パケットとフレーム

質問

パケットとフレームの違いを教えてください。ping試験のときにパケットを送って、フレームを送らないのはどうしてでしょうか。

回答No.6

Yorisin · ベストアンサー

下記に回答します。

・Ethernet通信においては、フレームを必ず投げる。
→その通りです。そういう決まりになっています。

・ping試験の場合は、フレームの中のデータ部にICMPの"echo 　　
　request"パケットを入れておく。あて先が"echo request"パケット
　を受け取ると、受け取ったことを示すパケットをデータ部に含んだ
　フレームを送信元に投げる。
→その通りです。

・ネットワーク(回線)としてのスループットを考える場合、
　エラー測定はフレームを回線の帯域いっぱいになるまで
　流す。ping試験とは異なり、"echo request"パケットが
　使われているわけではない(何らかパケットは使われている？)。
→[エラー測定]という言葉はわかりませんが、概ねその通りです。
　ハブなどでは通常 専用の測定器で100Mbps(ないしはそれ以上だったりそれ以下だったり)のフレームを生成して、通り抜けたフレームの数からスループットを求めます。
　(例えば1500bytes,1000000flame/secで流し込み、出てきたのが500000flame/secであれば、1500*100= 150000000bytes/sec=>18.75Mbps)
　純粋なスループットを測定する場合は、パケットはたいていIPv4だと思います。

・フレームは封筒、パケットはその中の手紙、情報は文字と考えると、　ping試験は、必ず相手が返事をくれる手紙を入れた封筒を一通相手に　送って、返事が返ってくるかを確認する。
→イメージ合っていると思います。
　文字で(データとして)[お返事下さい (ICMP echo request)]と書いてあれば、受け取った側は[受け取りました (ICMP echo reply)]と書いて返します。

・パケットサイズでスループットを求めることはできるのでしょうか。
→考え方次第です。
　スループットが[対象とするパケットの転送レート]であるか、[回線に流れた情報全ての転送レート]であるかによって取り出すサイズが異なります。

・ping試験にしても、スループット試験にしてもフレームを投げることは
共通で、計測対象範囲の違い(手紙なのか梱包の箱なのか)が異なるのでしょうか。
→上記の通り、そうです。
　例えばFTP転送の場合、スループットは送るファイルの情報の転送レートが該当します。
　100MBのファイルを10秒で転送できれば、レートは10MB/sec(= 80Mbps)です。
　しかし、フレームヘッダなどを含むと例えば81Mbpsになったとします。
　すると逆算した時に81Mbps= 10.125MB/sec, 10.125×10=101.25MBとなり計算上は転送したファイル以上の情報が流れた事になりますが、100MBのファイルを10秒で転送しきった事には変わりありません。
　FTP転送のスループットが[ファイルの転送レート]である以上、ファイル情報以外の情報を含むと意味合いが異なってしまいます。
　(求めたい事が[FTP転送を行ったときの回線の使用率]であれば上記が正解です)

・もしそうであるのなら、現実に置き換えてみると「梱包の箱が届く=手紙が届く」なので両者に到達速度(スループット)は同じになるような気がします。
→上記の通り、[何がどれだけ流れた速度なのか]によって異なるので、箱のサイズで計算するか手紙の枚数で計算するか、または文字数で計算するかはその目的しだいです。
　参考までに、フレームヘッダや各パケットのヘッダ長は一定ではありません。
　条件や環境によって変わってしまうので注意が必要です。

・ping試験とスループット試験の違いについて、(1)何を送り、(2)どう計測しているのかについて教えていただけないでしょうか。
→イメージが伝わるかわかりませんが、pingを打つときの流れを書いてみました。添付の図を参照してみて下さい。
　なお、replyはこの逆の流れになります。

回答No.5

Yorisin

jon-comさんの回答に補足で、、、

>> 素朴な疑問なんですが、それなら「フレームを打つ」と
いわないのはなぜなんでしょうか？
[フレーム (Ethernetフレーム)]には宛先とエラー訂正符号しかありません。
そのためpingとして意味のある情報としては、そこからpingの[パケット]を取り出さなくてはなりません。

イメージとしては、フレームは封筒、パケットはその中の手紙、情報は文字と考えると、ping(文章)を送るときに「封筒を送りました」とは言わず[手紙を送りました]と言いますよね。
それは、送る情報を考えると封筒には意味が無いからです。
これと同じく、pingという手紙、またはそのリクエストとしての文字を送る場合には一般的に「(pingの)パケットを送信する」と言います。

>> またping試験のときは「ping」、スループット試験のときは
「フレーム」を試験機から送出していると思うのですが
両者は何が違うのでしょうか？
いくつかの方法(考え方)があるので全ての場合でフレームを使うわけではありません。
フレームを使用するケースは、ネットワーク(回線)としてのスループットを考える場合です。
なぜかというと、通常フレームはその直下にあるパケットに18バイト(144bit)の情報が追加されます。
この時、パケットサイズでスループットを求めると、実際に流れているデータよりも144bit少ない結果となってしまいます。
これでは回線上に流れている実際のデータよりも少ない結果になってしまうので、フレームのサイズでスループットを求めます。

