网络封装如何工作？

在网络中，数据封装在使源计算机和目标计算机之间的有效通信方面起着关键作用。

而它的反向过程，解封装，对于同样的目的也是必不可少的。这两个过程同时工作，以确保网络上的适当通信和数据流动。

当用户想要访问计算机上的某些数据时，他们所做的只是输入几个关键字，结果几乎立即显示出来。

但是许多事情在幕后以及以异常的速度发生。他们的网络及其组件正忙于获取用户要求的信息。

然而，大多数人对于在后台工作的机制知之甚少。实际上，网络、组件和相关概念在现代用户的日常生活中起着重要作用。

在本文中，我将讨论封装和解封装，以更接近网络概念。

让我们开始吧！

什么是数据封装和解封装？

数据封装：在网络中，数据封装是指在数据项从源到目的地在OSI或TCP/IP网络模型中传输时，为其添加更多信息以提供附加功能。

通过数据封装，协议信息被添加到数据的头部或尾部以正确执行数据传输。它发生在发送端从应用层到物理层。在这里，每个层从前一个层接收封装信息，并添加更多数据以进一步封装它，并将其发送到下一层。

该过程可能包括错误检测、数据排序、拥塞控制、流量控制、路由数据等。

数据解封装：这是数据封装的反向过程。在从物理层到应用层的接收端传输时，封装的数据从接收到的数据中移除，以获取原始信息。

该过程发生在与发送端的封装层相同的层次上。然后，新添加的头部和尾部信息从数据中去除。

最终，数据在发送端的每层中进行封装，然后在TCP/IP或OSI网络模型的接收端的同一层中进行解封装。

什么是协议数据单元（PDU）？

协议数据单元（PDU）是在数据传输过程中在OSI或TCP/IP模型的每个层次上附加到数据项的控制数据。这些信息被添加到数据项的字段头部，但在其末尾或尾部。

因此，网络模型中的每个层次都利用PDU与其相邻层交互和交换数据。这些PDU通过在每个层次添加它们来进行封装。每个PDU根据其所包含的数据被赋予一个名称。位于目的地的邻层只能在其被移除并传递给下一层之前读取数据。

OSI模型中的PDU

如上所述，在每个链接_1>中的PDU都有一个名称。实际上，在不同的模型的不同层中对封装数据使用不同的术语，如下表所示。

在TCP/IP网络的应用层以及OSI模型的应用、表示和会话层中，它被简称为“data”，但在两个模型的其他层中，它是不同的。

封装术语	OSI层	TCP/IP层
数据	应用层	应用层
数据	表示层	–
数据	会话层	–
段	传输层	传输层
数据包	网络层	互联网层
帧	数据链路层	数据链路层
位	物理层	物理层

让我们逐个详细了解它们以及它们在网络中的重要性。

传输层PDU

在传输层中，协议数据单元被称为“段”。该层创建头部，然后将其附加到数据片段上。在这里，数据单元将包含远程主机用于重新组装所有数据片段的数据。

因此，在传输层中，具有数据片段的头部被称为段，该层将其传输到下一层（网络层）进行更多处理。

网络层PDU

网络层中的PDU称为“数据包”。网络层将类似地为接收自传输层的每个段创建头部。头部将包含有关路由和寻址的数据。

网络层创建头部后，将其附加到段上。这就是数据项变为数据包的地方，然后将其移动到下一层。

数据链路层PDU

在这一层中，PDU被称为“帧”。数据链路层将从前一层接收数据包，然后为每个接收到的数据包创建头部和尾部。此头部将具有切换数据，如源计算机地址、目标计算机地址等。另一方面，尾部包含对应的数据。

数据链路层将头部和尾部信息附加到数据包上。这是数据单元变为帧的时候，将发送到下一层（物理层）。

物理层PDU

物理层中的PDU被称为“位”。物理层从前一层接收帧，然后将其转换为可以由传输媒体携带的格式。位就是这种格式。

封装工作原理

封装发生在数据单元或数据包的起始和结束处。它的起始部分是头部，而结束部分是尾部。其头部和尾部之间的数据可以称为有效负载。

一个数据包的头部包含了其初始字节的数据，标记着数据包的开始并识别携带的信息。现在，数据包从源计算机移动到目标计算机。另外，头部根据所使用的协议包含数据，因为每个协议都有一定的格式。

