计算机网络之数据传输过程

数据在计算机网络中的传输过程

回顾TCP/IP协议簇（5层）

TCP/IP--一系列协议的集合，其前四层与OSI七层模型的前四层相对应，
功能也与之类似，而应用层则对应OSI的上三层（由下往上分别是会话层、表示层、应用层）。
对OSI参考模型不了解的可以访问下面链接作为简单了解：
计算机网络基础

TCP/IP五层模型应用在实际工作中更加广泛。下面做详细介绍：
（1）物理层/数据链路层
在物理层和数据链路层，TCP/IP没有定义特定的协议，所以支持所有的标准的和专用的协
议，网络可以是局域网、城域网或广域网。
（2）网络层
该层定义了IP协议，而其又由四个支撑协议组成：ARP（地址解析协议）、
RARP（逆地址解析协议）、ICMP（网际控制报文协议）、IGMP（网际组管理协议）。
（3）传输层
TCP协议（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）协议，上一链接文章末尾有所提及。
（4）应用层
简单来说除了上述的各种协议外的其他协议都是属于应用层的协议，
例如：HTTP（超文本传输协议）、FTP（文件传输协议）、SMTP（简单邮件传输协议）等等。

数据传输过程

其实，在网络中数据传输和我们生活中信件邮寄、快递类似，传输好比就是整个包裹走向你的流程，
协议好比就是我们所规定的包裹信息，保证大家都可以看得懂。因此，数据也是需要打包和拆包的，
准确来说是封装和解封装。

数据封装和解封装过程

1.数据封装过程（快件打包）
（1）应用层传输
这里可以理解为翻译的过程，当然这是属于计算机的翻译过程，应用层便是将数据进行二进制编码。
（2）传输层传输（数据段）
传输层将上层数据分割成诸多数据段（方便解决传输出错问题），并且为每个分段后的数据
封装-- TCP报文头部。其中TCP报文头部有一个关键的字段信息--端口号（保证上层应用数据通信）。
（3）网络层传输 （数据包）
网络层将上层数据再度添加封装--IP头部，其头部包含一个关键的字段信息--IP地址，用于标识网络
的逻辑地址。
（4）数据链路层传输（数据帧）
数据链路层将上层数据再次添加封装--MAC头部，其包含一个关键的字段信息--MAC地址， 可以理解
为固化在硬件中的物理地址，和我们的个人银行卡号一样具有唯一性。 该封装过程中的尾部封装暂不讨论。
（5）物理层传输（比特流）
物理层将上层二进制数据转成电信号在网络中传输。

上述就是数据在网络传输中的数据封装过程，其实可以简单理解为是我们平时冬天穿衣服的过程，
其中括号内的数据段、数据包、数据帧和比特流就是我上面给出链接中介绍的PDU（协议数据单元）。

2.数据解封装过程（快件拆包）
数据封装后通过网络传输到接收方后需要进行解封装，恰好就是上述数据封装的逆过程。可以简单理解
为我们平时冬天在家里开暖气后脱衣服的过程。

下面依照图示形象地描述一下该过程。

上图由上至下为数据的封装过程，由下至上为数据的解封装过程。其中比特流可以认为是信号的转换，一般是数字信号，准确来说是电子脉冲。

补充点

常见硬件设备与五层模型的对应关系
应用层：计算机（其实计算机是融合OSI七层于一身的）
传输层：防火墙
网络层：路由器（严格讲和我们家里所用的家用路由器不一致，一般在机房可以见到）
数据链路层：交换机（例如家里的光猫）
物理层：网卡