Терминология инкапсуляции данных

Как вы можете видеть из предыдущих статей о том, как работают протоколы HTTP, TCP, IP и Ethernet, при отправке данных каждый уровень добавляет свой собственный заголовок (а протоколы канального уровня еще и концевик) к данным, предоставленным вышестоящим слоем. Термин инкапсуляция относится к процессу размещения заголовков (а иногда и концевиков) вокруг некоторых данных.

Многие примеры в этой главе демонстрируют процесс инкапсуляции. Например, веб-сервер Гарри инкапсулировал содержимое домашней страницы в заголовок HTTP на рисунке 2 в статье об уровне приложений. Уровень TCP инкапсулировал заголовки и данные HTTP внутри заголовка TCP, как показано на рисунке 1 в статье о транспортном уровне. IP инкапсулировал заголовки TCP и данные в заголовок IP (рисунок 3 в статье о сетевом уровне). Наконец, канальный уровень Ethernet инкапсулировал IP-пакеты между заголовком и концевиком, как показано на рисунке 1 в статье о канальном и физическом уровнях.

Процесс, посредством которого хост TCP/IP отправляет данные, можно рассматривать как пятиэтапный процесс. Первые четыре шага относятся к инкапсуляции, выполняемой четырьмя уровнями TCP/IP, а последний шаг – это фактическая физическая передача данных хостом. Фактически, если вы используете пятиуровневую модель TCP/IP, каждый шаг соответствует роли отдельного уровня. Шаги приведены в следующем списке:

1. Создание и инкапсуляция данных приложения с любыми необходимыми заголовками уровня приложений. Например, HTTP-сообщение OK может быть возвращено в заголовке HTTP, за которым следует часть содержимого веб-страницы.
2. Инкапсуляция данных, предоставленных уровнем приложений, внутри заголовка транспортного уровня. Для приложений конечного пользователя обычно используется заголовок TCP или UDP.
3. Инкапсуляция данных, предоставленных транспортным уровнем, внутри заголовка сетевого уровня (IP). IP определяет IP-адреса, которые однозначно идентифицируют каждый компьютер.
4. Инкапсуляция данных, предоставленных сетевым уровнем, в заголовок и концевик канального уровня. Этот уровень использует как заголовок, так и концевик.
5. Передача битов. Физический уровень кодирует сигнал в среде для передачи кадра.

Цифры на рисунке 1 соответствуют пяти этапам в этом списке, графически демонстрируя те же идеи. Обратите внимание, что, поскольку уровню приложений часто не нужно добавлять заголовка, на рисунке не показан конкретный заголовок уровня приложений, но уровень приложений также иногда добавляет заголовок.

Названия сообщений TCP/IP

Одна из причин, по которой в данной главе уделено время подробному описанию этапов инкапсуляции, связана с терминологией. Когда говорят и пишут о сети, для обозначения сообщений, показанных на рисунке 2, используются термины сегмент, пакет и кадр. Каждый термин имеет определенное значение, относящееся к заголовкам (и, возможно, концевикам), определенным конкретным уровнем, и данным, инкапсулированным после этого заголовка. Однако каждый термин относится к своему уровню: сегмент для транспортного уровня, пакет для сетевого уровня и кадр для канального уровня. На рисунке 2 показан каждый уровень вместе с соответствующим термином.

На рисунке 2 инкапсулированные данные показаны как просто «данные». Если сосредоточиться на работе, выполняемой определенным уровнем, инкапсулированные данные обычно не важны. Например, IP-пакет действительно может иметь заголовок TCP после заголовка IP, заголовок HTTP после заголовка TCP и данные веб-страницы после заголовка HTTP. Однако, обсуждая IP, вам, вероятно, интересен только заголовок IP, поэтому всё, что находится после заголовка IP, называется просто данными. Таким образом, при отрисовке IP-пакетов всё, что находится после IP-заголовка, обычно отображается просто как данные.

Теги