什么是數據包？

您在互聯網上做的一切都涉及到數據包。例如，您接收的每個網頁都以一系列數據包的形式傳入，您發送的每封電子郵件都以一系列數據包的形式傳出。以小型數據包傳輸數據的網絡稱為數據包交換網絡。

在互聯網上，網絡以字節為單位將電子郵件分割為多個大小固定的部分。這些部分就是數據包。每個數據包都承載著引導它到達目的地的信息——發件人的IP地址、目標收件人的IP地址以及其他一些信息，以告訴網絡此電子郵件分割成了多少個數據包和這些數據包的編號。數據包根據互聯網所用的協議承載數據：傳數控制協議/互聯網協議（TCP/IP）。每個數據包都包含郵件正文的一部分。典型的數據包可能包含1,000或1,500字節。

然后每個數據包通過最佳可用路由發送到目的地——要么郵件的所有其他數據包都采用該路由，要么所有其他數據包都不采用。這使得網絡的效率更高。首先，網絡可以平衡每毫秒內各個設備間的負載。其次，如果傳輸郵件時網絡中的一件設備出現故障，數據包也可以經路由繞過故障，確保整封郵件的傳遞成功。

根據網絡類型的不同，數據包可能使用其他名字：

• 幀
• 塊
• 單元
• 段

大部分數據包分為三個部分：

• 報頭——報頭包含對數據包所承載數據的說明。這些說明可包括：
  • 數據包長度（一些網絡使用固定長度的數據包，而一些則依賴報頭來包含此信息）
  • 同步（若干字節的數據，用于幫助數據包匹配網絡）
  • 數據包編號（表示這是數據包序列中的第幾個）
  • 協議（在傳輸多種類型信息的網絡上，協議定義所要傳輸數據包的類型：電子郵件、網頁或流視頻等）
  • 目標地址（數據包的目的地）
  • 發出地址（數據包的來源）
• 負載——也稱為數據包正文或數據。這是數據包向目的地發送的實際數據。如果數據包的長度固定，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，通常包含幾個字節的數據，用于通知接收設備該處已是數據包的末尾。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冗余碼校驗（CRC）。CRC非常簡潔。它在某些計算機網絡中的工作方式是，先取出負載中所有的1并相加，然后將結果以十六進制的形式保存在報尾中。接收設備將負載中的1值相加，并與報尾中保存的值比較。如果兩值相同，則證明數據包是完好的；如果兩值不同，接收設備就會向發出設備發送請求，請其重新發送數據包。

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

每個數據包的報頭都包含相應的協議、發出地址（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）和數據包編號（1、2、3或4，因為一共有4個數據包）。網絡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容進行比較，以確定數據包的發送目的地。當數據包到達目的地后，您朋友的計算機將從每個數據包中剔除報頭和報尾，并按照數據包的編號順序重新組合電子郵件。