一、数据封装与解封装
1、基本定义
封装(encapsulation):
数据通过网络进行传输,要从高一层向下一层传输,需要先将数据包装在一个特殊的协议报头中,这个过程叫做封装。
解封装(De-encapsulation):
解封装就是指在某种协议层中剥去数据包中的协议头,将其中的信息继续向高层传输。
2、封装过程
- 在应用层:应用程序之间进行通信,产生数据
- 在表示层:应用程序产产生的数据被压缩、加密等,以新的形式表现出来
- 在会话层:建立端到端的连接
- 在传输层:将上层数据(表示层加密/压缩后的数据)添加上TCP或者UDP协议头,封装成数据段
- 在网络层:将传输层的发送过来的数据段添加上IP协议头,封装成数据包
- 在数据链路层:将网络层的数据包添加上MAC头和FCS校验码,封装成帧
- 在物理层:将数据链路层的真通过比特流进行发送
3、解封装过程
- 物理层:将接收到的比特流还原成帧,发送到数据链路层
- 数据链路层:将帧的MAC头与帧尾的FCS校验码解开,生成里面数据包的循环冗余校验码,与FCS校验码进行对比,同则发送到网络层,否则丢弃
- 网络层:将IP头解开,将里面的数据段发送到传输层
- 传输层:根据数据段中的头部信息,选择采用UDP或者TCP协议解封装,将解封装后的数
- 据发送到会话层
- 上三层:会话层将数据发送到表示层,进行解密或者解压缩等,最终由应用层将信息显示出来。
二、局域网的组建与基本标准
1、组建局域网的系列标准
- IEEE802.1A :局域网体系结构
- IEEE802.1B :寻址、网络互联与网络管理
- IEEE802.2 : 逻辑链路控制(LLC)
- …
2、IEEE802参考模型
与OSI七层模型的区别:将数据链路层拆分为逻辑链路控制LLC与介质访问控制MAC两层。
1)逻辑链路控制LLC
协议控制单元与帧的关系:
控制协议单元PDU包含在MAC帧之中,高层数据到了LLC层,数据加上LLC首部成为数据控制单元,再经过MAC子层的MAC封装后成为MAC帧。
2)MAC
MAC子层的功能:
- 数据封装:发送和接受数据封装,包括帧定界、编址和差错校验
- 介质访问:媒体访问管理,包括媒体分配和竞争处理
3、局域网的类型
1)以太网(Ethernet)
- 在早期:由DEC、Intel、Xerox制定以太网的以太网标准,也是现在所用的事实标准。
- 后期:上述三家公司将该规范提交给了IEEE802委员会,经过IEEE成员的修改通过后,成为了现在的IEEE正式标准,编号为IEEE802.3
- 早期的局域网使用总线传输,为了提高效率,以太网使用了载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)技术,成功的提高了网络共享信道的传输利用率。
2)光纤分布式数据接口(FDDI)
- 是目前成熟的LAN技术中传输速率最高的一种
- 使用光纤作为传输介质,使用环形网络,能以100Mbps的速率跨越长达100KM的距离进行传输,最多可接入500多个设备。
- 采用令牌的传递方式解决共享信道的冲突问题,效率理论上比载波监听多点接入/冲突检测技术高
3)异步传输模式(ATM)
- ATM采用基于信元的异步传输模式和虚电路结构,从根本上解决了了多媒体的实时性与带宽问题。
- 实现面向虚电路的点到点传输,通常提供155Mbps的带宽
- 涉及电路交换的“有链接“的服务,保持了以太网、FDDI等传统网络的带宽可变问题,是迄今为止使用范围最广、技术最先进、传输效果最理想的网络互联手段。
4)令牌环网络
- IBM公司上世纪80年代开发的网络技术
4、组建以太网
1)用集线器组建的以太网
- 集线器组建的以太网是在物理层进行组建的
- 共享相同的带宽
- 连接在集线器行的所有设备在统一冲突域中
- 连接在集线器上的所有设备在同一广播域中
- 使用载波监听多点接入/冲突检测(CSMA/CD )机制解决冲突问题
2) 使用交换机组建的以太网
- 使用二层交换机进行连接,工作在数据链路层
- 允许多对节点同事通信,每个节点可以独自占用传输通道和带宽
- 交换机根据数据帧的MAC地址(物理地址)进行数据帧的转发操作
- 帧的转发都是基于交换机内的MAC地址表
- 数据转发方式可以分为直接交换、存储转发交换和改进的直接交换3类