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  • 数据封装与解封装

    千次阅读 2020-02-05 21:09:00
    在传输层,上层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。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。 在网络层,上层数据被...

    使用_未来网络分析系统_进行抓包

    应用层 数据
    传输层 TCP头部 + 数据 (数据段 segment)
    网络层 IP头部 + TCP头部 + 数据 (数据包 segment)
    数据链路层 MAC头部 + IP头部 + TCP头部 + 数据 + 尾部 (数据帧 frame)
    物理层 比特流 bit

    数据的封装过程

    1.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。
    2.在传输层,上层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。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.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,用于标识网络的逻辑地址。在IP头部中包含目标IP地址和源IP地址,在网络传输过程中的一些中间设备,如路由器,会根据目标IP地址来逻辑寻址,找到正确的路径将数据转发到目的端。
    4.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,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。二层封装还涉及尾部的封装。
    5. 无论在之前哪一层封装的报文头部还是上层数据信息都是由二进制数组成 的,物理层将这些二进制数字组成的比特流转换成电信号在网络中传输。

    数据的解封装过程

    1.数据被封装完毕通过网络传输到接收方后,将进入数据的解封装过程,这是封装过程的一个逆过程。
    2.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。
    3.在数据链路层,数据的MAC头部和尾部将被“拆掉”,并将剩余的数据送至上一层。
    4.在网络层,数据的IP头部将被“拆掉”,并将剩余的数据送至上一层。
    5.到了传输层,首先要根据TCP头部判断数据段送往哪个应用程序,然后将之前被分组的数据段重组,再送往应用层。
    6. 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。

    进制的转换

    其他进制转换为10进制 位权展开法
    wf^(n-1)
    (110010011111)2 =3231
    1
    2^11 + …
    (6137)8=3167 (2654)8=1452
    68^3 + 188+ 38 + 7*1
    (3AB)16=939 (ED5)16=3797

    10进制转换为其他进制 除,倒取余数
    156=(10011100)2=(9C)16
    2 | 156 …0
    2 | 78 …0
    2 | 39 …1
    2 | 19 …1
    2 | 9 …1
    2 | 4 …0
    2 | 2 …0
    1

    16 | 156 …12
    9

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  • 数据封装与解封装概述

    在这里插入图片描述传输层功能
    分段:如果数据很大,不能一次性传输,那么需要将数据进行分段,分成一段一段的进行传输。
    标识:标识是上层哪个应用程序传输的数据,需要通过端口号进行标识。
    网络层功能
    封装源ip和目的ip,提供逻辑地址,进行逻辑寻址功能。
    链路层功能
    数据最终需要通过某个物理接口发送出去,因此,需要封装成数据帧,提供物理地址,进行物理寻址功能。此物理地址是不能够跨越广播域的。
    物理层功能
    数据最终会在物理接口上的微代码处理器上转换为bit流,发送出去。

    接收方收到数据之后,依次从下到上将数据包解封装拿到最终的应用层数据。

    不同层面相关术语:
    应用层数据:称为data
    传输层数据:称为segment
    互联网层数据:称为packet
    数据链路层数据:称为frame
    物理层数据:称为bit

    在这里插入图片描述点到点(端到端)通信过程中,每层协议会在对等层之间交换信息数据包,该包称为PDU(协议数据单元),即每层封装的这个包的单位。

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  • 网络的分层思想和数据封装与解封装概论 1、网络的分层思想 1.1、什么是分层,分层的目的又是什么? 对于网络的分层,很多新手小白可能不太理解为什么要分层。 其实呢,我们所知道的网络数据传输,是一件很复杂的事情...

