2.2数据封装与解封装过程(二)

        如果网络世界只有终端设备，那么将不能称之为网络。正因为有很多中转设备才形成了今天如此复杂的Internet网络，只不过一贯作为网络用户的我们没有机会感知它们的存在，这都是传输层的“功劳”，由于传输层通过端口号辅助上层建立最终用户间的端到端会话，因此对于最终用户而言，数据的真实传输过程都被掩藏起来。例如，通过QQ软件即时通信时，用户感觉好像在和对方面对面沟通，全然不知自己要说的内容经过了多少交换机和路由器才到达对方那里，但这些过程是真实发生的。下面我们就结合封装过程具体研究一下这个过程。
        首先需要明确一个问题，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，如图2.9所示，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。

        在实际的网络环境中，最终的发送方和接收方往往相隔千山万水，中间会有很多的硬件设备起到中转的作用。为了说明整个过程，我们假设了一种通信结构，如图2.10所示，在两台通信的计算机之间增加了两台交换机和路由器，发送主机所发送的数据只有经过这些“中间设备”才能到达接
收主机。

        (1)发送主机按照之前讲解的内容进行数据封装，这里不再赘述。
        (2)从发送主机物理网卡发出的电信号通过网线到达交换机，交换机将电信号转换成二进制数
据送往交换机的数据链路层，因为交换机属于数据链路层的设备，所以它将可以查看数据帧头部的
内容，但不会进行封装和解封装过程，当交换机发现数据帧头部封装的MAC地址不属于自己的MAC地址时，它不会像终端设备那样将数据帧丢弃，而是根据该MAC地址将数据帧智能地转发到路由器设备，在转发前要重新将二进制数据转换成物理的电信号。
        (3)当路由器收到数据后，会拆掉数据链路层的MAC 头部信息，将数据送达网络层，这样P头部信息就“暴露”在最外面了。路由器将检测数据包头部的目标IP地址信息，并根据该信息进行路由过程，智能地将数据报文转发到下一跳路由器上，在转发前要重新封装新的MAC头部信息，并将数据转换成二进制数。
        (4)之后的过程就大同小异了，这里不再详细介绍。从这个过程我们可以看出，数据在传输过程中不断地进行着封装和解封装的过程，中间设备属干哪一层就在哪一层对数据进行相关的处理，以实现设备的主要功能。也正因如此，我们称TCP/IP五层模型为“参考”模型，参考这五层模型可以帮助我们很好地研究网络中的设备及设备工作讨程中遵守的协议。 

3.理解封装与解封装的含义及其重要性

封装和解封装是计算机科学领域中的重要概念，它们的概念在许多不同的语言和领域中都有不同的定义，但核心思想是相同的。首先，封装可以定义为封装代码中的某些特定功能，以便用户只需要知道它的功能，而不需要知道其实现细节。解封装是指将被封装的功能拆分开来，以便用户可以理解它的实现原理。

1、封装的概念及其重要性。封装是指将一些具有特定功能的代码封装成一个独立的模块，也就是一个独立的函数，而不关心它的实现原理和细节。这使得代码重用性更高，也可以提高代码的可维护性。此外，封装的好处还有：提高程序的可读性和可维护性，提高代码的可重用性，简化程序的编写工作，为不同的语言和领域提供统一的接口，提高程序的安全性。

2、解封装的概念及其重要性。解封装是指将被封装的功能拆分开来，以便用户可以理解它的实现原理。解封装的好处有：可以帮助开发者更好地理解程序的实现原理，更容易检查和修改程序，更容易分析和优化程序，可以更好地检查程序的正确性和可靠性，使程序更加易于维护和管理，更容易添加新的功能，更容易重用代码。

3、封装和解封装的关系。封装和解封装是一对互补的概念，一个把复杂的程序分解成简单的模块，另一个把简单的模块组合成复杂的程序。封装把复杂的程序分解成简单的模块，而解封装则是把简单的模块组合起来，以实现更复杂的功能。解封装也可以帮助我们更好地理解封装的含义，更好地利用封装的好处。

4、封装和解封装的重要性。封装和解封装都是计算机科学领域中的重要概念，它们在许多不同的语言和领域中都有不同的定义，但核心思想是相同的。封装可帮助我们提高程序的可读性和可维护性，提高代码的可重用性，简化程序的编写工作，为不同的语言和领域提供统一的接口，提高程序的安全性。解封装可以帮助开发者更好地理解程序的实现原理，更容易检查和修改程序，更容易分析和优化程序，可以更好地检查程序的正确性和可靠性，使程序更加易于维护和管理，更容易添加新的功能，更容易重用代码。

封装和解封装都是计算机科学领域中的重要概念，它们可以帮助我们更好地管理程序，提高程序的可用性。正确使用此技术可以帮助程序员更高效地开发出高质量的程序。