数据的封装与解封装

• 一、数据的封装与解封装
• • 1. 数据的封装过程
  • 2. 数据的解封装过程
• 二、数据的传输过程
• • 1. 相关概念
  • 2. 网络传输过程中数据封装和解封装模拟

一、数据的封装与解封装

1. 数据的封装过程

数据封装过程，在这里我们举例说明，以两台主机的通信为实例进行分析讲解，如下图所示：

• 应用层：原始数据被转换成二进制数据
• 传输层：二进制数据被分割成小的数据段，并封装TCP头部 （数据段）
  （TCP头部的关键信息–端口号）
• 网络层：传输层传来的数据被封装上IP头部 （数据包）
  （IP头部的关键信息–IP地址）
• 数据链路层：网络层传来的数据被封装上MAC头部 （数据帧）
  （MAC头部的关键信息–MAC地址）
• 物理层：二进制数据组成的比特流转化为电信号在网络中传输 （比特流）

2. 数据的解封装过程

数据被封装完毕通过网络传输到接收方后，将进入数据的解封装过程，是封装过程的一个逆过程，如下图所示：

• 物理层：将电信号转化为二进制数据，并将其送至数据链路层
• 数据链路层：查看MAC地址，地址是自己，就拆掉MAC头部，继续传输，否则就丢弃数据
• 网络层：查看IP地址，地址是自己，就拆掉IP头部，继续传输，否则就丢弃数据
• 传输层：查看TCP头部，判断应该传到哪里，然后重组数据，传输到应用层
• 应用层：二进制转化为原始数据

二、数据的传输过程

1. 相关概念

在学习数据的传输过程之前我们还需要来了解几个其他相关概念：

• PDU：对于OSI参考模型而言，每一层都是通过PDU（Protocol Data Unit，协议数据单元）来进行通信的，而对于 TCP/IP 五层结构，也是沿用这个概念。PDU是指同层之间传递的数据单位，在TCP/IP 五层结构体系中，上层数据被封装 TCP 头部后，这个单元称为段（Segment）；数据段向下传到网络层，被封装 IP 头部后，这个单元称为包（Packet）；数据包继续向下传输道道数据链路层，被封装 MAC 头部后，这个单元称为帧（Frame）；最后帧传输到物理层，帧数据变成比特（Bits）流；比特流通过物理介质传送出去。

为了方便后续的网络硬件内容学习，需要了解网络设备属于那一层，但常见的设备属于哪一层并没有严格的定义或官方的文档说明，设备属于哪一层要看这个设备主要工作在哪一层。

层名称	典型设备
应用层	计算机
传输层	防火墙
网络层	路由器
数据链路层	交换机
物理层	网卡

2. 网络传输过程中数据封装和解封装模拟

在实际的网络环境中，最终的发送方和接收方往往相隔千山万水，中间会有很多的硬件设备起到中转作用。为了说明整个过程，我们假设了一种通信结构，在两台通信的计算机之间增加了两台交换机和路由器，发送主机所发送的数据只有经过这些 “ 中间设备” 才能到达接收主机，如下图所示：

• 发送主机按照前面讲解的内容进行数据封装
• 从发送主机物理网卡发送的电信号通过网线到达交换机，交换机将电信号转换成二进制数据送往交换机的数据链路层，因为交换机是数据链路层的设备，所以它将可以查看数据帧头部的内容，但不会进行封装和解封装过程，当交换机发现数据帧头部封装的 MAC 地址不属于自己的 MAC 地址时，它不会像终端设备那样将数据帧丢弃，而是根据该 MAC 地址将数据帧智能地转发到路由器设备，在转发前要重新将二进制数据转换成物理的电信号
• 当路由器收到数据后，会拆掉数据链路层的 MAC 头部信息，将数据送达网络层，这样 IP 头部信息就 “暴露” 在最外面了，路由器将检测数据包头部的目标 IP 地址信息，并根据该信息进行路由过程，智能地将数据报文转发到下一跳路由器上，在转发前要重新封装新的 MAC 头部信息，并将数据转换成二进制数

从这个过程我们可以看出，数据在传输过程中不断地进行着封装和解封装的过程，中间设备属于哪一层就在哪一层对数据进行相关的处理，以实现设备的主要功能。

标签：封装,IP,传输,MAC,头部,数据
来源： https://blog.csdn.net/weixin_44471703/article/details/123307928