    网络的分层思想和数据封装与解封装概论

    1、网络的分层思想

    什么是分层,分层的目的又是什么?
    对于网络的分层,很多新手小白可能不太理解为什么要分层。
    其实呢,我们所知道的网络数据传输,是一件很复杂的事情,而我们现在处在一个网络高速发展的时代,有时候,一旦网络传输出了问题,就得找到问题出在哪里。
    这个时候,就有人提出了分层的想法,就是把复杂的网络数据传输过程分解为几个功能相对简单的单一的小过程。
    这样的分层,不仅使整个网络传输的过程更加清晰的呈现在大众眼中,而且也更容易发现和处理在平时生活中出现的网络问题。

    2、关于OSI分层模型的概念

    2.1、什么是OSI分层模型呢?
    OSI分层模型是国际标准化组织(ISO)于1984年颁布的开放系统互联(OSI)参考模型,这个参考模型,将网络传输分为七个层次。
    在这里插入图片描述

    2.2、那每一层都是什么含义呢?
    我们从下向上来依次简单解释:

    • 物理层:

    物理层的主要功能就是完成比特流的传输。简单的来说,物理层就是一个建立、维护和终止物理传输的层面。

    • 数据链路层:

    数据链路层是一个进行逻辑连接、进行硬件地址(物理地址)寻址、差错校验等功能为一体的层面。
    这一层使用的是物理地址寻址,也就是大家常见的MAC地址,在这一层使用的交换机,因为在第二层,所以也叫二层交换机。
    在这一层,传输内容是处在同一个网段进行数据通信,识别的是MAC地址,而不识别IP地址。

    • 网络层:

    网络层是用路由器进行逻辑地址寻址,实现不同网络之间的路径选择,从而进行数据从源端到目的端传输的层面。

    • 传输层:

    传输层是一个定义传输数据的协议端口号,以及进行流控和差错校验的层面。
    简单的来说就是接收端用户需要哪些协议来识别所接受的传输数据,就要看这一层了。

    • 会话层:

    会话层是建立、管理和终止不同机器上的用户之间会话的层面。

    • 表示层:

    表示层的主要作用就是数据的表示、安全和压缩。
    简单来说,就是这一层,能够让接收到不是自己机器的标准编码的数据能够在自己的机器上用标准编码表现出来,同时也涉及了数据的加密、解密、压缩、解压等工作。

    • 应用层:

    应用层是网络服务与最终用户的一个接口。
    简单来说,就是把计算机编码转换成用户所熟知的各种应用。
    2.3、交换机与路由器的区别是什么?
    在上面的分层中,我们看到,第二层数据链路层用的是交换机,但是到了第三次我们就用到了路由器,那它们到底有什么区别呢?
    区别1:
    交换机:实现的是同一网段的数据通信。
    路由器:实现的是不同网段的数据通信。
    区别2:
    交换机是根据MAC地址实现MAC地址转发。
    路由器是根据路由表来实现路由转发。

    3、关于TCP/IP模型和协议簇

    3.1、什么是TCP/IP模型呢?
    上面我们了解了OSI模型,接下来我们来了解一下TCP/IP模型。
    在这里插入图片描述
    在这里,我们可以发现,TCP/IP模型和OSI模型的区别就在于TCP/IP模型把上三层统统合并起来称为应用层。
    3.2、TCP/IP协议簇的组成有哪些?
    关于TCP/IP协议簇的组成:

    • 应用层:HTTP、FTP、TFTP、SMTP、SNMP、DNS
    • 传输层:TCP、UDP
    • 网络层:ICMP、IGMP、TP、ARP、RARP
    • 数据链路层及物理层:由底层网络定义的协议

    3.3、简单介绍下常用协议

    • 网络层协议:
    • ICMP:网际控制报文协议。主要功能是用来网络通信检测和信息反馈。
    • IGMP:国际组管理协议,主要功能是组播。
    • ARP:地址解析协议。主要用于传输数据时,已知目标IP,但是目标MAC未知的情况。
    • RARP:逆地址解析协议。主要用于传输数据时,已知目标MAC,但是目标IP未知的情况。
    • 传输层:
    • TCP:传输控制协议。TCP协议的传输安全和可靠性较高,但是相对时延较多。
    • UDP:用户数据报协议。UDP协议的传输效率较高,相对的时延较少。
    • 应用层:
      应用层有很多常见的协议,例如HTTP(超文本传输协议)、FTP(文件传输协议)、DNS(域名系统)等。

