什么是数据包？

您在互联网上做的一切都涉及到数据包。例如，您接收的每个网页都以一系列数据包的形式传入，您发送的每封电子邮件都以一系列数据包的形式传出。以小型数据包传输数据的网络称为数据包交换网络。

在互联网上，网络以字节为单位将电子邮件分割为多个大小固定的部分。这些部分就是数据包。每个数据包都承载着引导它到达目的地的信息——发件人的IP地址、目标收件人的IP地址以及其他一些信息，以告诉网络此电子邮件分割成了多少个数据包和这些数据包的编号。数据包根据互联网所用的协议承载数据：传数控制协议/互联网协议（TCP/IP）。每个数据包都包含邮件正文的一部分。典型的数据包可能包含1,000或1,500字节。

然后每个数据包通过最佳可用路由发送到目的地——要么邮件的所有其他数据包都采用该路由，要么所有其他数据包都不采用。这使得网络的效率更高。首先，网络可以平衡每毫秒内各个设备间的负载。其次，如果传输邮件时网络中的一件设备出现故障，数据包也可以经路由绕过故障，确保整封邮件的传递成功。

根据网络类型的不同，数据包可能使用其他名字：

• 帧
• 块
• 单元
• 段

大部分数据包分为三个部分：

• 报头——报头包含对数据包所承载数据的说明。这些说明可包括：
  • 数据包长度（一些网络使用固定长度的数据包，而一些则依赖报头来包含此信息）
  • 同步（若干字节的数据，用于帮助数据包匹配网络）
  • 数据包编号（表示这是数据包序列中的第几个）
  • 协议（在传输多种类型信息的网络上，协议定义所要传输数据包的类型：电子邮件、网页或流视频等）
  • 目标地址（数据包的目的地）
  • 发出地址（数据包的来源）
• 负载——也称为数据包正文或数据。这是数据包向目的地发送的实际数据。如果数据包的长度固定，则负载可能以空白信息填补以达到正确的长度。
• 报尾——报尾有时也称为页脚，通常包含几个字节的数据，用于通知接收设备该处已是数据包的末尾。它还可能具有某种类型的错误检查功能，其中最常见的是循环冗余码校验（CRC）。CRC非常简洁。它在某些计算机网络中的工作方式是，先取出负载中所有的1并相加，然后将结果以十六进制的形式保存在报尾中。接收设备将负载中的1值相加，并与报尾中保存的值比较。如果两值相同，则证明数据包是完好的；如果两值不同，接收设备就会向发出设备发送请求，请其重新发送数据包。

让我们来看看电子邮件是怎样分割为若干数据包的。假设您向朋友发送一封电子邮件，大小约为3,500 字节（3.5KB）。用来发送邮件的网络使用固定长度为1,024字节（1KB）的数据包。每个数据包的报头长度为96字节，报尾为32字节，剩下的896字节分配给负载。要将3,500字节的邮件分割，您需要4个数据包（3,500除以896）。三个数据包包含896字节负载，第四个包含812字节。下面是其中一个数据包的内容：

每个数据包的报头都包含相应的协议、发出地址（您的计算机的IP地址）、目标地址（接收电子邮件的计算机的IP地址）和数据包编号（1、2、3或4，因为一共有4个数据包）。网络中的路由器将查看报头中的目标地址，并将其与查询表中的内容进行比较，以确定数据包的发送目的地。当数据包到达目的地后，您朋友的计算机将从每个数据包中剔除报头和报尾，并按照数据包的编号顺序重新组合电子邮件。