Um datagrama é um pacote de dados transmitido com seus endereços de origem e destino por uma rede de telecomunicações ( WAN ) ou rede local ( LAN ). Um serviço de datagrama é a variante sem conexão dos serviços de transmissão usando comutação de pacotes (a outra variante conectada é um serviço de circuito virtual ).
Devido à ausência de uma conexão, a transmissão é feita no modo de melhor esforço (na melhor das hipóteses): a rede, que não exerce controle de fluxo sobre as fontes de dados , não garante através dela - mesmo uma taxa de perda de pacotes limitada (por exemplo, uma fonte que transmite continuamente para um destino cuja taxa de recepção é duas vezes menor impõe que, para esses dados, a rede tenha uma taxa de perda de pelo menos menos 50%). Na versão mais geral do serviço de datagrama que inclui o IP da Internet , a rede pode entregar os datagramas em uma ordem diferente daquela de sua emissão. Também pode, em certas circunstâncias, duplicá-los. A carga de entrega de dados sem perdas para os aplicativos que os requerem é então assegurada por um protocolo de nível superior , denominado protocolo de transporte , que fornece um serviço de circuito virtual com entrega garantida.
O primeiro padrão de datagrama da Internet , o IPv4 , foi publicado em sua primeira versão em 1980: RFC 760. O padrão para IPv6 , a segunda geração de datagramas da Internet, foi publicado em sua primeira versão. Versão em 1995. O padrão de O TCP , o primeiro protocolo da Internet para realizar circuitos virtuais de ponta a ponta, foi publicado em sua primeira versão em 1980: RFC 761.
Em 1964, Paul Baran descreveu, em uma série de relatórios da RAND Corporation, uma rede militar projetada para resistir a um ataque nuclear. Os dados, em particular a voz digitalizada, são aí transmitidos na forma de “mensagens curtas” cujo formato é padronizado. Cada mensagem inclui, além da carga útil, um endereço de origem e um endereço de destino. As mensagens são propagadas passo a passo por computadores que desempenham o papel de nós de uma rede mesh. Para proteger a recepção, eles podem ser transmitidos em paralelo em várias rotas. Os destinatários excluem mensagens duplicadas recebidas na chegada e devolvem as outras ao seu pedido original. Para transmissão de voz, os usuários que solicitaram o que ele chama de conexão virtual veem a rede como uma caixa preta que estabelece uma conexão de circuito aparente entre eles .
Em 1967, Donald Davies publicou seu artigo seminal no qual introduziu o termo comutação de pacotes ( comutação de pacotes ). Descreve uma possível futura rede de transmissão de dados gerida por um operador de telecomunicações ( portadora comum ). Esta rede roteia os dados do computador entre os computadores dos usuários e entre os terminais de modo de caractere e os computadores servidores. Como no modelo de Paul Baran, mas seguindo uma invenção feita em paralelo com o NPL , os dados são ali transmitidos, passo a passo, entre computadores servindo como nós de uma rede mesh, na forma de pacotes independentes. Cada pacote inclui um endereço de origem e um endereço de destino. Os pacotes, para chegarem ao seu destino o mais rápido possível, seguem uma rota que pode mudar de acordo com a carga da rede ( roteamento dinâmico ). O artigo parte do pressuposto de que "todos os usuários da rede se encarregarão de uma verificação de erros e que isso poderá identificar facilmente um pacote ausente", sem, no entanto, indicar como.
Em maio de 1970, Larry Roberts apresentou a rede experimental de computadores Arpanet , então em andamento. Ele havia sido contratado para este projeto na ARPA (agência de pesquisa avançada do Departamento de Defesa dos Estados Unidos), por Bob Taylor , então chefe do Escritório de Técnicas de Processamento de Informações (IPTO). O núcleo da rede segue o modelo de pacotes independentes de Donald Davies, mas, para que os computadores conectados não tenham que se adaptar a um serviço com uma taxa de perdas significativa, uma tarefa complexa e a soluções em constante mudança, a rede cuida disso . Para fazer isso, ele aplica um protocolo interno, entre os nós de entrada e os nós de saída dos pacotes. Este protocolo realiza o controle de fluxo necessário entre fontes e destinos, bem como detecção de perdas e retransmissões. A primeira mensagem da história transmitida em modo de pacote ocorreu durante um teste em outubro de 1969: deixou o laboratório em Los Angeles de Leonard Kleinrock , durante vários anos teórico das filas de pacotes e próximo de Larry Roberts, havia sido recebido no IRS de Stanford.
No início de 1973, Halvor Bothner-By criou a palavra datagrama para designar os pacotes autônomos do modelo de Donald Davies. Fá-lo no quadro de reuniões organizadas pelo relator sobre comutação de pacotes na CEPT . O objetivo dessas reuniões foi identificar o que poderiam ser serviços de rede pública em modo pacote e propor ao CCITT sua possível padronização . Bothner-By, ele próprio relator do assunto no CCITT, procurava um termo fácil de lembrar (telegrama de dados) para distinguir o modo sem conexão do outro em estudo, os circuitos virtuais .
