计算机发送数据的生命周期主要包括数据的封装、传输和接收三个阶段。下面对每个阶段的底层原理进行简要介绍。
- 数据的封装
在发送数据之前，应用程序首先需要将要发送的数据封装成网络报文。网络报文通常包括报文头和报文体两部分。报文头包含了一些必要的信息，如源IP地址、目的IP地址、数据包序号等。报文体则是应用程序要发送的具体数据。
在封装网络报文的过程中，操作系统会根据网络协议栈的工作方式，依次添加各个协议层的报文头信息。例如，TCP/IP协议栈中，操作系统会先添加TCP报文头，再添加IP报文头，最后再添加以太网帧头。这样，一个完整的网络报文就被封装成了多层的数据包。
- 数据的传输
封装完成的网络报文会被操作系统通过网络适配器（例如网卡）发送到网络上。网络适配器会将数据包转换成电信号并通过物理媒介（如光纤、电缆等）传输到接收方。在传输的过程中，数据包可能会被路由器、交换机等网络设备转发、分组等操作。
- 数据的接收
接收方的网络适配器会接收到发送方发送的数据包，并将其转换成计算机可读的二进制数据。接收方的操作系统会解析数据包的报文头，根据目的IP地址和端口号等信息将数据包交给相应的应用程序。
接收方的应用程序会对接收到的数据进行解析和处理。如果数据包丢失或损坏，接收方的TCP协议会发出重传请求，确保数据的可靠性。
总体来说，计算机发送数据的生命周期涉及到多个层次的协议和多个网络设备之间的交互。操作系统在其中发挥着重要的作用，负责将应用程序要发送的数据封装成网络报文，将数据包发送到网络上，并将接收到的数据包交给相应的应用程序进行处理。网络协议栈的设计也是保证数据能够顺利传输的重要因素。