數據包交換

數據包交換，和虛擬電路交換技術都屬於存儲轉發技術中的分組交換技術分類，他們都按照一定的路由算法選擇通信路徑。

基本介紹

• 中文名：數據包交換
• 定義：分組交換技術分類
• 依據：按照一定的路由算法
• 要求：跨越多箇中間節點

介紹

數據報分組交換技術就是通信雙方間至少要存在一條數據傳輸通路，這些通路可能要跨越多箇中間節點，信源節點在通信以前將所要傳輸和交換的數據包準備好，並最終以分組的形式進行傳輸和交換。如果信源和信宿是相鄰節點，則信源方可將數據直接投遞給信宿。若信源信宿間通過中心節點連線，則信源通過合適的路由機制將分組傳遞給合適的中間節點，中間節點在經過數次的路由選擇，選取合適的路徑將分組數據傳遞到信宿處。

無連線網路

數據包交換是一種具備容錯能力的網路體系結構。為了解決容錯能力的問題，網路發展成了包交換無連線網路。在包交換網路里，單個訊息被劃分為多個數據塊，這些數據塊稱為包，它包含傳送者和接收者的地址信息，在一個或多個網路中傳輸，並且在目的地重新組合。

這些包的傳輸彼此獨立，互不影響，並且通常沿著不同的路由到達目的地。訊息通常被劃分為數千個包，通常其中的一些包在傳輸中丟失。協定允許這種情況的發生，並且包含了要求重發在傳輸中丟失的數據包的方法。

包交換技術是無連線的，因為它不需要為呼叫建立一個動態連線。這個比電路交換網路更加高效，因為多個用戶可以使用網路電路。包交換技術具備容錯能力因為它避免了依靠單一電路為服務提供可靠性的危險。如果一條網路路徑失敗，其他線路就能保證傳送，從而使訊息完整。

包交換是標準的Internet，但是電路交換網路仍有一部分市場份額，現代電路網路允許電路故障和繪會話回復，並且一些消費者喜歡現代專用電路的可靠性和安全性。但是電路交換連線比數據包交換連線費用更昂貴，但許多機構需要這個持續有效安全的電路並且願意支付額外的價錢。

主要特點

1、同一報文的不同分組可以由不同的傳輸路徑通過通信子網，正如兩地間有多條交通線路一般，選取任何一條都能成功到達目的地。

2、同一報文的不同分組到達目的節點時可能會出現亂序、重複和丟失的現象。

3、每個分組在傳輸過程中都必須帶有目的地址和源地址用於中間節點的路由工作，即每個分組在中間節點各自選路轉發。添加目的地址是為了將數據傳送到目的地，而加入源地址則是方便在分組出錯後將出錯內容返回信源，以進行再次傳送。

4、數據報分組方式傳輸延遲較大，適用於突發性的通信，不適用於長報文、會話式的通信。

乙太網中的數據包交換

乙太網交換機基於數據包的目的MAC地址進行數據包交換。在交換機中有一張MAC地址和連線埠對應的關係表，這張表就是MAC地址表。

乙太網交換機與PC相連，當交換機的連線埠收到數據流的第一個數據包後，讀取數據包的源MAC地址欄位，將源MAC地址和接收連線埠關聯，記錄到MAC地址表中。MAC地址表保存在交換機的記憶體中，當交換機重啟時MAC地址表會被清空。

假設PC1、PC2、PC3都和交換機直接相連，組成了一個簡單的網路，PC的MAC地址分別為，

PC1：0011.ABCD.0001

PC2：0022.ABCD.0002

PC3：0033.ADCB.0003

如果交換機在3個連線埠都收到數據包後，就會學習到如下表所示的MAC地址表。

MAC	連線埠
0011.ABCD.0001	fei_1/1
0022.ABCD.0002	fei_1/2
0033.ADCB.0003	fei_1/3

交換機在某連線埠接收到一個數據包後的處理過程如下：

交換機首先判斷此數據包的目的MAC地址是否為廣播或組播地址，如果是，即進行洪泛操作。

如果目的MAC地址不是廣播或組播地址而是去往某設備的單播地址，交換機在MAC地址表中查找此地址，如果此地址是未知的，也將按照洪泛的方式進行轉發。

如果目的地址是單播地址並且已經存在於交換機的MAC地址表中，交換機將把數據包轉發至此目的MAC地址關聯的連線埠。