接続型通信 - 百科事典

通信およびコンピュータネットワークにおいて、接続指向型通信は、有用なデータが転送される前に通信セッションまたは半永続的な接続が確立される通信プロトコルです。確立された接続は、データが正しい順序で上位通信レイヤに渡されることを保証します。対照的に、接続無効型通信と呼ばれるものがあります。例えば、インターネットプロトコル（IP）やユーザーデータグラムプロトコル（UDP）が使用するデータグラムモード通信では、データが順序外に渡されることがあります。なぜなら、異なるネットワークパケットが独立してルーティングされ、異なる経路を通じて渡されることがあります。

接続指向型通信は、回線交換接続またはパケットモードの仮想回線接続で実装できます。後者の場合、データが順序で渡されることを許可するトランスポートレイヤ仮想回線プロトコル、例えばトランスミッションコントロールプロトコル（TCP）を使用する可能性があります。下層のスイッチングは接続無効型、またはデータリンクレイヤやネットワークレイヤのスイッチングモードであり、同じトラフィックストリームに属するすべてのデータパケットが同じ経路を通じて渡され、トラフィックフローの識別は接続識別子によって行われ、ネットワーク上でのルーティング決定のオーバーヘッドをパケットごとに減少させます。

接続指向型プロトコルサービスは、通常ながら常に信頼性の高いネットワークサービスであり、データの成功した渡送後の確認と、データの欠失や破損時の自動再送要求機能を提供します。アシンクリナス・トランスファーモード（ATM）、フレームリレーやマルチプロトコルラベルスイッチング（MPLS）は、接続指向型で信頼性の低いプロトコルの例です。シンプルメールトランスファープロトコル（SMTP）は、メッセージが渡されない場合に送信者にエラーレポートを送信し、信頼性の高いプロトコルとされる接続指向型プロトコルの例です。接続指向型プロトコルは会話を追跡できるため、時にはステートフルと呼ばれます。

回線交換
回線交換通信、例えば公共交換電話ネットワーク、ISDN、SONET/SDHや光マッシュネットワークは、本質的に接続指向型通信システムです。回線モード通信は、恒常的な帯域幅が利用可能であり、ビットストリームやバイトストリームデータが恒常的な遅延で順序で到着することを保証します。スイッチは回線確立フェーズ中に再構成されます。

仮想回線交換
パケット交換通信もまた接続指向型で、仮想回線モード通信と呼ばれます。パケット交換のために、通信は変動するビットレートや遅延に苦しむことがあります。これはトラフィック負荷やパケットキューの長さが変動するためです。接続指向型通信は必ずしも信頼性を意味するものではありません。

= トランスポートレイヤ =
接続指向型トランスポートレイヤプロトコルは、接続無効型通信システム上で接続指向型通信を提供します。例えばTCPのような接続指向型トランスポートレイヤプロトコルは、IPなどの接続無効型ネットワークレイヤプロトコルに基づいていますが、送信側のセグメントシーケンス番号、パケットバッファリング、および受信側のデータパケットの再順序化により、バイトストリームの順序でデータを渡すことができます。

= データリンクおよびネットワークレイヤ =
接続指向型パケット交換データリンクやネットワークレイヤプロトコルでは、通信セッション中にすべてのデータが同じ経路を通じて送信されます。各パケットに対して完全なルーティング情報（ソースおよび目的アドレス）を使用する接続無効型データグラム交換（例えば、従来のIPルーター）とは異なり、接続指向型プロトコルはトラフィックフローを識別するために、通常は仮想回線識別子（VCI）と示されるチャンネルまたはデータストリーム番号のみを使用します。ルーティング情報は、接続確立フェーズ中にネットワークノードに提供され、各ノード内のテーブルにVCIが定義されます。したがって、実際のパケット交換とデータ転送は、より速いハードウェアによって行われ、より遅いソフトウェアベースのルーティングに代わります。この接続識別子は通常、小さな整数（例えば、フレームリレーでは10ビット、ATMでは24ビット）です。これにより、ネットワークスイッチが大幅に高速化されます。

例えば、ATMやフレームリレーは、どちらも接続指向型で信頼性の低いデータリンクレイヤプロトコルの例です。信頼性の高い接続無効型プロトコルも存在しますが、例えばIフレームを通じてデータを渡すAX.25ネットワークレイヤプロトコルですが、この組み合わせは稀であり、信頼性の低い接続無効型は現代のネットワークでは稀です。一部の接続指向型プロトコルは、接続指向型および接続無効型のデータの両方を適用できるように設計または変更されています。

例
接続指向型パケットモード通信、すなわち仮想回線モード通信の例：

参考文献