什么是數(shù)據(jù)包？

什么是數(shù)據(jù)包？

您在互聯(lián)網(wǎng)上做的一切都涉及到數(shù)據(jù)包。例如，您接收的每個網(wǎng)頁都以一系列數(shù)據(jù)包的形式傳入，您發(fā)送的每封電子郵件都以一系列數(shù)據(jù)包的形式傳出。以小型數(shù)據(jù)包傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)稱為數(shù)據(jù)包交換網(wǎng)絡(luò)。

在互聯(lián)網(wǎng)上，網(wǎng)絡(luò)以字節(jié)為單位將電子郵件分割為多個大小固定的部分。這些部分就是數(shù)據(jù)包。每個數(shù)據(jù)包都承載著引導它到達目的地的信息——發(fā)件人的IP地址、目標收件人的IP地址以及其他一些信息，以告訴網(wǎng)絡(luò)此電子郵件分割成了多少個數(shù)據(jù)包和這些數(shù)據(jù)包的編號。數(shù)據(jù)包根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)所用的協(xié)議承載數(shù)據(jù)：傳數(shù)控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（TCP/IP）。每個數(shù)據(jù)包都包含郵件正文的一部分。典型的數(shù)據(jù)包可能包含1,000或1,500字節(jié)。

然后每個數(shù)據(jù)包通過最佳可用路由發(fā)送到目的地——要么郵件的所有其他數(shù)據(jù)包都采用該路由，要么所有其他數(shù)據(jù)包都不采用。這使得網(wǎng)絡(luò)的效率更高。首先，網(wǎng)絡(luò)可以平衡每毫秒內(nèi)各個設(shè)備間的負載。其次，如果傳輸郵件時網(wǎng)絡(luò)中的一件設(shè)備出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)包也可以經(jīng)路由繞過故障，確保整封郵件的傳遞成功。

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)類型的不同，數(shù)據(jù)包可能使用其他名字：

• 幀
• 塊
• 單元
• 段

大部分數(shù)據(jù)包分為三個部分：

• 報頭——報頭包含對數(shù)據(jù)包所承載數(shù)據(jù)的說明。這些說明可包括：
  • 數(shù)據(jù)包長度（一些網(wǎng)絡(luò)使用固定長度的數(shù)據(jù)包，而一些則依賴報頭來包含此信息）
  • 同步（若干字節(jié)的數(shù)據(jù)，用于幫助數(shù)據(jù)包匹配網(wǎng)絡(luò)）
  • 數(shù)據(jù)包編號（表示這是數(shù)據(jù)包序列中的第幾個）
  • 協(xié)議（在傳輸多種類型信息的網(wǎng)絡(luò)上，協(xié)議定義所要傳輸數(shù)據(jù)包的類型：電子郵件、網(wǎng)頁或流視頻等）
  • 目標地址（數(shù)據(jù)包的目的地）
  • 發(fā)出地址（數(shù)據(jù)包的來源）
• 負載——也稱為數(shù)據(jù)包正文或數(shù)據(jù)。這是數(shù)據(jù)包向目的地發(fā)送的實際數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)包的長度固定，則負載可能以空白信息填補以達到正確的長度。
• 報尾——報尾有時也稱為頁腳，通常包含幾個字節(jié)的數(shù)據(jù)，用于通知接收設(shè)備該處已是數(shù)據(jù)包的末尾。它還可能具有某種類型的錯誤檢查功能，其中最常見的是循環(huán)冗余碼校驗（CRC）。CRC非常簡潔。它在某些計算機網(wǎng)絡(luò)中的工作方式是，先取出負載中所有的1并相加，然后將結(jié)果以十六進制的形式保存在報尾中。接收設(shè)備將負載中的1值相加，并與報尾中保存的值比較。如果兩值相同，則證明數(shù)據(jù)包是完好的；如果兩值不同，接收設(shè)備就會向發(fā)出設(shè)備發(fā)送請求，請其重新發(fā)送數(shù)據(jù)包。

讓我們來看看電子郵件是怎樣分割為若干數(shù)據(jù)包的。假設(shè)您向朋友發(fā)送一封電子郵件，大小約為3,500 字節(jié)（3.5KB）。用來發(fā)送郵件的網(wǎng)絡(luò)使用固定長度為1,024字節(jié)（1KB）的數(shù)據(jù)包。每個數(shù)據(jù)包的報頭長度為96字節(jié)，報尾為32字節(jié)，剩下的896字節(jié)分配給負載。要將3,500字節(jié)的郵件分割，您需要4個數(shù)據(jù)包（3,500除以896）。三個數(shù)據(jù)包包含896字節(jié)負載，第四個包含812字節(jié)。下面是其中一個數(shù)據(jù)包的內(nèi)容：

每個數(shù)據(jù)包的報頭都包含相應(yīng)的協(xié)議、發(fā)出地址（您的計算機的IP地址）、目標地址（接收電子郵件的計算機的IP地址）和數(shù)據(jù)包編號（1、2、3或4，因為一共有4個數(shù)據(jù)包）。網(wǎng)絡(luò)中的路由器將查看報頭中的目標地址，并將其與查詢表中的內(nèi)容進行比較，以確定數(shù)據(jù)包的發(fā)送目的地。當數(shù)據(jù)包到達目的地后，您朋友的計算機將從每個數(shù)據(jù)包中剔除報頭和報尾，并按照數(shù)據(jù)包的編號順序重新組合電子郵件。