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電気通信において、プロトコルデータユニット（PDU ）とは、コンピュータネットワーク上のピアエンティティ間で送信される単一の情報単位です。これは、プロトコル固有の制御情報とユーザデータで構成されます。通信プロトコルスタックの階層型アーキテクチャでは、各層が特定のデータ交換の種類やモードに合わせたプロトコルを実装します。
例えば、伝送制御プロトコル（TCP）はコネクション指向の転送モードを実装しており、このプロトコルのPDUはセグメントと呼ばれます。一方、ユーザーデータグラムプロトコル（UDP）はコネクションレス通信のプロトコルデータユニットとしてデータグラムを使用します。インターネットプロトコルスイートのさらに下位の層であるインターネット層では、ペイロードの種類に関係なく、PDUはパケットと呼ばれます。
パケット交換データネットワークの文脈では、プロトコルデータユニット（PDU）はサービスデータユニット（SDU）との関連で理解するのが最も適切である。
ネットワークの機能やサービスは、異なるレイヤーで実装されます。物理層は、銅線や光ファイバーケーブルなどのさまざまな通信媒体を介して1と0を送信します。データリンク層は、これらの1と0をデータの塊に整理し、ワイヤ上の適切な場所に安全に届けます。ネットワーク層は、整理されたデータを複数の接続されたネットワークを介して送信し、トランスポート層は、宛先の適切なソフトウェアアプリケーションにデータを配信します。[ 1 ]
各層間（およびアプリケーションと最上位層間）では、サービスデータユニット（SDU）がインターフェースを介して渡されます。上位層はSDU内のデータの構造を理解しますが、インターフェース上の下位層は理解しません。さらに、下位層はSDUをペイロードとして扱い、宛先の同じインターフェースにSDUを届ける役割を担います。このために、プロトコル（下位）層は、その機能を実行するために必要な特定のデータをSDUに追加します。これをカプセル化と呼びます。例えば、アプリケーションを識別するためのポート番号、ルーティングを支援するためのネットワークアドレス、パケット内のデータタイプを識別するためのコード、およびエラーチェック情報などを追加する場合があります。これらの追加情報と上位層からの元のサービスデータユニットを合わせたものが、この層のプロトコルデータユニットとなります。
下位レイヤによって追加されるSDUとメタデータは、そのレイヤのPDUの最大サイズ（最大伝送単位；MTU）を超える場合があります。このような場合、PDUは下位レイヤによる伝送または処理に適したサイズの複数のペイロードに分割する必要があります。このプロセスはIPフラグメンテーションと呼ばれます。
このことの意義は、PDUがデータ経路のさらに先の対応するプロトコル層に渡される構造化情報であり、それによって層が意図した機能やサービスを提供できるようになる点にある。対応する層、つまりピアは、データをデコードして元のサービスデータユニットを抽出し、エラーがないかどうか、次にどこに送信するかなどを決定する。最下位（物理）層に到達していない限り、PDUはプロトコルスタックの次の下位層のサービスを使用してピアに渡される。PDUが、それを構築した層から、単にそれを配信する層（したがって、その内部構造を理解しない層）へのインターフェースを通過すると、その層にとってサービスデータユニットとなる。SDUにアドレス指定情報と制御情報（カプセル化）を追加してPDUを形成し、そのPDUをSDUとして次の下位層に渡すプロセスは、最下位層に到達し、データが物理信号として何らかの媒体を通過するまで繰り返される。
上記のプロセスは、郵便システムに例えることができます。郵便システムでは、手紙（SDU）が封筒に入れられ、封筒には住所（宛名と管理情報）が書かれており、PDUとなります。発送元の郵便局は郵便番号だけを見て、手紙を郵便袋に入れ、封筒の住所が見えないようにします。これでSDUとなります。郵便袋には宛先の郵便番号がラベル付けされ、他の袋と一緒に箱に入れられるまではPDUとなります。箱に入れられるとSDUとなり、箱にはすべての袋が送られる地域がラベル付けされ、箱自体がPDUとなります。箱がラベルに一致する宛先に到着すると、箱が開けられ、袋（SDU）が取り出されますが、宛先の郵便局のコードが読み取られるとPDUとなります。手紙自体は、袋が開けられた時点ではSDUですが、最終配達のために住所が読み取られるとPDUとなります。受取人が最終的に封筒を開けると、最上位のSDUである手紙そのものが現れます。
OSIモデルのプロトコルデータユニットは次のとおりです。[ 2 ]
特定のOSI層に関する文脈においては、PDUは、その層における表現の同義語として用いられることがある。
インターネットプロトコルスイートのプロトコルデータユニットは以下のとおりです。
TCP/IP over Ethernetでは、物理層のデータはイーサネットフレームで伝送されます。
非同期転送モード（ATM）ネットワークにおけるデータリンク層のPDUはセルと呼ばれます。
メディアアクセス制御プロトコルデータユニット（MAC PDUまたはMPDU ）は、階層型OSIモデルに基づく通信システムにおいて、メディアアクセス制御（MAC）エンティティ間で交換されるメッセージである。 [ 4 ]
MPDUがMACサービスデータユニット（MSDU）よりも大きいシステムでは、パケット集約の結果としてMPDUに複数のMSDUが含まれる場合があります。MPDUがMSDUよりも小さいシステムでは、パケット分割の結果として1つのMSDUから複数のMPDUが生成される場合があります。[ 4 ]