基本介紹
- 中文名：數據包
- 外文名：Data Packet
解釋,概述,實例,運用,
解釋
包(Packet)：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。這些包然後沿著不同的路徑在一個或多個網路中傳輸，並且在目的地重新組合。
名詞解釋：OSI(Open System Interconnection，開放系統互聯)模型是由國際標準化組織(ISO)定義的標準，它定義了一種分層體系結構，在其中的每一層定義了針對不同通信級別的協定。OSI模型有7層，1到7層分別是：物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層、套用層。OSI模型在邏輯上可分為兩個部分：低層的1至3層關注的是原始數據的傳輸；高層的4至7層關注的是網路下的應用程式。
概述
任意一台主機都能夠傳送具有任意源地址的數據包。當數據包進行長距離的傳輸時需要經過許多中繼站。每箇中繼站就是一台主機或路由器，他們基於路由信息，將數據包向下一個中繼站傳遞。在數據傳輸的路途上，如果路由器遇到大數據流量的情況下，它可能在沒有任何提示的情況下丟掉一些數據包。較高層的協定（如TCP協定）用於處理這些問題，以便為應用程式提供一條可靠的鏈路。如果對於下一個中繼站來說數據包太大，該數據包就會被分片。也就是說，大的數據包會被分成兩個或多個小數據包，每個小數據包都有自己的IP頭，但其淨荷僅僅是大數據包淨荷的一部分。每個小數據包可以經由不同的路逕到達目的地。在傳輸的路途上，每個小數據包還可能會被繼續分片。當這些小數據包到達目標機器時，他們會被重新拼裝到一起。按照規則規定，在中間節點上，不允許對小數據包進行拼裝組合。
我們可以用一個形象一些的例子對數據包的概念加以說明：我們在郵局郵寄產品時，雖然產品本身帶有自己的包裝盒，但是在郵寄的時候只用產品原包裝盒來包裝顯然是不行的。必須把內裝產品的包裝盒放到一個郵局指定的專用紙箱裡，這樣才能夠郵寄。這裡，產品包裝盒相當於數據包，裡面放著的產品相當於可用的數據，而專用紙箱就相當於幀，且一個幀中只有一個數據包。 “包”聽起來非常抽象，那么是不是不可見的呢？通過一定技術手段，是可以感知到數據包的存在的。比如在Windows 2000 Server中，把滑鼠移動到系統列右下角的網卡圖示上(網卡需要接好雙絞線、連入網路)，就可以看到“傳送：××包，收到：××包”的提示。通過數據包捕獲軟體，也可以將數據包捕獲並加以分析。 就是用數據包捕獲軟體Iris捕獲到的數據包的界面圖，在此，大家可以很清楚地看到捕獲到的數據包的MAC地址、IP位址、協定類型連線埠號等細節。通過分析這些數據，網管員就可以知道網路中到底有什麼樣的數據包在活動了。
數據包捕獲軟體
數據包捕獲軟體實例
數據包的結構：數據包的結構非常複雜，不是三言兩語能夠說清的，在這裡主要了解一下它的關鍵構成就可以了，這對於理解TCP/IP協定的通信原理是非常重要的。數據包主要由“目的IP位址”、“源IP位址”、“淨載數據”等部分構成，包括包頭和包體，包頭是固定長度，包體的長度不定，各欄位長度固定，雙方的請求數據包和應答數據包的包頭結構是一致的，不同的是包體的定義。 數據包的結構與我們平常寫信非常類似，目的IP位址是說明這個數據包是要發給誰的，相當於收信人地址；源IP位址是說明這個數據包是發自哪裡的，相當於發信人地址；而淨載數據相當於信件的內容。 正是因為數據包具有這樣的結構，安裝了TCP/IP協定的計算機之間才能相互通信。我們在使用基於TCP/IP協定的網路時，網路中其實傳遞的就是數據包。理解數據包，對於網路管理的網路安全具有至關重要的意義。
運用
