7、OSI七层模型---数据封装与局域网组建标准_de-encapsulation

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