PDUとは何ですか？

プロトコルデータユニット（PDU）とは、通信プロトコルの特定の層で交換されるデータの単位であり、ペイロードとその層固有の制御情報で構成されます。層によってPDUの呼び名は異なり（フレーム、パケット、セグメントなど）、デバイスの最大伝送単位（MTU）によって、インターフェースが送受信できるPDUの最大サイズが制限されます。

主なポイント

• PDUとは、特定のプロトコル層において交換されるデータの単位のことです。
• 各レイヤーは、上位のレイヤーから受け取ったペイロードに、独自のヘッダーを追加します。
• フレーム、パケット、セグメントはすべてPDUであり、レイヤーごとに名称が異なるだけです。
• MTUは、インターフェースが送受信できる最大のPDUサイズを決定します。
• LACPDUは、リンクアグリゲーションのネゴシエーションを行うために制御PDUデバイス間で交換されるものです。

このページの内容： その重要性 ・ 仕組み ・ 種類 ・ PDU およびVersa · よくある質問

PDUはなぜ重要なのでしょうか？

PDUが重要なのは、ネットワーク内を移動するデータが各層間でどのように分割・受け渡されるかを定義するものであり、相互運用可能なネットワークを実現するカプセル化の仕組みそのものだからです。デバイスがトラフィックを正しく転送するには、あるPDUがどこで終わり、次のペイロードがどこから始まるかについて、ピアと合意している必要があります。

PDUのサイズも、実務上の重要な課題です。 インターフェースのMTUは、そのインターフェースが送受信できる最大のPDUサイズを決定します。MTUが低すぎると、トラフィックが不必要にフラグメント化されます。逆に高すぎると、そのサイズのフレームを伝送できないリンク上でトラフィックがドロップされてしまいます。コントロールプレーンのPDUも同様に重要です。リンクアグリゲーションでは、どのポートを1つのバンドルにまとめるかを合意するために、デバイス間でLACPDUを交換する必要があります。また、パス品質の監視では、損失、遅延、ジッターを測定するプローブPDUが不可欠です。

PDUとは何ですか？

ネットワークプロトコルは階層構造で動作し、各層は上位層から受け取ったデータに独自のヘッダーを付加した上で、その結果を独自のPDUとして下位層へ渡します。アプリケーションデータは、まずトランスポート層のセグメントまたはデータグラムとなり、次にネットワーク層のパケット、さらにデータリンク層のフレームとなり、最終的に物理層のビットとして送信されます。受信側では、このプロセスが逆順で実行されます。各層は、受信したPDUから独自のヘッダーを取り除き、ペイロードを上位層へ渡します。

ラベルは各層ごとに変化しますが、その概念は変わりません。つまり、PDUとはペイロードとその層の制御情報の合計です。これが、PDUサイズが実用上の制約となる理由です。インターフェースのMTUによって、そのインターフェースが伝送できる最大のPDUサイズが決まり、それを超えるPDUは、サイズ超過としてフラグメント化されるか、破棄されます。

PDUの種類

一般的なPDUの種類は、それらを生成するレイヤーに対応しています。フレームはデータリンク層のPDUであり、MACアドレスを含むイーサネットフレームであり、ポートのMTUが直接制御する単位です。パケットはネットワーク層のPDUであり、論理アドレス（IPパケット）が追加されることで、トラフィックが1つの物理リンクを超えてルーティングできるようになります。セグメントとデータグラムは、トランスポート層のPDU（TCPセグメントおよびUDPデータグラム）であり、ポート番号が追加され、TCPの場合はシーケンス番号も付加されます。プロトコルでは、特殊な制御用PDUも定義されています。例えば、LACPデバイスがどのポートを1つのバンドルにまとめるかをネゴシエートするために交換するLACPDUや、経路の品質測定のみを目的として使用されるプローブPDUなどが挙げられます。

PDU &Versa

VOSデバイスでは、物理イーサネットポートまたはサブインターフェースで設定されたMTUフィールドによって、そのポートが送受信できる最大PDUサイズが決まります。標準インターフェースでは72～9000バイト、NGFWおよびファイアウォールポートでは68～9000バイトの範囲となります。詳細は、「インターフェースの設定」、「ファイアウォールの設定（NGFW）」、および「ファイアウォールの設定」を参照してください。

リンクアグリゲーションは、PDUが直接表面化する2番目の場所です。アグリゲートされたイーサネットインターフェースを構築する際、割り当てたシャーシIDがローカルに割り当てられたポートIDと組み合わされ、各LACPDUフレーム内に含まれる一意のActor_Port番号が形成されます。これにより、EVPN環境におけるマルチホーム化されたアプライアンス間の競合が防止されます。 アクティブLACPモードでは、メンバーリンク上でLACPDUが継続的に送信されます。パッシブモードでは、アクティブなピアからの要求にのみ応答します。インターフェース以外にも、Versa のSLAモニタリング機能により、サイト間でSLA PDUが交換され、損失、遅延、ジッターが測定されます。これらの測定値は、経路選択の判断材料として活用されます。

よくある質問

PDUとパケットの違いは何ですか？

パケットは、PDUの特定の1種であり、トランスポート層のセグメントにアドレス情報を付加して構成される、ネットワーク層のPDUです。PDUとは、各層間で交換される単位の総称であり、パケット、フレーム、セグメントは、それぞれ特定の層に固有の名称です。

LACPDUとは何ですか？

LACPDU（Link Aggregation Control Protocol Data Unit）とは、アグリゲートされたイーサネットインターフェースの構成リンク上で、デバイス間で交換される制御PDUであり、どの物理ポートが同じ論理バンドルに属するかをネゴシエートおよび検証することで、ピア間の設定の競合を防ぐものです。

MTUはPDUのサイズとどのように関係しているのでしょうか？

MTU（最大伝送単位）とは、インターフェースが送受信するように設定されているPDUの最大サイズ（バイト単位）のことです。設定されたMTUを超えるサイズのPDUは、プロトコルや設定に応じて、送信前に断片化されるか、サイズ超過として破棄されます。

PDUのサイズはネットワークのパフォーマンスに影響を与えますか？

はい。MTUの設定値が低すぎると、不必要なフラグメンテーションが発生し、オーバーヘッドが増加してスループットが低下します。一方、MTUの設定値が高すぎると、それほど大きなPDUを伝送できないリンクでパケットがドロップされるリスクがあるため、設定値は経路上のすべてのホップがサポートする値に合わせる必要があります。

IPパケットとPDUは同じものですか？

IPパケットは、PDUの特定の1種、すなわちネットワーク層のPDUです。すべてのIPパケットはPDUですが、すべてのPDUがIPパケットであるわけではありません。データリンク層のフレームやトランスポート層のセグメントも、異なる層にあるものの、PDUの一種です。

PDUに関する詳細

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