それぞれのハガキには、受取人の宛先があります。 ハガキは、郵便システムを使用して送られるため、宛先のアドレスはハガキがたどる次のパスを決定するために使用されます。 最終的には、ハガキに記載された宛先のアドレスに届けられます。
以前使用したパスが利用できない場合は、ルーティング機能が利用可能な次の最適なパスを動的に選択できます。 メッセージは 1 つの完全なメッセージとしてではなく、分割された状態で送信されるため、失われたかもしれないいくつかのパケットを異なるパスで再送信できます。 多くの場合、宛先デバイスは障害または再ルーティングが発生したことを認識しません。 ハガキとの類似性で考えると、途中でハガキが 1 枚なくなった場合には、そのハガキだけを再度郵送する必要があります。
パケット交換ネットワークでは、エンドツーエンドからの予約された単一の回線は必要ありません。 メッセージのすべての断片は、利用可能なパスを使用してネットワーク経由で送信できます。 また、異なる送信元からのメッセージの断片を含むパケットが同時にネットワーク上を移動できます。 冗長パスをユーザの介入なしで動的に使用する方法を提供することで、インターネットは耐障害性のある通信方法となっています。 郵便に例えると、ハガキは郵便システムによって配達され、他のハガキ、手紙、小包などと輸送を共有します。 たとえば、ハガキのうち 1 枚が、最終的な宛先へ向けて輸送されている他の多くの小包や手紙と一緒に飛行機に乗せられるかもしれません。
パケット交換コネクションレス型ネットワークは、現在のインターネットの主要なインフラストラクチャですが、回線交換電話システムのようなコネクション型システムにもいくつかの利点があります。 さまざまなスイッチング場所のリソースが、限られた数の回線を提供するためだけに機能するため、コネクション型ネットワーク上で送信されるメッセージの品質と一貫性が保証されます。 もう 1 つの利点は、サービス プロバイダーがネットワークのユーザに接続がアクティブな時間の分だけ課金できるということです。 ネットワークへのアクティブな接続に対してユーザに課金するという機能は、テレコミュニケーション サービス業界の基本的な前提です。