此外，数据包的尾部指向了一个接收计算机，该计算机已经到达了数据包的末尾。它可能具有由设备使用的错误检查值，用于确认是否接收到了完整的数据包。

逐步封装过程：

步骤1：OSI模型的应用层、表示层和会话层或TCP/IP模型的应用层将用户的数据作为数据流。然后对数据进行封装并将其转发到下一层，即传输层。但这并不意味着它必然会为这些数据添加头部或尾部。它是应用特定的，只在需要时添加头部或尾部。

步骤2：数据在TCP/IP和OSI模型中移动到传输层时，该层使用来自更高层的数据流，并将其分割成多个片段。该层通过为每个数据片段添加适当的头部来执行数据封装，这些数据片段称为段。添加的头部包含排序信息，因此段会在接收端重新组装。

步骤3：现在，具有附加头部信息的数据项进入下一层，称为网络层（OSI模型）或互联网层（TCP/IP模型）。该层从前一层获取段并通过添加所需的路由信息来执行封装，以便数据正确传递。封装完成后，数据在该层变为数据报或数据包。

步骤4：数据包现在移动到TCP/IP或OSI模型中的数据链路层。该层获取数据包并通过附加头部和尾部进行封装。在这一点上，头部将具有用于确保数据正确传递到接收硬件组件的交换信息，而尾部将具有与错误检测和纠正相关的数据。在此阶段，数据变为帧，并传递到最后一层。

步骤5：来自数据链路层的数据帧现在进入TCP/IP或OSI模型中的物理层。该层通过将数据转换为比特或数据信号来封装它。

去封装的工作原理

去封装的工作顺序与封装相反，从物理层到OSI或TCP/IP模型的应用层。在传输到接收端时，封装在发送端对数据段添加的所有附加信息都会被移除。

以下是去封装的逐步过程：

步骤1：物理层中的封装数据（比特或数据信号）将由该层获取以进行去封装。数据现在变成一个数据帧，并将被转发到更高的层或数据链路层。

步骤2：数据链路层现在获取这些数据帧并进行去封装。该层还会检查数据帧的头部是否被正确切换到了硬件。如果数据帧对应的是错误的或错误的目的地，它将被丢弃。但如果正确，该层将检查数据帧的尾部以获取信息。

如果在尾部或数据中发现任何错误，它将请求重新传输数据。但如果尾部具有正确的信息，该层将对其进行去封装，形成数据报或数据包，然后将其转发到更高的层。

步骤3：来自数据链路层的数据包现在进入Internet层（TCP/IP模型）或网络层（OSI模型）。该层将数据包解封装并形成数据段。

如果数据包被正确路由到目标位置，则该层将检查数据包的头部以获取路由信息。如果路由不正确，数据包将被丢弃。但如果具有正确的路由信息，则该层将解封装数据包并将其发送到上层，即传输层。

步骤4：来自Internet层或网络层的数据段同时进入TCP/IP模型和OSI模型中的传输层。传输层接收数据段并检查其头部信息。接下来，它开始重新组装数据段并形成数据流，然后将其传送到更高的层。

步骤5：传输层的数据流达到TCP/IP模型中的应用层。在OSI模型中，它先到达会话层，然后到达表示层，最后到达应用层。该层将接收数据流并解封装它们，只将特定于应用程序的数据转发到接收方的计算机或应用程序。

封装的优势

封装在网络中的优势如下：

#1. 数据安全

封装有助于增加数据的安全性和隐私性，以防止未经授权的访问。在当前的情况下，你知道数据保护有多么重要。因此，你可以避免在线风险，如数据盗窃、攻击等。此外，你可以向任何指定级别的用户提供访问权限，而不会引起复杂性。

#2. 可靠的数据

封装确保核心数据的完整性，使其无法被任何客户端代码篡改。它还决定核心信息是否对外部对象可见。如果没有数据封装，即使对数据进行小的更改也可能对网络造成损害。

#3. 增加功能

在封装中，数据被添加到不同的层中。这为发送方和接收方之间的数据传输增加了更多的功能和功能。这些功能和功能可以是数据流控制、路由、错误检测、数据排序等。这也有助于使数据传输变得恰当和有效。

#4. 有效的通信

封装和解封装在网络中同时运行。封装在发送方端执行，而解封装在接收方端执行。这使通信更加有效，对于接收方和发送方都是必要的。

#5. 简化维护

由于某种原因，错误可能随时发生，导致两端之间的数据传输中断。但是对数据执行的封装有助于保护连接并避免对数据进行篡改。因此，核心信息保持安全，减少错误的机会，促进简化维护。

结论

数据封装和解封装是网络中的重要方面。这些技术确保了数据在网络内的正确流动，具有更好的数据安全性、隐私性、可靠性和有效的通信。