簡單的說，你上網打開網頁，這個簡單的動作，就是你先傳送數據包給網站，它接收到了之後，根據你傳送的數據包的IP位址，返回給你網頁的數據包，也就是說，網頁的瀏覽，實際上就是數據包的交換。
2、對於IP數據包來講，也有一個長度，在IP包頭中，以16位來描述IP包的長度。一個IP包，最長可能是65535位元組。
3、結合以上兩個概念，第一個重要的結論就出來了，如果IP包的大小，超過了MTU值，那么就需要
分片，也就是把一個IP包分為多個，這個概念非常容易理解，一個載重5T的卡車，要拉10T的貨，它
當然就得分幾次來拉了。
4. IP分片是很多資料常講的內容，但是我倒是覺得分不分片其實不重要，重要的是另一個東西。一個數據包穿過一個大的網路，它其間會穿過多個網路，每個網路的MTU值是不同的。我們可以構想，如果接受/傳送端都是乙太網，它們的MTU都是1500，我們假設傳送的時候，數據包會以1500來封裝，然而，不幸的是，傳輸中有一段X.25網，它的MTU是576，這會發生什麼呢？我想，這個才是我們所關心的。
當然，結論是顯而易見的，這個數據包會被再次分片，咱開始用火車拉，到了半路，不通火車，只通汽車，那一車貨會被分為很多車……僅此而已，更重要的是，這種情況下，如果IP包被設定了“不允許分片標誌”，那會發生些什麼呢？對，數據包將被丟棄，然後收到一份ICMP不可達差錯，告訴你，需要分片！這個網路中最小的MTU值，被稱為路徑MTU，我們應該有一種有效的手段，來發現這個值，最笨的方法或許是先用traceroute查看所有節點，然後一個個ping……
5、到了傳輸層，也會有一個最大值的限制，當然，對於只管發，其它都不管的UDP來說，不在我們討論之列。這裡說的是TCP協定。說到大小，或許會讓人想到TCP著名的滑動視窗的視窗大小，它跟收發兩端的快取有關，這裡討論的是傳輸的最大數據包大小，所以，它也不在討論之列。
TCP的選項欄位中，有一個最大報文段長度（MSS），表示了TCP傳往另一端的最大數據的長度，當一個連線建立時，連線的雙方都要通告各自的MSS，也就是說，它是與TCP的SYN標誌在一起的。當然，對於傳輸來講，總是希望MSS越大越好，超載這么嚴重，誰家不希望多拉點貨……但是，MSS總是有個限制的，也就是它的值=MTU-IP頭長度-TCP頭長度，對於乙太網來講它通常是1500-20-20=1460，雖然總是希望它能很大(如1460)，但是大多數BSD實現，它都是512的倍數，如1024……
6、回到分片上來，例如，在Win2000下執行如下命令：
"ping 192.168.0.1 -l 1473
按剛才的說法，1473+20(ip頭)+8(icmp頭)=1501，剛好大於1500，它會被分片，但是，我們關心的是：
這個數據包會被怎么樣分法？
可以猜想，第一個包是
以太頭+IP頭+ICMP頭+1472的數據；
那第二個分片包呢？
它可以是：
以太頭+IP頭+ICMP頭+1個位元組的數據
或者是：
以太頭+IP頭+1個位元組的數據"(引號內的內容可否在這裡不詳細闡述，對於1473的數據如何被分為1472和1不是很清楚2010.01.15 13：50)也就是省去ICMP頭的封裝，當然，IP頭是不可以省的，否則怎么傳輸了……
1、分片標誌：如果一個包被分片了，分片標誌這個欄位被置於1，最後一個分片除外；——這樣，對於接收端來講，可以根據這個標誌位做為重組的重要依據之一；
2、分片偏移標誌：光有一個標誌位說明“自己是不是分片包”是不夠的，偏移標誌位說明了自己這個分片位於原始數據報的什麼位置。很明顯，這兩個標誌一結合，就很容易重組分片包了。
3、不允許分片標誌：如果數據包強行設定了這個標誌，那么在應該分片的時候，…… err，剛才已經說過了。
