Cum funcționează încapsularea în rețea?

Încapsularea datelor în rețea are un rol crucial în a permite o comunicare eficientă între computerul sursă și cel de destinație.

Și procesul său invers, dezcapsularea, este, de asemenea, esențial pentru același scop. Aceste două procese funcționează simultan pentru a asigura o comunicare adecvată și un flux de date într-o rețea.

Atunci când utilizatorii doresc să acceseze unele date de pe computerele lor, tot ce fac este să introducă câteva cuvinte cheie, iar rezultatul este afișat în câteva momente.

Dar multe lucruri se petrec în culise și cu o viteză excepțională. Rețeaua lor și componentele sale sunt ocupate să obțină informațiile cerute de utilizatori.

Și totuși, majoritatea oamenilor nu au nicio idee despre mecanismele care funcționează în fundal pentru a-și îndeplini treaba. În realitate, rețelele, componentele și conceptele aferente joacă un rol important în viața de zi cu zi a utilizatorilor moderni.

În acest articol, voi discuta despre încapsulare și de-încapsulare pentru a mă apropia de conceptele de rețea.

Sa incepem!

Ce sunt încapsularea și decapsularea datelor?

Încapsularea datelor : în rețea, încapsularea datelor înseamnă adăugarea mai multor informații la un element de date atunci când acesta se deplasează în modelul de rețea OSI sau TCP/IP de la o sursă la o destinație pentru a-i oferi caracteristici suplimentare.

Prin încapsularea datelor, informațiile de protocol sunt adăugate la antetul sau subsolul datelor pentru a efectua transmisia corectă a datelor. Are loc la capătul expeditorului de la stratul de aplicație la stratul fizic. Aici, fiecare strat primește informațiile încapsulate de la cel anterior și adaugă mai multe date pentru a le încapsula în continuare și le trimite la stratul următor.

Acest proces poate include detectarea erorilor, secvențierea datelor, controlul congestiei, controlul fluxului, datele de rutare etc.

Dezcapsularea datelor : aceasta este inversul încapsulării datelor. Datele încapsulate sunt eliminate din datele primite în timp ce se deplasează de la stratul fizic la stratul de aplicație de la capătul receptorului pentru a obține informațiile originale.

Acest proces are loc la același strat ca și stratul încapsulat de pe partea expeditorului. Informațiile de antet și trailer nou adăugate sunt apoi eliminate din date.

În cele din urmă, datele sunt încapsulate la capătul expeditorului în fiecare strat și apoi dezcapsulate de partea receptorului în același strat al modelului de rețea TCP/IP sau OSI.

Ce este o unitate de date de protocol (PDU)?

Protocol Data Unit (PDU) se referă la datele de control atașate unui element de date la fiecare strat al modelului OSI sau TCP/IP în timpul transmiterii datelor. Aceste informații sunt adăugate la antetul câmpului articolului de date, dar la sfârșitul sau la finalul acestuia.

Deci, fiecare strat din modelul de rețea utilizează PDU pentru a interacționa și a face schimb de date cu stratul său vecin. Aceste PDU-uri sunt încapsulate prin adăugarea lor la fiecare strat la date. Fiecare dintre PDU primește un nume pe baza datelor pe care le conține. Stratul vecin situat la destinație poate citi datele doar înainte ca acestea să fie eliminate și predate stratului următor.

PDU-uri în modelul OSI

După cum sa discutat mai sus, PDU-ului din fiecare strat de model OSI primește un nume. De fapt, termeni diferiți sunt utilizați pentru datele încapsulate în diferite straturi în diferite modele, așa cum este listat în tabelul de mai jos.

În stratul de aplicație al rețelei TCP/IP și straturile de aplicație, prezentare și sesiune ale modelului OSI, se numește pur și simplu „date”, dar în alte straturi ale ambelor modele, este diferit.

Să le înțelegem unul câte unul în detaliu și importanța lor în networking.

PDU pentru stratul de transport

În stratul de transport, unitatea de date de protocol este numită „segment”. Stratul creează antetul și apoi îl atașează cu o piesă de date. Aici, unitatea de date va conține datele care vor fi utilizate de gazda la distanță pentru a reasambla toate piesele de date.

Deci, un antet cu piesa de date la stratul de transport se numește un segment pe care stratul îl va transfera la stratul următor (stratul de rețea) pentru mai multă procesare.

