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说明在实际网络中数据是如何进行封装传输的

发布时间:2022-08-06 18:30:24

㈠ 数据封装的数据封装的过程

数据封装的过程大致如下:
1.用户信息转换为数据,以便在网络上传输
2.数据转换为数据段,并在发送方和接收方主机之间建立一条可靠的连接
3.数据段转换为数据包或数据报,并在报头中放上逻辑地址,这样每一个数据包都可以通过互联网络进行传输
4.数据包或数据报转换为帧,以便在本地网络中传输。在本地网段上,使用硬件地址唯一标识每一台主机。
5.帧转换为比特流,并采用数字编码和时钟方案
以目前常见的OSI模型为例,它共分为七层,从下到上依次为:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层,每层都对应不同的功能。为了实现对应功能,都会对数据按本层协议进行协议头和协议尾的数据封装,然后将封装好的数据传送给下层,各层的数据封装过程如下图所示。

其中在传输层用TCP头已标示了与一个特定应用的连接,并将数据封装成了数据段;网络层则用IP头标示了已连接的设备网络地址,并可基于此信息进行网络路径选择,此时将数据封装为数据包;到了数据链路层,数据已封装成了数据帧,并用MAC头给出了设备的物理地址,当然还有数据校验等功能字段等;到了物理层,则已封装成为比特流,就成为纯粹的物理连接了。

㈡ 关于网络传输过程的数据封装

数据封装(Data Encapsulation)是指将协议数据单元(PDU)封装在一组协议头和尾中的过程。在OSI七层参考模型中,每层主要负责与其它机器上的对等层进行通信。该过程是在协议数据单元(PDU)中实现的,其中每层的PDU一般由本层的协议头、协议尾和数据封装构成本文选自WireShark数据包分析实战详解清华大学出版社。
为了帮助用户更清楚的理解数据封装过程,下面通过一个实例来说明这个过程。假设某个公司局域网使用以太网,当员工从局域网的FTP服务器下载一个文件时,该文件从FTP服务器到员工主机的传输过程如图1.17所示本文选自WireShark数据包分析实战详解清华大学出版社。

在图1.17中,FTP服务器作为数据的发送端,员工主机作为数据的接收端。下面分别介绍数据发送和接收处理过程。
1.数据发送处理过程数据封装协议数据单元封装WireShark数据包分析
(1)应用层将数据交给传输层,传输层添加上TCP的控制信息(称为TCP头部),这个数据单元称为段(Segment),加入控制信息的过程称为封装。然后,将段交给网络层。
(2)网络层接收到段,再添加上IP头部,这个数据单元称为包(Packet)。然后,将包交给数据链路层。
(3)数据链路层接收到包,再添加上MAC头部和尾部,这个数据单元称为帧(Frame)。然后,将帧交给物理层。
(4)物理层将接收到的数据转化为比特流,然后在网线中传送。
2.数据接收处理过程数据封装协议数据单元封装WireShark数据包分析
(1)物理层接收到比特流,经过处理后将数据交给数据链路层。
(2)数据链路层将接收到的数据转化为数据帧,再除去MAC头部和尾部,这个除去控制信息的过程称为解封装,然后将包交给网络层。
(3)网络层接收到包,再除去IP头部,然后将段交给传输层。
(4)传输层接收到段,再除去TCP头部,然后将数据交给应用层。
从以上传输过程中,可以总结出以下几点。如下所示:
(1)发送方数据处理的方式是从高层到底层,逐层进行数据封装。
(2)接收方数据处理的方式是从底层到高层,逐层进行数据解封装。
(3)接收方的每一层只把对该层有意义的数据拿走,或者说每一层只能处理发送方同等层的数据,然后把其余的部分传递给上一层,这就是对等层通信的概念本文选自WireShark数据包分析实战详解清华大学出版社数据封装协议数据单元封装WireShark数据包分析。

㈢ 简述数据在OSI参考模型中的流动过程,并解释数据的封装与解装。

1、应用层为用户的应用程序提供接入网络的接口。

2、表示层将用户数据进行相应的编码或格式转换。

3、会话层区分通信中的不同上层程序,为每个进程建立单独的链接,并维护和管理通信的过程。

4、传输层为数据的可靠传输提供一种安全可靠的方式。

5、网络层完成数据在网络中的实际传输,确定地址和最佳路径

6、数据链路层使用硬件地址来定位远程主机,传输数据并进行必要的流量控制和差错校验。

7、物理层传输比特流。将链路层的数据用高低不同的电平值表示发送到物理线路上。物理层规定了设备的接口形状、针脚个数、针脚不同电平值的含义。

OSI参考模型采用了分层结构技术

把一个网络系统分成若干层,每一层都去实现不同的功能,每一层的功能都以协议形式正规描述,协议定义了某层同远方一个对等层通信所使用的一套规则和约定。每一层向相邻上层提供一套确定的服务,并且使用与之相邻的下层所提供的服务。

