網絡中的封裝如何工作？

網絡中的數據封裝在實現源計算機和目標計算機之間的有效通信方面發揮著至關重要的作用。

而它的逆過程，即解封裝，對於同樣的目的也是必不可少的。 這兩個進程同時工作以確保網絡上的正確通信和數據流。

當用戶想要訪問他們計算機上的一些數據時，他們所做的只是輸入幾個關鍵字，結果很快就會顯示出來。

但是很多事情都在幕後以驚人的速度發生。 他們的網絡及其組件正忙於獲取用戶要求的信息。

然而，大多數人對在後台工作以完成工作的機制知之甚少。 實際上，網絡、組件和相關概念在現代用戶的日常生活中扮演著重要的角色。

在本文中，我將討論封裝和解封裝以更接近網絡概念。

讓我們開始！

什麼是數據封裝和解封裝？

數據封裝：在網絡中，數據封裝意味著當數據項在 OSI 或 TCP/IP 網絡模型中從源到目的地傳輸時向數據項添加更多信息，以便為其提供附加功能。

通過數據封裝，將協議信息添加到數據的頭部或底部，以正確地進行數據傳輸。 它發生在從應用層到物理層的發送端。 在這裡，每一層接收來自前一層的封裝信息並添加更多數據以進一步封裝它，並將其發送到下一層。

這個過程可能包括錯誤檢測、數據排序、擁塞控制、流量控制、路由數據等。

數據解封裝：這是數據封裝的逆過程。 在從物理層傳輸到接收端的應用層以獲取原始信息的過程中，封裝的數據從接收到的數據中移除。

此過程與發送方的封裝層發生在同一層。 然後從數據中刪除新添加的頭部和尾部信息。

最終，數據在每一層的發送端被封裝，然後在 TCP/IP 或 OSI 網絡模型的同一層的接收端被解封裝。

什麼是協議數據單元 (PDU)？

協議數據單元（Protocol Data Unit，PDU）是指在數據傳輸過程中，在OSI或TCP/IP模型的每一層附加到數據項上的控制數據。 此信息被添加到數據項的字段標題，但在其末尾或尾部。

因此，網絡模型中的每一層都利用 PDU 與其相鄰層進行交互和交換數據。 這些 PDU 通過在數據的每一層添加它們來封裝。 每個 PDU 都根據其包含的數據命名。 位於目的地的相鄰層只能在數據被移除並交給下一層之前讀取數據。

OSI 模型中的 PDU

如上所述，每個 OSI 模型層中的 PDU 都有一個名稱。 事實上，在不同的模型中，不同層的封裝數據使用不同的術語，如下表所示。

在TCP/IP網絡的Application層和OSI模型的Application、Presentation、Session Layer中，簡稱為“數據”，但在這兩種模型的其他層中，則有所不同。

讓我們一一詳細了解它們以及它們在網絡中的重要性。

傳輸層PDU

在傳輸層，協議數據單元被稱為“段”。 該層創建標題，然後將其附加到數據片段中。 此處，數據單元將包含遠程主機將用於重組所有數據片段的數據。

因此，在傳輸層帶有數據片段的標頭稱為段，該層將傳輸到下一層（網絡層）以進行更多處理。

網絡層PDU

網絡層的 PDU 稱為“數據包”。 網絡層將類似地為它從傳輸層接收到的每個段創建一個報頭。 標頭將包含有關路由和尋址的數據。

網絡層創建標頭後，將其附加到段。 這是數據項成為數據包的地方，然後移動到下一層。

數據鏈路層 PDU

在這一層中，PDU 被稱為“幀”。 數據鏈路層將從上一層接收數據包，然後為接收到的每個數據包創建一個報頭和報尾。 此標頭將包含源計算機地址、目標計算機地址等切換數據。另一方面，尾部包含有關損壞數據包的數據。

數據鏈路層會將報頭和報尾信息附加到數據包中。 這是數據單元變成幀的時候，幀將被發送到下一層（物理層）。

物理層PDU

物理層中的 PDU 稱為“位”。 物理層從上一層獲取幀，然後將其轉換為傳輸介質可以承載的格式。 有點就是這種格式。

封裝如何工作

封裝發生在它開始和結束的數據或數據包單元上。 它的開始部分是標題，而結尾是預告片。 而它的頭部和尾部之間的數據可以稱為有效載荷。

數據包的標頭在其初始字節中包含數據，標記數據包的開頭並標識所攜帶的信息。 現在，數據包從源計算機移動到目標計算機。 此外，標頭包含基於所用協議的數據，因為每個協議都有明確的格式。

此外，數據包的尾部指向已到達數據包末端的接收計算機。 它可能具有設備使用的錯誤檢查值，以確認它是否已收到完整的數據包。

分步封裝過程：

第一步：OSI模型的Application、Presentation、Session層或TCP/IP模型的Application層將用戶的數據作為數據流。 然後它封裝數據並將其轉發到下一層，即傳輸層。 但是，這並不意味著它必須為此數據添加頁眉或頁腳。 它是特定於應用程序的，只添加它需要的頁眉或頁腳。

