1.基本概念

网络通信就是发送数据、接收数据、处理数据的过程，发送数据时要读数据进行处理（封装），接收数据时也要对数据进行处理（分用），

1）封装

对数据进行加工处理，如添加报头或报尾；

2）分用

对封装后的数据进行处理，提取出源数据，即封装的逆向过程。

3）结构化数据

类似于C语言的结构体；

4）序列化、反序列化

序列化：发送数据时，将结构化数据转化为字符串/二进制bit流；

反序列化：接收数据时，将字符串/二进制bit流转化为结构体数据；

2.封装的基本流程

封装发生在发送数据时，现有一段数据，要从一台设备发送到另一台设备，数据如下：

1）应用程序获取到这个原始数据后，就会将其转化为应用层数据包（结构化数据），并且这个数据包要遵守应用层协议；

2）应用程序调用传输层接口，将数据包交给传输层，传输层有两个主要的协议：TCP（重点）和UDP，下面以TCP协议展开讲解；

传输层在应用层数据包的前面加上TCP报头，那么原来的应用层数据包就变为TCP载荷，TCP报头和TCP载荷就构成了TCP数据段；

在TCP报头中，包含了源端口和目的端口；

3）传输层封装完成之后，调用网络层接口，将数据段发送给网络层；

网络层的核心协议是IP协议；

网络层在TCP数据段之前加上IP报头，剩下的TCP数据段就成为IP载荷，IP报头与IP载荷共同构成了IP包；

在IP报头中，包含了源IP和目的IP，

 

4） 网络层调用数据链路层接口，将IP数据包发送给数据链路层；

数据链路层的主要协议为以太网协议；

数据链路层在IP数据包前面加上以太网报头，在IP数据包后面加上以太网报尾，原来的IP数据包就成为以太网载荷，以太网报头、以太网载荷、以太网报尾构成了以太网数据帧；

5） 以太网将以太网数据帧交给硬件设备（网卡），将上述的二进制数据通过光信号、电信号、电磁波信号的方式发送出去。

3.分用的基本流程

根据基本概念中可以知道，分用就是封装的逆过程，当主机接收到数据后，对数据进行逐层解析。

1）主机获取到信号后，先将光信号/电信号转化为二进制数据，再将二进制数据发送给数据链路层；

2）数据链路层按照以太网报头中的协议对数据进行解析，将以太网报头、报尾取出来，将剩下的载荷发送给网络层；

注意：以太网的报头中也专门的属性，描述了网络层使用那个协议。

3）网络层接收到数据后，按照IP报头中的协议对数据进行解析，再将IP载荷发送给传输层；

注意：IP报头中也有专门的属性，描述了传输层使用那个协议。

4）传输层接收到数据后，按照TCP/UDP协议对数据进行解析，再将TCP/UDP载荷发送给应用层；

注意：TCP报头中含有目的端口号，告知数据将交给哪个应用程序。

5）对应的应用程序拿到数据后进行解析，获取关键数据，展示到界面上，给出提示。

注意：不同的应用程序使用不同的协议对数据进行解析。

4.数据的传输过程

数据在传输的过程中，也会涉及到封装分用。

交换机只需要封装分用到数据链路层即可，路由器只需封装分用到网络即可，防火墙/网关封装分用到传输层（很少用到）

1）主机的数据->交换机

交换机获取到数据后，先进行物理层解析，再进行数据链路层解析，构造出新的以太网数据帧，发送到下一个设备；

2）主机的数据->路由器

路由器收到数据后，物理层解析、数据链路层解析、网络层解析，再构造出新的网络数据报、以太网数据帧、二进制数据，再进行转发。