从概念上来讲,每一层都与一个远方对等层通信,但实际上该层所产生的协议信息单元是借助于相邻下层所提供的服务传送的。因此,对等层之间的通信称为虚拟通信。

以上内容参考:网络-OSI参考模型

㈣ 网络数据是怎样传输的

通过OSI七层协议进行传输,下面给出传输方式:
OSI 参 考 模 型与TCP/IP协议模型结构 OSI 参 考 模 型 也 称 为异 质 系 统 互 联 的 七 层 框 架 ---- ★ 物 理 层(Physical Layer) ---- 提 供 机 械、 电 气、 功 能 和 过 程 特 性。 如 规 定 使 用 电 缆 和 接 头 的 类 型, 传 送 信 号 的 电 压 等。 在 这 一 层, 数 据 还 没 有 被 组 织, 仅 作 为 原 始 的 位 流 或 电 气 电 压 处 理。 ---- ★ 数 据 链 路 层(Data Link Layer) ---- 实 现 数 据 的 无 差 错 传 送。 它 接 收 物 理 层 的 原 始 数 据 位 流 以 组 成 帧( 位 组), 并 在 网 络 设 备 之 间 传 输。 帧 含 有 源 站 点 和 目 的 站 点 的 物 理 地 址。 ---- ★ 网 络 层(Network Layer) ---- 处 理 网 络 间 路 由, 确 保 数 据 及 时 传 送。 将 数 据 链 路 层 提 供 的 帧 组 成 数 据 包, 包 中 封 装 有 网 络 层 包 头, 其 中 含 有 逻 辑 地 址 信 息 — — 源 站 点 和 目 的 站 点 地 址 的 网 络 地 址。 ---- ★ 传 输 层(Transport Layer) 提 供 建 立、 维 护 和 取 消 传 输 连 接 功 能, 负 责 可 靠 地 传 输 数 据。 ---- ★ 会 话 层(Session Layer) ---- 提 供 包 括 访 问 验 证 和 会 话 管 理 在 内 的 建 立 和 维 护 应 用 之 间 通 信 的 机 制。 如 服 务 器 验 证 用 户 登 录 便 是 由 会 话 层 完 成 的。 ---- ★ 表 示 层(Presentation Layer) ---- 提 供 格 式 化 的 表 示 和 转 换 数 据 服 务。 如 数 据 的 压 缩 和 解 压 缩, 加 密 和 解 密 等 工 作 都 由 表 示 层 负 责。 ---- ★ 应 用 层(Application Layer) ---- 提 供 网 络 与 用 户 应 用 软 件 之 间 的 接 口 服 务。 OSI/RM是ISO在网络通信方面所定义的开放系统互连模型,1978 ISO(国际化标准组织)定义了这样一个开放协议标准。。有了这个开放的模型,各网络设备厂商就可以遵照共同的标准来开发网络产品,最终实现彼此兼容。 整个OSI/RM模型共分7层,从下往上分别是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。 当接受数据时,数据是自下而上传输;当发送数据时,数据是自上而下传输。 (1)物理层 这是整个OSI参考模型的最低层,它的任务就是提供网络的物理连接。所以,物理层是建立在物理介质上(而不是逻辑上的协议和会话),它提供的是机械和电气接口。主要包括电缆、物理端口和附属设备,如双绞线、同轴电缆、接线设备(如网卡等)、RJ-45接口、串口和并口等在网络中都是工作在这个层次的。 物理层提供的服务包括:物理连接、物理服务数据单元顺序化(接收物理实体收到的比特顺序,与发送物理实体所发送的比特顺序相同)和数据电路标识。 (2)数据链路层 数据链路层是建立在物理传输能力的基础上,以帧为单位传输数据,它的主要任务就是进行数据封装和数据链接的建立。封装的数据信息中,地址段含有发送节点和接收节点的地址,控制段用来表示数格连接帧的类型,数据段包含实际要传输的数据,差错控制段用来检测传输中帧出现的错误。 数据链路层可使用的协议有SLIP、PPP、X25和帧中继等。常见的集线器和低档的交换机网络设备都是工作在这个层次上,Modem之类的拨号设备也是。工作在这个层次上的交换机俗称“第二层交换机”。 具体讲,数据链路层的功能包括:数据链路连接的建立与释放、构成数据链路数据单元、数据链路连接的分裂、定界与同步、顺序和流量控制和差错的检测和恢复等方面。 (3)网络层 网络层属于OSI中的较高层次了,从它的名字可以看出,它解决的是网络与网络之间,即网际的通信问题,而不是同一网段内部的事。网络层的主要功能即是提供路由,即选择到达目标主机的最佳路径,并沿该路径传送数据包。除此之外,网络层还要能够消除网络拥挤,具有流量控制和拥挤控制的能力。网络边界中的路由器就工作在这个层次上,现在较高档的交换机也可直接工作在这个层次上,因此它们也提供了路由功能,俗称“第三层交换机”。 网络层的功能包括:建立和拆除网络连接、路径选择和中继、网络连接多路复用、分段和组块、服务选择和传输和流量控制。 (4)传输层 传输层解决的是数据在网络之间的传输质量问题,它属于较高层次。传输层用于提高网络层服务质量,提供可靠的端到端的数据传输,如常说的QoS就是这一层的主要服务。这一层主要涉及的是网络传输协议,它提供的是一套网络数据传输标准,如TCP协议。 传输层的功能包括:映像传输地址到网络地址、多路复用与分割、传输连接的建立与释放、分段与重新组装、组块与分块。 根据传输层所提供服务的主要性质,传输层服务可分为以下三大类: A类:网络连接具有可接受的差错率和可接受的故障通知率,A类服务是可靠的网络服务,一般指虚电路服务。 C类:网络连接具有不可接受的差错率,C类的服务质量最差,提供数据报服务或无线电分组交换网均属此类。 B类:网络连接具有可接受的差错率和不可接受的故障通知率,B类服务介于A类与C类之间,在广域网和互联网多是提供B类服务。 (5)会话层 会话层利用传输层来提供会话服务,会话可能是一个用户通过网络登录到一个主机,或一个正在建立的用于传输文件的会话。 会话层的功能主要有:会话连接到传输连接的映射、数据传送、会话连接的恢复和释放、会话管理、令牌管理和活动管理。 (6)表示层 表示层用于数据管理的表示方式,如用于文本文件的ASCII和EBCDIC,用于表示数字的1S或2S补码表示形式。如果通信双方用不同的数据表示方法,他们就不能互相理解。表示层就是用于屏蔽这种不同之处。 表示层的功能主要有:数据语法转换、语法表示、表示连接管理、数据加密和数据压缩。 (7)应用层 这是OSI参考模型的最高层,它解决的也是最高层次,即程序应用过程中的问题,它直接面对用户的具体应用。应用层包含用户应用程序执行通信任务所需要的协议和功能,如电子邮件和文件传输等,在这一层中TCP/IP协议中的FTP、SMTP、POP等协议得到了充分应用 TCP/IP协议
TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型,是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是:物理层、数据链路层、网路层、传输层、话路层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为:
应用层:应用程序间沟通的层,如简单电子邮件传输(SMTP)、文件传输协议(FTP)、网络远程访问协议(Telnet)等。
传输层:在此层中,它提供了节点间的数据传送服务,如传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)等,TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中,这一层负责传送数据,并且确定数据已被送达并接收。
互连网络层:负责提供基本的数据封包传送功能,让每一块数据包都能够到达目的主机(但不检查是否被正确接收),如网际协议(IP)。
网络接口层:对实际的网络媒体的管理,定义如何使用实际网络(如Ethernet、Serial Line等)来传送数据。
二、OSI 参 考 模 型与TCP/IP协议模型各层中的协议 TCP/IP协议中有FTP、SMTP、POP TCP/IP的通讯协议
这部分简要介绍一下TCP/IP的内部结构,为讨论与互联网有关的安全问题打下基础。TCP/IP协议组之所以流行,部分原因是因为它可以用在各种各样的信道和底层协议(例如T1和X.25、以太网以及RS-232串行接口)之上。确切地说,TCP/IP协议是一组包括TCP协议和IP协议,UDP(User Datagram Protocol)协议、ICMP(Internet Control Message Protocol)协议和其他一些协议的协议组。