第 2 步：當數據移動到 TCP/IP 和 OSI 模型中的傳輸層時，該層使用來自更高層的數據流並將其分成許多部分。 該層通過向稱為段的每個數據塊添加合適的標頭來執行數據封裝。 添加的標頭包含排序信息，因此段在接收方重新組合。

第三步：現在，添加了頭部信息的數據項進入到稱為網絡層（OSI 模型）或互聯網層（TCP/IP 模型）的後續層。 該層從上一層獲取段並通過添加所需的路由信息​​來執行封裝，以便數據正確傳遞。 封裝後的數據在這一層成為數據報或數據包。

第 4 步：數據包現在移動到 TCP/IP 或 OSI 模型中的數據鏈路層。 該層接收數據包並通過附加頁眉和頁腳來封裝它。 此時，標頭將具有切換信息，以確保數據正確傳送到接收硬件組件。 相反，預告片將包含與錯誤檢測和緩解相關的數據。 在這個階段，數據變成一個幀，進入最後一層。

第 5 步：來自數據鏈路層的數據幀現在進入 TCP/IP 或 OSI 模型中的物理層。 該層通過將數據轉換為位或數據信號來封裝它。

解封裝如何工作

在 OSI 或 TCP/IP 模型中，解封裝的工作順序與封裝相反，從物理層到應用層。 在發送端封裝期間添加到數據塊中的所有附加信息將在傳輸到接收端時被刪除。

以下是解封裝如何工作的分步過程：

第 1 步：物理層中封裝的數據，稱為位或數據信號，將被該層提取以對其進行解封裝。 數據現在變成數據幀，將被轉發到更高層或數據鏈路層。

第 2 步：數據鏈路層現在獲取這些數據幀並解封裝它們。 該層還檢查數據幀的標頭是否切換到正確的硬件。 如果數據幀對應於錯誤或不正確的目的地，它將被丟棄。 但這是正確的，該層將檢查數據幀的尾部以獲取信息。

一旦發現尾部或數據有任何錯誤，它將請求數據重傳。 但是如果trailer有正確的信息，該層將解封裝它形成一個數據報或數據包，然後將它轉發給更高層。

第 3 步：來自數據鏈路層的數據包現在進入 Internet 層（TCP/IP 模型）或網絡層（OSI 模型）。 該層將數據包解封裝並形成數據段。

如果數據包被路由到正確的目的地，該層會檢查數據包的標頭以獲取路由信息。 如果路由不正確，數據包將被丟棄。 但是如果它有正確的路由信息​​，該層會解封裝它並發送給上層，即傳輸層。

第 4 步：來自 Internet 層或網絡層的數據段在 TCP/IP 和 OSI 模型中都進入傳輸層。 傳輸層獲取這些段並檢查它們的標頭信息，接下來，它開始重新組裝這些段並形成數據流，然後將其移動到更高層。

步驟 5 ：來自傳輸層的數據流到達 TCP/IP 模型中的應用層。 在 OSI 模型中，它到達會話層、表示層，最後到達應用層。 這些層將獲取數據流並對其進行解封裝，同時僅將特定於應用程序的數據轉發到接收方的計算機或應用程序。

封裝的優點

封裝在網絡中的優點如下：

#1。 數據安全

封裝有助於提高數據安全性和隱私性，防止未經授權的訪問。 而且您知道在當前情況下數據保護的重要性。 因此，您可以避免數據盜竊、攻擊等在線風險。此外，您可以輕鬆地向任何指定級別的用戶授予訪問權限。

#2。 可靠的數據

封裝可確保核心數據的完整性，使其無法被任何客戶端代碼篡改。 它還決定核心信息是否對外部對象可見。 在沒有數據封裝的情況下，即使是數據的微小變化也可能對網絡造成破壞。

#3。 添加的特性和功能

在封裝中，數據被添加到不同的層中。 這為網絡上發送方和接收方之間的數據傳輸增加了更多特性和功能。 這些特性和功能可以是數據流控制、路由、錯誤檢測、數據排序等。 這也有助於使數據傳輸正確有效。

#4。 有效溝通

封裝和解封裝在網絡中同時運行。 封裝在發送端執行，而解封裝在接收端完成。 這使通信更加有效，這對於接收者和發送者都是必不可少的。

#5。 易於維護

由於某種原因隨時可能出現錯誤，導致兩端之間的數據傳輸中斷。 但是對數據執行的封裝有助於保護連接並避免篡改數據。 因此，核心信息保持安全，減少了出錯的機會，從而促進了易於維護。

結論

數據封裝和解封裝是網絡的重要方面。 這些技術確保數據在網絡中的正確流動，具有更好的數據安全性、隱私性、可靠性和有效通信。