Em maio e setembro de 1973, Louis Pouzin descreveu o funcionamento dos switches e os princípios gerais da rede experimental de computadores Cyclades inspirada na Arpanet. Foi nomeado diretor deste projeto em 1971 por Maurice Allègre , então chefe da Delegação Geral de Informática . O roteamento de pacotes na sub-rede de transmissão Cyclades segue o modelo dos datagramas centrais da Arpanet, mas Pouzin opta por adotar, pela primeira vez em escala real, a ideia original de Davies: deixar os computadores dos usuários têm que se adaptar a um serviço de rede sem controle de fluxo exercido sobre as fontes (serviço de melhor esforço ). Cyclades será, portanto, a primeira rede na qual os protocolos sofisticados a serem projetados para se adaptarem a uma rede de serviço de datagrama serão testados . Isso permitirá que os engenheiros que participaram do projeto Cyclades, em particular Hubert Zimmermann , Gérard Le Lann , Michel Elie , contribuam ativamente com Vint Cerf no projeto do primeiro TCP para a Internet .
Em junho de 1973, o International Network Working Group (INWG), uma extensão internacional do Network Working Group que havia especificado os protocolos para o uso da Arpanet, se reuniu em Nova York. A reunião é presidida por Vint Cerf, que fará um relatório. Entre os oito participantes estão Bob Kahn , supervisor de Vint Cerf na ARPA , e dois europeus: Hubert Zimmermann da equipe Cyclades e Roger Scantlebury do NPL . O objetivo da reunião é fixar as principais características do que será o protocolo IP da Internet . Aí é feita uma escolha crucial, nomeadamente que nenhuma variável de estado deve ser gerida na fronteira entre redes, ou seja, para a interligação de redes, apenas a variante de datagrama de comutação de pacotes será estudada pela rede. »INWG. Isso excluiu, sem argumento técnico, a outra variante, os circuitos virtuais. Apesar disso, dois operadores de rede de datagramas internos diferentes serão interconectados com sucesso a partir de 1978 usando o modo de circuito virtual em suas fronteiras (Datapac no Canadá e Telenet nos Estados Unidos). Mas, se formos acreditar em Christian Huitema , um dos que trabalharam com Bob Kahn, ele prontamente explicou que para ele é importante estudar o que é o PTT (...) E devemos fazer então exatamente o contrário . A outra escolha endossada naquele dia pelo INWG é que os datagramas podem ser fragmentados nas fronteiras entre as redes. (Na verdade, era necessário levar em consideração redes tão diversas quanto redes de satélite, grandes pacotes e redes de rádio terrestre, pequenos pacotes, dos quais Bob Kahn cuidava pessoalmente). Essa fragmentação, uma inovação em relação aos datagramas Baran-Davies-Roberts-Pouzin, será posteriormente objeto de acalorado debate no INWG, mas será mantida no IP da Internet por decisão de Bob Kahn.
Em janeiro de 1980, o IPv4 , a primeira geração do protocolo IP da Internet, foi especificado em sua primeira versão. Os datagramas, fragmentáveis na rede, podem ter um máximo teórico de 65.535 bytes na origem. Eles podem ser recebidos em fragmentos, cujo comprimento, imposto pela mais restritiva das sub-redes percorridas, pode ser reduzido para 68 bytes. Qualquer computador também deve ser capaz de aceitar (em um ou mais fragmentos) qualquer datagrama que não exceda 576 bytes. Portanto, é recomendável enviar um datagrama que exceda esse comprimento apenas com a garantia de que seu destinatário pode aceitá-lo. Um tipo de campo de serviço é incluído em cada datagrama (e transportado, se necessário, em cada um de seus fragmentos). A ideia é que cada rede intermediária um dia seja capaz de levar isso em conta na sua gestão de filas, de uma forma que ainda falta especificar.
Em 1994, o mecanismo NAT ( Network Address Translation ) foi descrito. Seu objetivo é retardar a escassez de endereços IPv4 públicos, que se tornou inevitável à medida que a Internet cresceu além das expectativas. No limite de uma sub-rede privada para o núcleo da Internet, cada endereço interno que troca tráfego é convertido. O NAT detecta o fim dos períodos de atividade para liberar sua possibilidade de tradução para outras conexões. Com a última variante NAPT, um único endereço externo poderá ser usado para várias conexões simultâneas, TCP ou outros. Os NATs, portanto, apresentam uma ruptura com o modelo original, onde os datagramas eram sempre transmitidos de ponta a ponta sem alteração e onde nenhum nó mantinha o estado nas conexões atuais. O roteamento por meio de NAT agora é semelhante ao roteamento de circuito virtual, em que a redefinição de um nó intermediário pode fazer com que todas as comunicações que passam por ele sejam interrompidas. O processo, aperfeiçoado ao longo dos anos, será quase generalizado em Boxes na entrada das redes locais privadas.