㈤ 数据是如何在网络上传输的

我们电脑上的数据,是如何“走”到远端的另一台电脑的呢?这是个最基础的问题,可能很多人回答不上来,尽管我们每天都在使用网络。这里我们以一个最简单的“ping”命令,来解释一个数据包“旅程”。

假设:我的电脑A,向远在外地的朋友电脑B传输数据,最简单的就是“ping”一下,看看这个家伙的那一端网络通不通。A与B之间只有一台路由器。(路由器可能放在学校,社区或者电信机房,无所谓,基本原理是一样的)

具体过程如下------
1.“ping”命令所产生的数据包,我们归类为ICMP协议。说白了就是向目的地发送一个数据包,然后等待回应,如果回应正常则目的地的网络就是通的。当我们输入了“ping”命令之后,我们的机器(电脑A)就生成了一个包含ICMP协议域的数据包,姑且称之为“小德”吧~~~~

2.“小德”已经将ICMP协议打包到数据段里了,可是还不能发送,因为一个数据要想向外面传送,还得经过“有关部门”的批准------IP协议。IP要将你的“写信人地址”和“收信人地址”写到数据段上面,即:将数据的源IP地址和目的IP地址分别打包在“小德”的头部和尾部,这样一来,大家才知道你的数据是要送到哪里

3.准备工作还没有完。接下来还有部门要审核------ARP。ARP属于数据链路层协议,主要负责把IP地址对应到硬件地址。直接说吧,都怪交换机太“傻”,不能根据IP地址直接找到相应的计算机,只能根据硬件地址来找。于是,交换机就经常保留一张IP地址与硬件地址的对应表以便其查找目的地。而ARP就是用来生成这张表的。比如:当“小德”被送到ARP手里之后,ARP就要在表里面查找,看看“小德”的IP地址与交换机的哪个端口对应,然后转发过去。如果没找到,则发一个广播给所有其他的交换机端口,问这是谁的IP地址,如果有人回答,就转发给它。

4.经过一番折腾,“小德”终于要走出这个倒霉的局域网了。可在此之前,它们还没忘给“小德”屁股后面盖个“戳”,说是什么CRC校验值,怕“小德”在旅行途中缺胳膊少腿,还得麻烦它们重新发送。。。。。我靠~~~~注:很多人弄不清FCS和CRC。所谓的CRC是一种校验方法,用来确保数据在传输过程中不会丢包,损坏等等,FCS是数据包(准确的说是frame)里的一个区域,用来存放CRC的计算结果的。到了目的地之后,目的计算机要检查FCS里的CRC值,如果与原来的相同,则说明数据在途中没有损坏。

5.在走出去之前,那些家伙最后折磨了一次“小德”------把小德身上众多的0和1,弄成了什么“高电压”“低电压”,在双绞线上传送了出去。晕~~出趟门就这么麻烦吗?

6.坐着双绞线旅游,爽!可当看到很多人坐着同轴电缆,还有坐光纤的时候,小德又感觉不是那么爽了。就在这时,来到了旅途的中转站------路由器。这地方可是高级场所,人家直接查看IP地址!剩下的一概不管,交给下面的人去做。够牛吧?路由器的内部也有一张表,叫做路由表,里面标识着哪一个网络的IP对应着路由器的哪一个端口。这个表也不是天生就有的,而是靠路由器之间互相“学习”之后生成的,当然也可以由管理员手工设定。这个“学习”的过程是依靠路由协议来完成的,比如RIP,EIGRP,OSPF等等。

7.当路由器查看了“小德”的IP地址以后,根据路由表知道了小德要去的网络,接着就把小德转到了相应的端口了。至此,路由器的主要工作完成,下面又是打包,封装成frame,转换成电压信号等一系列“折腾”的活,就由数据链路层和物理层的模块去干吧。

8.小德从路由器的出口出来,便来到了目的地----电脑B----所属的网络的默认网关。默认网关可以是路由器的一个端口,也可以是局域网里的各种服务器。不管怎样,下面的过程还是一样的:到交换机里的ARP表查询“小德”的IP地址,看看属于哪个局域网段或端口,然后就转发到B了。

9.进了B的网卡之后,还要层层“剥皮”,基本上和从A出来的程序是一样的------电脑B先校验一下CRC值,看看数据是否完整;然后检查一下frame的封装,看到是IP协议之后,就把“小德”交给IP“部门”了;IP协议一看目的地址,正确,再看看应用协议,是ICMP。于是知道了该怎么做了------产生一个回应数据包,(可以命名为“回应小德”),并准备以同样的顺序向远端的A发送。。至于刚刚收到的那个数据包就丢弃了。

10.“回应小德”这个数据包又开始了上述同样的循环,只不过这次发送者是B而接收者是A了。

以上是一个最简单的路由过程,任何复杂的网络都是在次基础之上实现的。

㈥ 简述tcp/ip网络模型数据封装的过程

TCP/IP数据包的封装

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)。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,最后将应用层数据交给应用程序处理。

㈦ 运用tcp/ip协议传输数据时,数据时如何封装的

电脑或者设备发送数据的时候封装,接收数据的时候解封装。其中封装是指依据tcp/ip参考模型从上向下,也就是从应用层到数据链路层依次打上一个相应的头部字段,完成封装的过程发送出去。接收的时候过程正好相反。其中每一层的作用就是靠相应层次的头部字段来完成的。

㈧ 举例说明计算机网络的数据封装

封装: 应用层 表示层 会话层的时候是高层数据 到传输层的时候加上tcp头部 到网络层的时候加上ip包头 到数据链路层的时候 分为俩个 1、LLC子层加LLC头部和FCS 2、在MAC子层加上MAC头部和FCS 物理层就变成数据流了 解封装: 就是反过来在卸了封装就行了 这个是我们学校 (北大青鸟)课程上的

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