數據包交換

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接，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。

數據包交換是一種具備容錯能力的網絡體系結構。為了解決容錯能力的問題，網絡發展成了包交換無連接網絡。在包交換網絡裏，單個消息被劃分為多個數據塊，這些數據塊稱為包，它包含發送者和接收者的地址信息，在一個或多個網絡中傳輸，並且在目的地重新組合。

這些包的傳輸彼此獨立，互不影響，並且通常沿着不同的路由到達目的地。消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。協議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。

包交換技術是無連接的，因為它不需要為呼叫建立一個動態連接。這個比電路交換網絡更加高效，因為多個用户可以使用網絡電路。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。如果一條網絡路徑失敗，其他線路就能保證傳送，從而使消息完整。

包交換是標準的Internet，但是電路交換網絡仍有一部分市場份額，現代電路網絡允許電路故障和繪會話回覆，並且一些消費者喜歡現代專用電路的可靠性和安全性。但是電路交換連接比數據包交換連接費用更昂貴，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。

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，以進行再次發送。

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。

以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地址和端口對應的關係表，這張表就是MAC地址表。

以太網交換機與PC相連，當交換機的端口收到數據流的第一個數據包後，讀取數據包的源MAC地址字段，將源MAC地址和接收端口關聯，記錄到MAC地址表中。MAC地址表保存在交換機的內存中，當交換機重啓時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絡，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個端口都收到數據包後，就會學習到如下表所示的MAC地址表。

交換機在某端口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地址關聯的端口。