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网络数据传输中的封装和解封装

2020-07-23 17:47云杰小编阅读:122

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当我们在进行网络访问、或视频会议,会通过网络将本地的视频数据包先上传到网络上,这个过程会占用大量的上行带宽。但因为家庭宽带中上行带宽的局限性,从而造成网络的慢或卡顿等现象的发生。

在此过程中,数据在传输过程中不断的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。也正因如此,我们称TCP/IP五层模型为“参考”模型,参考这五层模型可以帮助我们很好的研究网络中的设备以及设备工作过程中遵守的协议。

一、数据的封装过程

1.应用层传输过程在应用层,数据被“翻译”为网络世界使用的语言——二进制编码数据(0和1组成)。大家可以试想以下,人们需要通过计算机传输的数据形式千变万化,各式各样,有字母,数字,汉字,图片,声音等。这些信息对于单一通过弱电流传输的计算机来说太过于“复杂”,因此这些人类方便识别的信息被应用层通过各种特殊的编码过程转换成二进制数据。这就是上面所描述的“翻译”过程,也是应用层在网络数据传输过程中最为核心的贡献。

2.传输层传输过程在传输层,上面数据被分割成小的数据段,并为每个分段后的数据封装TCP报文头部。应用层将人们需要传输的信息转换成计算机能够识别的二进制数据后,这些数据往往都是海量的。例如:一张高清晰的图片转换成二进制数据可能会有几百万甚至几千万位,如此庞大的数据一次性传输的话,一旦网络出现问题而导致数据出错就要重新传输,数据量过大会加大出错的概率,最终可能会导致网络资源耗尽。因此,将数据先分割成小段再逐段传输,一旦出现数据传输错误只需重传这一小段数据即可。在TCP头部有一个关键的字段信息---端口号,它用于标识上层的协议或应用程序,确保上层应用数据的正常通信。

3.网络层传输过程在网络层,上层数据被封装上新的报文头部---IP头部。值得注意的是,这里所说的上层数据包括TCP头部,也就是说,这里的上层是指传输层。对于网络层而言,它是“看不懂”TCP包头中的内容的,在它看来,无论是应用层的应用数据,还是TCP头部信息都属于上层数据。在IP头部中有一个关键的字段信息--IP地址,它是由一组32位的二进制数组成的,用于标识网络的逻辑地址。

4.数据链路层传输过程在数据链路层,上层数据被封装一个MAC头部,其内部有一个关键的字段信息--MAC地址,它由一组48位的二进制数组成。在目前阶段,我们先把它理解为固化在硬件设备中的物理地址,具有全球唯一性。

二、数据的解封装过程

在物理层,首先将电信号转换成二进制数据,并将数据送至数据链路层。在数据链路层,将查看目标MAC地址,判断其是否与自己的MAC地址吻合,并据此完成后续处理。如果数据报文的目标MAC地址就是自己的MAC地址,数据的MAC头部将被“拆掉”,并将剩余的数据传送至上一层;

如果目标MAC地址不是自己的MAC地址,对于终端设备来说,它将会丢弃数据。在网络层与在数据链路层类似,目标IP地址将被核实是否与自己的IP地址相同,从而确定是否送至上一层;

到了传输层,首先要根据TCP头部判断数据段送往哪个应用层协议或应用程序。然后将之前被分组的数据段重组,再送往应用层;在应用层,这些二进制数据将经历复杂的解码过程,以还原发送者所传输的最原始的信息。

文章标题:《网络数据传输中的封装和解封装》

作  者:云杰小编。本文部分资料来源于网络,转载目的在于传递更多信息及学习参考:https://www.gdyunjie.cn/showinfo-114-2592-0.html

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