5-网络初识——封装和分用

目录

1.数据封装的过程

2.数据分用的过程

PS：网络数据传输的基本流程（以QQ为例，A给B发送一个hello）：

一、发送方：

二、接收方：

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• 不同的协议层对数据包有不同的称谓，在传输层叫做段(segment)，在网络层叫做数据报 (datagram)，在链路层叫做帧(frame)。
• 应用层数据通过协议栈发到网络上时，每层协议都要加上一个数据首部(header)，称为封装 (Encapsulation)。
• 首部信息中包含了一些类似于首部有多长，载荷(payload)有多长，上层协议是什么等信息。
• 数据封装成帧后发到传输介质上，到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部，根据首部中 的 "上层协议字段" 将数据交给对应的上层协议处理。

1.数据封装的过程

2.数据分用的过程

PS：网络数据传输的基本流程（以QQ为例，A给B发送一个hello）：

一、发送方：

用户A在输入框中输入hello这个字符串，qq这个应用程序，就把这个字符串构造成一个应用层数据报。

• ①应用层：

所谓的应用层数据报，本质上就是一个遵守了约定格式的字符串。

应用层数据报具体的数据格式，咱们不清楚，每个应用程序都不一定一样，只有开发qq的程序员才知道。

一个假设的应用层协议格式："发送方qq号；发送时间；接收方qq号；消息内容"

程序要调用操作系统的API，把这个应用层数据，交给传输层。

• ②传输层（进入系统内核了）：

在传输层中，要把上述应用层数据，构造成传输层数据。

传输层最知名的协议就是UDP协议和TCP协议。

此处是使用UDP，就需要构造出UDP数据报（在应用层数据基础上，加个UDP报头）。

这是另外一个特定格式的字符串（这里涉及到源端口和目的端口），此处就像字符串拼接一样，把这个报头和后面的数据拼到一起。

所谓的报头就是一个标签，通过标签表示出当前要把这个消息怎样进行传输。

为啥要往上拼报头？就像商家发货，要套上包装，不止一层。

1. 防止里边的货物损坏。
2. 可以在包装上贴上标签，用来写一些信息，如：发件人地址、发件人姓名、收件人地址、收件人姓名、货物名称等。

传输层把这个UDP数据报，交给网络层。

• ③网络层：

网络层最知名的协议就是IP协议。

IP协议要基于上述数据，打包成一个IP数据报。

IP报头也相当于是一个字符串，包含了另外一组信息（最核心的信息：源IP和目的IP）

网络层数据报准备好，还需要进一步交给数据链路层。

• ④数据链路层：

数据链路层最知名的协议是以太网。

基于上述数据，还要打包成一个"以太网数据帧"。

接下来这个数据继续往下传输，交给物理层。

• ⑤物理层：

物理层把上述二进制数据转换成电信号/光信号，此时就真正把数据给发出去了。

上述过程，从应用层到物理层，层层加码，这个过程称为"封装"。

此处省略中间的转发过程，只考虑B的接收。

二、接收方：

• ①物理层：

网卡接收到的是光信号和电信号，是在物理层，把这个光电信号转换回二进制的数据。

转换回的数据，其实是一个以太网数据帧。

• ②数据链路层：

 数据链路层需要去掉帧头帧尾，取出中间的载荷，交给上层的网络层IP协议。

以太网数据帧帧头里也会记录这个载荷是不是一个IP数据报。

• ③网络层：

IP协议针对这里进行解析，解析出IP报头，取出IP协议的载荷，把这里得到的传输层数据报交给上层传输。

IP报头里会记录，载荷是UDP还是TCP。

• ④传输层：

UDP再进行解析，取出报头，取出载荷，再把这个载荷交给对应的应用层程序。

UDP报头里有一个重要的字段，"目的端口"，目的端口是一个具体的应用程序，关联在一起的，因此就可以根据这个端口来把数据交给应用程序了。

• ⑤应用层：

qq应用程序，qq就会针对应用层协议进行解析，显示到界面上。

上述，从下到上层层解析，就是"分用"。

表示一个网络传输的数据单位：

• 包（package）
• 报（datagram）
• 帧（frame）
• 段（segment）