Em dezembro de 1995, o IPv6 , a segunda geração do protocolo de datagramas da Internet, foi especificado em sua primeira versão. A sua razão de ser é acabar com a escassez de endereços dIPv4 que parece estar cada vez mais perto. Para isso, seus endereços vão de 32 a 128 bits. Além disso, o tamanho dos datagramas que qualquer computador deve aceitar aumenta de 576 para 1.500 bytes, e o tamanho dos fragmentos que qualquer sub-rede IPv6 deve encaminhar sem fragmentá-los aumenta de 68 para 576 bytes. Inovação: um campo “rótulo de fluxo” é adicionado a cada datagrama. No entanto, é especificado que seu uso deve permanecer experimental. Vários usos opcionais serão descritos em 2011 ( RFC 6437). Após várias dificuldades na gestão da coexistência entre IPv4 e IPv6, a progressão da utilização do IPv6 será lenta (segundo uma estatística, 5% no final de 2014 e 30% no final de 2019).
Em junho de 1999, foram especificados os códigos do campo "tipo de serviço" a serem utilizados para serviços garantidos ( encaminhamento garantido da RFC 2597). Em uma rede onde a grande maioria do tráfego está em modo de melhor esforço , o processamento prioritário de pacotes com um desses códigos, e desde que a velocidade de origem de cada conexão de serviço garantida seja limitada, isso é suficiente para que a qualidade a ser exigida do serviço seja alcançável. Em junho de 2006, o protocolo SIP detalha, para transmissões de voz ou outros dados em tempo real, o uso de um desses códigos de serviço garantido ( RFC 4504).
O Datagrama é considerado perfeitamente capaz de transportar " voz sobre IP " desde a primavera de 2001. Pierre Vincent, pesquisador do Instituto Nacional de Telecomunicações (INT), especialista em transferência de voz sobre IP, durante entrevista no Le Monde , para explicam que “não se trata tanto de volume de tráfego mas de interfaces entre operadoras” , pois o formato digital de voz sobre IP “permite naturalmente a compressão de cada Datagrama” vocal, mas isto pode ser evitado sem problemas. Segundo ele, a médio prazo, o protocolo Diffserve , não proprietário e padronizado pela Internet Engineering Task Force (IETF), “que define níveis de prioridade no roteamento de pacotes, melhoraria a passagem de voz de uma operadora para outra ” . No entanto, o pesquisador destaca “o problema” de ter que “esperar que esse protocolo seja implantado em todos os lugares e que todos possam utilizá-lo da mesma forma” e observa que as grandes operadoras tradicionais de telecomunicações “observam muito de perto” a telefonia sobre IP. “pode de fato questionar a economia de sua rede”, mas “também permitir que conquistem outros mercados” . Segundo ele, a telefonia sobre IP "pode representar um perigo onde a operadora já está estabelecida" , mas também "uma oportunidade em países onde ainda não está" porque vai dar origem a "novos serviços, associando voz e dados" , para Por exemplo, visitando um site e clicando em um link entre em contato com uma operadora.
Durante a primavera de 2001, a imprensa notou no International Telecoms Show em Las Vegas que "a voz sobre IP era onipresente" porque "no processo de mudar radicalmente o cenário das redes e, acima de tudo, dos operadores., que estão se movendo de comutação de circuitos para comutação de pacotes” , com em particular, entre os seus principais fornecedores, a rivalidade entre a Juniper Networks e Cisco Systems no mercado de roteadores Terabit , mas que, em França, os operadores estrangeiros, como KPNQwest , global Crossing e portador principalmente visar o mercado corporativo. Uma conferência sobre VoIP foi organizada durante este show e seu organizador aconselha a manter gateways para a telefonia tradicional, pois os tempos de resposta variam de 17 a 125 milissegundos , o jornal 01net estima que em mais de 125 milissegundos, "temos o direito de fazer perguntas sobre o interesse dos sistemas ” .
A decolagem da " voz sobre IP " vai, no entanto, esperar pelo período 2003-2005, especialmente com empresas, fabricantes de equipamentos Cisco e Alcatel evitando apressar seu primeiro cliente francês, a Orange. A chegada do Skype em 2005 coincide com uma aceleração, ainda que os analistas citados pela imprensa francesa sejam bastante céticos e os consultores franceses relutem . Por fim, é o sucesso estonteante do início do WhatsApp em 2012-2013 que leva o Facebook a comprá-lo muito rapidamente e a combinar seu sucesso com o de Voz sobre IP.