    4、数据的封装与解封装

    4.1、什么是数据的封装?
    数据的封装到底是什么样的呢?
    在这里插入图片描述
    大家能看的出来,这是一个自上而下的过程。
    举个例子来给大家简单说明下,比如南京某个区的一个小区发现了新冠肺炎患者,需要向北京汇报,那么上层数据就是某某小区患者,而TCP头部就是向上汇报时,需要先汇报到南京的某个区政府,IP头部就是汇报完区政府之后,再向上往南京市政府汇报,MAC头部就是接着向江苏省政府汇报,最后发给北京。
    4.2、解封装
    解封装就是封装的反向。
    在这里插入图片描述
    举个例子来给大家简单说明下,比如北京收到南京某个区的一个小区发现了新冠肺炎患者的报告,给与了隔离措施,那么就会先发给省政府,接着省政府发给南京政府,再向南京某个区发送,最后到达南京某个区的某某小区,这样就一层层的收到了隔离措施。

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  • –网络层封装(使用ip进行封装 需明确ip报文的源地址和目的地址 如果数据大于网络的最大传输单元 在传输的过程中会被分片) –查找路由–封装数据帧(主机需获取下一跳mac地址 也就是网关的mac地址 首先查询arp缓

    数据在相同网段或不同网段转发原理基本一致
    分为本地转发和远程转发 都依据tcp/ip协议
    tcp封装过程
    –主机建立tcp连接
    –应用层封装(加密和解压缩等相关操作)
    –传输层封装(假设为web应用 基于tcp协议传输 必须填充源端口号 目的端口号 初始序列号 确认序列号 标识位 窗口大小)
    –网络层封装(使用ip进行封装 需明确ip报文的源地址和目的地址 如果数据大于网络的最大传输单元 在传输的过程中会被分片)
    –查找路由–封装成数据帧(主机需获取下一跳mac地址 也就是网关的mac地址 首先查询arp缓存表 如果没有网关的mac 就会发送arp请求来获取网关的mac)
    –数据链路层封装(遵循IEEE 802.3或者Ethernet 2 标准 源mac地址为自己的mac 目的mac为网关路由的mac地址)
    –数据帧转发 (工作在半双工状态下 所以会使用csma/cd检测链路是否空闲 同一个冲突域都会收到主机A的发送的数据帧 但是只有网关会处理数据帧并继续转发 所有网络设备都会收到数据帧 会进行fcs校检 未通过则丢弃通过则检查目的MAC是否与自己的MAC相同 相同则处理 反之 丢弃 然后网关检查是否有到达目的的路由 如果存在则为数据包添加一个新的二层帧头和帧尾 继续转发 报文送到数据链路层重新封装 头部会封装成新的源MAC地址和目的MAC)

    数据帧解封装

    服务器端收到数据包后采用ip协议来处理 服务器会检查数据包内的目的ip 相同的话 就查看协议号 (假设为http服务)然后将数据送往上层协议tcp处理 服务器检查tcp头部端口号 为80 就会送往应用层http服务处理
    数据在进行二层和三层封装之前 主机封装成数据包是 必须知道目的端口号 封装成数据帧是 必须知道下一跳的网关的mac
    当数据帧发送到非目的的主机时 主机会检查mac地址 是就会处理 不是则丢弃
    传输层会检查tcp或udp报文中的端口号的端口号来区分数据交给特定应用处理
    两台主句同时访问服务器的http服务时 服务器可以只通过ip来区分流量 也可以通过tcp包头中的源端口号 区分 也可以通过不同的浏览器会话区分

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  • H3C 数据封装与解封装

    2019-07-11 12:40:00
    转载于:https://www.cnblogs.com/fanweisheng/p/11169264.html
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  • 数据封装与解封装过程

    千次阅读 2010-04-17 21:45:02
    这个过程就是数据包传输时封装与解封装的过程。   而搞清楚这个过程又是为一名即将成为网工的人,即将进入网路世界的人,即将从事网络行业的人的必经之路。   要说这个过程必须先搞清楚计算机网络的发展史...
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  • 数据封装与解封装

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    千次阅读 2017-05-11 22:15:10
    IPv4数据报的封装和解封装
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    2020-07-14 12:56:54
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  • 文章目录前言一、OSI 七层参考模型二、数据封装与解封装过程1.数据的封装过程2.数据的解封装过程3.PDU 协议数据单元 前言 在网络环境中常用的分层模型有两种:OSI 参考模型与 TCP/IP 参考模型。下面将分别 介绍...

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