流经网络的一切都可以被归类为数据包中所包含数据的一部分。一个网络数据包或IP包可以被称为一个数据单元(约1KBS至1.5KBS),在互联网或分组交换网络内从原点流向目标地址(从发送方到接收方)。
什么是网络中的数据包?
它们是网络上信息传输的基本单位,因为发件人发出的每条信息都被分解成小的片段,以便能够在网络链接上轻松快速地传输。如果没有这些小片段,要在网络上传输大块的信息就会困难很多。
数据包与真实的世界
举个现实生活中的例子。例如,你给一个朋友发送了一个视频。在你点击 “发送 “和视频到达你朋友的收件箱的那一瞬间,发生了很多事情。
首先,你的电脑将视频分割成小块,每块都包含视频的一个部分。这是通过给网络数据包分配标识符的方式完成的,收件人的计算机能够理解并将它们重新组合成原始视频。
然后,每个数据包被分别通过最佳可用路线依次送入互联网网络,以确保网络流量数据的均匀分布。因此,所有的数据包都沿着一条合适的路线走向它们的目的地,而且它们不会全部卡在一条路线上。虽然,有的时候数据包会丢失,我们稍后会讨论这个问题。
一旦它到达你朋友电脑中的相关程序,”头 “和 “尾 “被剥离,有效载荷/数据被放在一起,每个都在其标识符所示的位置上,这样就可以看到视频内容。–没有人问这一切是如何传输得如此之快的!
好吧,让我们从技术上了解一下那里发生了什么。
网络数据包是如何工作的 - 让我们从技术角度出发
虽然不一定完全遵循,但OSI模型所规定的概念框架提出了一系列的协议,通过这些协议,数据在传输前被分解成更小的层次,并在到达目的地地址时被很好地组装起来。一般来说,我们今天的网络都是在TCP/IP协议栈上运行的,这些协议栈在以太网衍生的物理网络上传输。在我们进一步讨论之前,重要的是我们要快速解决一个常见的错误,即绕过一些术语来代替 “网络包 “或 “数据包 “的错误使用。
段是指从传输协议(最可能是TCP)发送到网络层的数据单位。
数据报:有两种形式;UDP数据报和IP数据报。而它们是根据被寻址时使用的协议来区分的。如果分割的数据是由IP网络协议处理的,那么它就是一个IP数据报。而如果在传输层,它是由UDP传输的,那么它就是UDP数据报。帧指的是网络协议的物理表示或容器。
在网络层
这里,IP接收数据段并将其封装到多个IP数据报中,每个接收到的TCP数据段对应一个IP数据报。封装后,IP评估每个数据报的源信息、目的IP地址、标识符以及服务质量(QoS)参数,并将其分配给每个数据报,这有助于确定数据报要采用的最佳物理路径。
分配之后,数据报被转发到网络接口卡。
在数据链路层和物理层
NIC收到的IP数据报在数据链路层被封装成一个以太网帧。随后,该帧以二进制信号在连接到NIC的物理介质(如光纤、同轴电缆、集线器、同轴电缆等)上传输。
网络数据包的组成部分
网络数据包分为三个部分:报头、有效负载和报尾,每个部分都包含其特有的值。
网络数据包报头
报头包含源地址、目的地址、协议和数据包号。
- 源地址指示信息包的来源。
- 目的地址指向接收IP地址。
- 协议帮助识别正在传输的数据包的类型,是电子邮件、网页还是视频等。
- 数据包号-每个数据包都有两个标识号;第一个表示一条信息被拆分成多少个数据包,第二个表示作为完整信息的一部分的单个数据包的位置。
数据包负载
有效载荷通常被称为数据。这指的是数据包传输的实际数据。根据网络的不同,大小可能在48字节到4KB之间变化。有效载荷是源和目的地接收的唯一数据,因为当数据包到达目的地时,报头信息会从数据包中剥离。
数据包报尾
每个网络类型的数据包报尾的内容都不同。一般来说,报尾包含几个比特,通知接收设备它已经到了数据包的末尾,还有一个循环冗余校验(CRC),它使计算机能够确定所有数据包是否被完全接收。
丢包:网络数据包的灾难
按前面举的例子,如果视频无法在你朋友的电脑上完全加载,那么有可能是一些数据包在传输过程中丢失了。在办公室场景中,工作人员之间(在同一或不同地点)传输关键任务的文件是非常普遍的,不断要求重新传输文件会影响生产力并增加停机时间。
当一个数据包无法到达目的地时,就会发生网络丢包的情况,这是因为数据包被丢弃或数据包在传输过程中丢失 – 导致低质量的体验(QoE)。由于WiFi信号或网络连接不良、电缆故障、网络拥堵、路由器故障等原因,数据包丢失不太可能在有线网络上发生,也不限于无线互联网连接。
有几种方法可以管理、修复或限制数据包丢失的发生,例如。
- 通过消除干扰源
- 更新所有网络设备软件
- 应用QoS设置和网络策略
- 检查物理连接
但所有这些都只能在短时间内发挥作用。网络监控工具,如LiveNX,与LiveWire一起,提供了一个集中的系统,只要服务在使用中,就能将企业网络作为一个单位进行管理和监控。对网络的远程活动提供深入的实时洞察力,从而确保对网络数据包丢失的检测和故障排除。