前言

如图2.5所示，当给朋友写一封信时，一定会遵照一个约定俗成的信件格式去写信。例如，在开头写对收信人的称呼，接下来是问候语“你好”?等，中间是信的内容，最后落款写自己的姓名、日期等，那么，这个书信格式及通信采用的语言实际上就是和朋友之间的协议，只有遵照这个协议，对方才能读懂信。计算机也是如此，在发送过程中需要进行封装和解封，但计算机封装和解封更加复杂

1.1数据的封装图

?1.2 数据封装过程

正如上文所说，计算机在网络层次中的划分比上述案例更加复杂，每一层功能的实现也更复杂，为了方便说明此过程，我们将过程分解并进行讲解

1.2.1 应用层传输过程

在应用层，数据被“翻译’为网络世界使用的语言一进制编码数据。?大家可以试想一下，人们需要通过计算机传输数据的形式千变万化、各式各样，有字母、数字.汉字、图片、声音等。这些信息对于单一通过弱电流传输的计算机来说太过于‘复杂"，?因此这些人类方便识别的信息被应用层通过各种特殊的编码过程转换成二进制数据。?这就是上面所描述的“翻译”过程，也是应用层在网络数据传输过程中最为核心的贡献。

1.2.2 传输层传输过程

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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。应用层将人们需要传输的信息转换成计算机能够识别的一进制数据后，这些数据往往都是海量的。例如，-张高清晰的图片转?换成二进制数据可能会有几百万位甚至几千万位，如此庞大的数据一次性传输的话，一旦网络出现问题而?导致数据出错就要重新传输，数据量过大会加大出错的概率，最终可能会导致网络资源耗尽。因此，将数据先分割成小段再逐段传输，一旦?出现数据传输错误只需重传这一小段数据即可。

在TCP头部有一个关键的字段信息一端口号，?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。计算机是可以多进程并发运行的。左边的计算机在通过?.发送信息的同时也可以通过E浏览器浏览右边主机的Web页面对于右边的主机就必须弄清楚左边主机发送的数据要对哪个应用程序实施通信。但是对于传输展而言，它是不可能看懂应用层传输具体数据的内容的，因此只能借助一种标识来确定接收到的数据对应的应用程序，这种标识就是端口号，3)网络层传输过程

1.2.3网络层传输过程

在网络层，上层数据被封装上新的报文头部一P?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”?TOP?报文头部中内容的，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P头部中有一个关键的字段信息一P?地址，它是由组32?位的二进制数组成的，用于标识网络的逻辑地址。回想刚才寄信的例子，我们在信封上填写对方的详细地址和本地的详细地址，以保证收件人能够顺利收到信件。在网络层的传输过程与其很类似，在P头部中包含目标P地址和源P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P地址来逻辑寻址，找到正确的路径将数据转发到目的端。如果中间的路由设备发现目标的P地址根本是不可能到达的，它将会把该消息传回发送端主机，因此在网络层需要同时封装目标P和源P、
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1.2.4?数据链路层传输过程

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一?MAC地址它由一组48位的二进制数组成。在目前阶段，我们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。例如，之前讲解的网卡就有属于自己的唯一的MAC地址。和P头部类似，在MAC头部也同时封装着目标MAC地址和源MAC地址。

1.2.5 物理层传输过程

?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，在物理层，将江进制数字组成的比特流转换成电信号在网络中传输。
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?1.3 数据解封

数据被封装完毕通过网络传输到接受后，将进入数据的解封装过程，这将是封装过程的一个逆过程

1.3.1 数据解封装过程

在物理层，首先将电信号转换成-进制数据，并将数据送至数据链路层●在数据链路层，将查看目标MAC地址，判断其是否与自己的MAC地址吻合，并据此完成后续处理，?如果数据报文的目标MAC地址就是自己的MAC地址，数据的MAC头部将被“拆掉”，?并将剩余的数据送至上一?层如果目标MAC地址不是自己的MAC地址，对于终端设备来说，?它将会丢弃数据。在网络层与在数据链路层类似，目标IP地址将被核实是否与自己的P地址相同，从而确定是否送至上一层;到了传输层，首先要根据TCP头部判断数据段送往哪个应用层协议或应用程序，然后将之前被分组的数据段重组，再送往应用层: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原始信息。

?1.3.2数据解封装过程图

?2 数据封装与解封装过程（2）

首先需要明确一一个问题，发送方与接收方各层之间必须采用相同的协议才能建立连接，实现正常的通信。例如，应用层之间必须采用相同的编码、解码规则，才能保证用户信息传输的正确性:传输层之间必须采用相同的端口号与协议对应关系，才能保证上层应用进程间的通信:网络层之间必须采用相同的逻辑寻址过程才能保证数据不会传输到错误的目的地。如果数据链路层采用的协议不同，接收方甚至不能理解”?数据的内容:如果物理层的硬件接口规格不同，接收方甚至连信号都无法接收到。