PDU de nivel de rețea

PDU-ul din stratul de rețea se numește „pachet”. Stratul de rețea va crea în mod similar un antet pentru fiecare segment pe care îl primește de la stratul de transport. Antetul va conține datele despre rutare și adresare.

După ce stratul de rețea creează antetul, apoi îl atașează la segment. Aici elementul de date devine pachetul, care apoi trece la stratul următor.

PDU de nivel de legătură de date

În acest strat, PDU-ul este cunoscut sub numele de „cadru”. Stratul Data Link va primi pachetul de la nivelul anterior și apoi creează un antet și un trailer pentru fiecare pachet primit. Acest antet va avea datele de comutare, cum ar fi adresa computerului sursă, adresa computerului de destinație etc. Pe de altă parte, trailerul are date despre pachete de date corupte.

Stratul de legătură de date va atașa la pachet informațiile de antet și trailer. Acesta este momentul în care unitatea de date devine Frame care va fi trimisă la stratul următor (Stratul fizic).

PDU stratul fizic

PDU-ul din stratul fizic este cunoscut ca „Bit”. Stratul fizic primește cadrul din stratul anterior și apoi îl convertește într-un astfel de format care poate fi transportat de un mediu de transmisie. Un pic nu este altceva decât acest format.

Cum funcționează încapsularea

Încapsularea se întâmplă cu o unitate de date sau un pachet unde începe și se termină. Partea sa de început este antetul, în timp ce sfârșitul este remorca. Și datele dintre antetul și trailerul său pot fi numite sarcină utilă.

Antetul unui pachet conține date în octeții inițiali, marcând începutul pachetului și identificând informațiile transportate. Acum, pachetul se mută de la computerul sursă la computerul de destinație. De asemenea, antetul conține date bazate pe protocolul utilizat, deoarece fiecare protocol are un format definit.

În plus, remorca pachetului indică către un computer care a primit pachetul care a ajuns la sfârșitul pachetului. Poate avea o valoare de verificare a erorilor utilizată de dispozitiv pentru a confirma dacă a primit pachetul complet sau nu.

Procesul de încapsulare pas cu pas:

Pasul 1 : Stratul Aplicație, Prezentare și Sesiune al modelului OSI sau stratul Aplicație al modelului TCP/IP preia datele utilizatorului ca fluxuri de date. Apoi încapsulează datele și le transmite la stratul următor, adică stratul Transport. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că adaugă neapărat un antet sau un subsol acestor date. Este specific aplicației și adaugă doar antetul sau subsolul de care are nevoie.

Pasul 2 : Pe măsură ce datele se deplasează în stratul Transport atât în ​​modelele TCP/IP, cât și în OSI, stratul folosește fluxul de date care vine de la straturile superioare și îl împarte în mai multe bucăți. Acest strat realizează încapsularea datelor prin adăugarea unui antet adecvat fiecărei piese de date numite segmente. Antetul adăugat conține informații de secvențiere, astfel încât segmentele reasamblate pe partea receptorului.

Pasul 3: Acum, elementul de date cu informații de antet adăugate merge la stratul următor numit strat de rețea (model OSI) sau strat de Internet (model TCP/IP). Stratul preia segmentele din stratul anterior și efectuează încapsularea adăugând informațiile de rutare necesare, astfel încât datele să fie livrate corect. După încapsulare, datele devin o datagramă sau un pachet în acest strat.

Pasul 4 : Pachetul de date se mută acum la stratul Data Link în modelul TCP/IP sau OSI. Stratul preia pachetul și îl încapsulează atașând un antet și un subsol. În acest moment, antetul va avea informații de comutare pentru a se asigura că datele sunt livrate corect către componenta hardware de recepție. În schimb, trailerul va avea date legate de detectarea și atenuarea erorilor. În această etapă, datele devin un cadru, care merge la stratul final.

Pasul 5: Cadrul de date care provine din stratul Data Link merge acum la stratul fizic în modelul TCP/IP sau OSI. Stratul îl încapsulează prin conversia datelor în biți sau semnale de date.

Cum funcționează decapsularea

Decapsularea funcționează în ordinea inversă a încapsulării, de la stratul fizic la stratul de aplicație în modelul OSI sau TCP/IP. Toate informațiile suplimentare adăugate piesei de date în timpul încapsulării la capătul expeditorului vor fi eliminate în timpul călătoriei către capătul receptorului.