上記の例で言うと、例えば郵政が配達する手紙の量(大きさや重さ)は、内容物ではなく梱包した袋や箱も含めて考えますよね。
そうでないと郵送量(トラフィック)を正確に求めているとは言えません。

なお、スループットについてはフレームを含まずにパケットで考える場合や、パケットのさらに中のデータのみで求める場合もありますので、
必ずしもフレーム全体を使用するわけではありません。

参考：
http://buffalo.jp/products/catalog/network/router_throughput/index.html
ここで、[SmartBits2000：理論的最大値は98.7Mbps]がフレーム全体で求めるスループットで、
[実効(FTP)スループット：理論的最大値は94.9Mbps ]がフレームやパケットではなくその中のデータのみで求めるスループットです。

補足

回答ありがとうございます。以下の理解でよろしいでしょうか。

・Ethernet通信においては、フレームを必ず投げる。

・ping試験の場合は、フレームの中のデータ部にICMPの"echo 　　
　request"パケットを入れておく。あて先が"echo request"パケット
　を受け取ると、受け取ったことを示すパケットをデータ部に含んだ
　フレームを送信元に投げる。

・ネットワーク(回線)としてのスループットを考える場合、
　エラー測定はフレームを回線の帯域いっぱいになるまで
　流す。ping試験とは異なり、"echo request"パケットが
　使われているわけではない(何らかパケットは使われている？)。

・フレームは封筒、パケットはその中の手紙、情報は文字と考えると、　ping試験は、必ず相手が返事をくれる手紙を入れた封筒を一通相手に　送って、返事が返ってくるかを確認する。

また質問になってしまうのですが、よろしいでしょうか。

＞この時、パケットサイズでスループットを求めると、実際に流れてい＞るデータよりも144bit少ない結果となってしまいます。
＞これでは回線上に流れている実際のデータよりも少ない結果になって＞しまうので、フレームのサイズでスループットを求めます。

パケットサイズでスループットを求めることはできるのでしょうか。

ping試験にしても、スループット試験にしてもフレームを投げることは
共通で、計測対象範囲の違い(手紙なのか梱包の箱なのか)が異なるのでしょうか。

もしそうであるのなら、現実に置き換えてみると「梱包の箱が届く=手紙が届く」なので両者に到達速度(スループット)は同じになるような気がします。

ping試験とスループット試験の違いについて、(1)何を送り、(2)どう計測しているのかについて教えていただけないでしょうか。

回答No.4

jjon-com

>それなら「フレームを打つ」といわないのはなぜなんでしょうか？

相手PCが異なるIPネットワークにいるなら，フレームは直接，相手PCに到達しないから。
http://okwave.jp/qa2844202.html の私の過去の回答No.3

>またping試験のときは「ping」、スループット試験のときは
>「フレーム」を試験機から送出していると思うのですが
>両者は何が違うのでしょうか？

前者は，HTTPでもなく FTPでもなく pingが到達することを試験したいわけですから「pingを送出」と呼ぶのが自然でしょう。OSI第２層ではそれがイーサネットフレームになっていることは当然だからあえてフレームと言わなくても分かります。

後者は，ネットワークを流れる実データを計測してそれによる負荷と処理能力を試験したいわけですよね。であるなら質問者ご自身の言葉どおり，

>pingを打つ際にもフレームという大きな袋に入れて贈るということ
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20060920/248532/zu01.jpg

ですから，上位プロトコルだけを見ていてはLANを流れる実データの長さは把握できません。

回答No.3

jjon-com

パケットはOSI第３層ネットワーク層の用語，
フレームはOSI第２層データリンク層の用語です。

イーサネット（OSI第２層）上に IP（OSI第３層）を乗せている，
という，ごくごく一般的なLAN環境をお使いであるなら，
pingパケットを送信すればEthernetフレームも送信されます。
フレームを送らない，という基本理解が間違っています。

回答No.2

Yorisin

LANだと、通常[フレーム]はイーサネットフレームを示します。
イーサネットフレームは送信元/宛先MACとFCSとペイロード(データ)をもっています。
このペイロードの中身がパケットとなります。
このパケットがIPパケットで、その中にまたICMPパケットやTCPパケットを持っています。

このため、例えばpingを打つとpingのパケット(ICMP)の上にIPパケットが被さり、それをイーサネットフレームに入れて送信します。
逆に受け取った側はコントローラでイーサネットフレームからIPパケットを取り出し、上位層でICMPパケットを取り出し、これに対して応答します。

補足

回答ありがとうございます。

イメージで言えば、pingを打つ際にもフレームという
大きな袋に入れて贈るということですよね。

素朴な疑問なんですが、それなら「フレームを打つ」と
いわないのはなぜなんでしょうか？

またping試験のときは「ping」、スループット試験のときは
「フレーム」を試験機から送出していると思うのですが
両者は何が違うのでしょうか？

変な質問をしてすいません。よかったら教えてください。

回答No.1

pepe_clift

パケットはフレームの中に存在します。
パケット対フレームの関係は、１：１～ｎ：１まであります。