Windows与网络基础-22-数据的封装和解封装

目录

一、数据的封装与解封装

1.1数据的封装过程

1.2数据的解封装过程

二、常用设备对应的工作层

三、数据传输实例分析

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目标：

1. 理解数据的封装和解封装过程
2. 针对于一个简单的网络环境能够独立讲解出网络的传输过程

注意：数据传输，一般是针对TCP/IP的五层模型学习

一、数据的封装与解封装

1.1数据的封装过程

（以两台通信主机为例）

应用层：原始数据转换成电脑能够识别的二进制数据

传输层：在传输层有固定的传输数据单元PDU，来决定是否需要将数据分割成很多小段，在每个数据段的前面封装一个TCP头部：关键信息—端口号，标识上层数据使用什么协议或程序进行传输。

网络层：将传输层传来的数据封装IP头部，形成数据包，进行逻辑地址寻址，关键信息：源IP、目的IP

数据链路层：将网络层传来的数据包，封装MAC头部。建立逻辑连接，进行物理地址寻址，主要字段：源MAC(主机本身)、目的MAC(如果是跨网段通信，则是与其直连路由接口的MAC)【数据帧】

物理层：将二进制数据组成的比特流，转换为电信号，通过网卡再通过网线再网络中传输。

1.2数据的解封装过程

物理层：将电信号转化为二进制数据，并发送至数据链路层

数据链路层：查看目的MAC地址，是自己拆掉MAC头部继续传输。若不是，直接丢弃

网络层：查看目的IP地址，是自己茶雕IP头部继续传输。若不是，直接丢弃

传输层：查看TCP头部中的端口号、判断数据该传到哪里，然后重组数据，传输至应用层

应用层：将二进制数据转换为原始数据

二、常用设备对应的工作层

一层（物理层）：网卡

二层（数据链路层）：二层交换机

三层（网络层）：路由器、三层交换机（工作在二层和三层）

四层（传输层）：传统防火墙

五层（应用层）：计算机

现实中：很多设备都是工作在多层，比如上网行为管理、三层交换机等等

三、数据传输实例分析

主机A:进行数据封装：应用层：将原始数据转化为二进制数，传输层：封装对应的端口号，网络层：封装源IP（主机A），目的IP(主机B)、数据链路层：封装源MAC(主机A)、目的MAC(与主机A直连路由器A的接口)、封装至物理层。通过网线传输至交换机A。

根据交换机的工作原理，交换机A会解封装至数据链路层，交换机中维护了一张·MAC地址表，查看源MAC地址是否在自己表中。如果不在就学习并记录，再查看目的MAC，如果在，通过对应接口直接将数据重新封装后转发出去，（如果目的MAC无记录，需要通过广播的方式学习，然后记录到表中）

根据路由器的工作原理，路由器A会解封到数据链路层，查看目的MAC是不是自己，如果是继续解封装至网络层，查看数据包头部中的目的IP，（根据路由表、是否有源IP和目的IP的路由条目，判断目标IP是否可达，若没有路由记录，返回给主机A,目标主机不可达。）如果有路由条目记录，将数据重新封装至物理层（二层封装时会请求下一跳设备的MAC地址作为目的MAC地址，ARP请求），按照对应接口转发出去。

数据到达路由器B,数据解封装至网络层，查看路由表中是否有，源IP和目的IP记录，由于目的IP是与其直连的设备，肯定有记录，所以重新进行数据封装后，按照路由表对应的条目，将数据转发给主机B。