Iată procesul pas cu pas al modului în care funcționează decapsularea:

Pasul 1 : Datele încapsulate în stratul fizic, numite biți sau semnale de date, vor fi preluate de strat pentru a le dezcapsula. Datele devin acum un cadru de date, care va fi redirecționat către stratul superior sau stratul Data Link.

Pasul 2 : Stratul de legătură de date preia acum aceste cadre de date și le dezcapsulează. Stratul verifică, de asemenea, dacă antetul cadrului de date este comutat la hardware-ul potrivit. Dacă cadrul de date corespunde unei destinații greșite sau incorecte, acesta va fi eliminat. Dar este corect, stratul va verifica trailerul cadrului de date pentru informații.

La găsirea oricărei erori în trailer sau date, va solicita retransmiterea datelor. Dar dacă remorca are informațiile corecte, stratul o va dezcapsula pentru a forma o datagramă sau un pachet de date și apoi o va redirecționa către stratul superior.

Pasul 3: Pachetul de date care vine de la stratul Data Link merge acum la stratul Internet (model TCP/IP) sau la stratul de rețea (model OSI). Stratul preia pachetul pentru a-l de-încapsulare și a forma un segment de date.

Stratul verifică antetul pachetului pentru informații de rutare dacă este direcționat către destinația corectă. Dacă nu este rutat corect, pachetul de date va fi aruncat. Dar dacă are informațiile corecte de rutare, stratul îl va dezcapsula și îl va trimite la stratul superior, adică stratul Transport.

Pasul 4 : Segmentele de date care provin din stratul Internet sau stratul de rețea merg la stratul Transport atât în ​​modelul TCP/IP, cât și în modelul OSI. Stratul Transport preia segmentele și verifică informațiile antet ale acestora, apoi începe reasamblarea segmentelor și formarea fluxurilor de date, care apoi se deplasează la stratul(ele) superior(e).

Pasul 5 : Fluxurile de date din stratul Transport ajung la stratul Aplicație în modelul TCP/IP. În modelul OSI, ajunge la stratul Sesiune, stratul Prezentare și apoi în cele din urmă la stratul Aplicație. Stratul (straturile) va prelua fluxurile de date și le va dezcapsula în timp ce transmite numai date specifice aplicației către computerul sau aplicațiile receptorului.

Avantajele încapsulării

Avantajele încapsulării în rețea sunt următoarele:

#1. Securitatea datelor

Încapsularea ajută la creșterea securității și confidențialității datelor de la accesul neautorizat. Și știți cât de importantă este protecția datelor în scenariul actual. Astfel, puteți evita riscurile online precum furtul de date, atacurile etc. În plus, puteți oferi acces la orice nivel specificat de utilizatori fără complexitate.

#2. Date de încredere

Încapsularea asigură integritatea datelor de bază, astfel încât acestea să nu poată fi modificate de niciun cod client. De asemenea, decide dacă informațiile de bază sunt vizibile pentru obiectele externe. În absența încapsulării datelor, chiar și o mică modificare a datelor poate cauza deteriorarea rețelei.

#3. Caracteristici și funcționalități adăugate

În încapsulare, datele sunt adăugate în diferite straturi. Acest lucru adaugă mai multe caracteristici și funcționalități la transmisia de date între emițător și receptor printr-o rețea. Aceste caracteristici și funcționalități ar putea fi controlul fluxului de date, rutarea, detectarea erorilor, secvențierea datelor și multe altele. Acest lucru ajută, de asemenea, ca transmiterea datelor să fie corectă și eficientă.

#4. Comunicare efectiva

Încapsularea și de-încapsularea rulează simultan într-o rețea. Încapsularea este executată la capătul expeditorului, în timp ce dezcapsularea se face la capătul receptorului. Acest lucru face comunicarea mai eficientă, ceea ce este esențial atât pentru destinatar, cât și pentru emițător.

#5. Întreținere ușoară

Erorile pot apărea oricând din anumite motive, ceea ce duce la întreruperea transmisiei de date între cele două capete. Dar încapsularea efectuată asupra datelor ajută la securizarea conexiunii și evită manipularea datelor. Prin urmare, informațiile de bază rămân în siguranță, reducând șansele de erori, ceea ce promovează întreținerea ușoară.

Concluzie

Încapsularea și deîncapsularea datelor sunt aspecte importante ale rețelei. Aceste tehnici asigură fluxul adecvat de date în cadrul rețelei cu o mai bună securitate a datelor, confidențialitate, fiabilitate și o comunicare eficientă.