Dataindkapsling i netværk har en afgørende rolle at spille for at muliggøre effektiv kommunikation mellem kilden og destinationscomputeren.
Og dens omvendte proces, de-indkapsling, er også essentiel til samme formål. Disse to processer arbejder samtidigt for at sikre korrekt kommunikation og dataflow over et netværk.
Når brugere ønsker at få adgang til nogle data på deres computere, er alt, hvad de gør, at indtaste et par nøgleord, og resultatet vises på få øjeblikke.
Men der sker en masse ting bag kulisserne og med enestående fart. Deres netværk og dets komponenter har travlt med at få de oplysninger, som brugerne har bedt om.
Og alligevel aner de fleste ikke meget om de mekanismer, der virker i baggrunden for at få deres arbejde gjort. I virkeligheden spiller netværk, komponenter og relaterede koncepter en vigtig rolle i moderne brugeres dagligdag.
I denne artikel vil jeg diskutere indkapsling og de-indkapsling for at komme tættere på netværkskoncepter.
Lad os begynde!
Indholdsfortegnelse
Hvad er dataindkapsling og de-indkapsling?
Dataindkapsling: I netværk betyder dataindkapsling at tilføje mere information til et dataelement, når det rejser i OSI- eller TCP/IP-netværksmodellen fra en kilde til en destination for at give det yderligere funktioner.
Gennem dataindkapsling føjes protokoloplysninger til dataens sidehoved eller sidefod for at udføre datatransmission korrekt. Det foregår på afsenderens ende fra applikationslaget til det fysiske lag. Her modtager hvert lag den indkapslede information fra det forrige og tilføjer flere data for at indkapsle det yderligere og sender det til det næste lag.
Denne proces kan omfatte fejldetektion, datasekvensering, overbelastningskontrol, flowkontrol, routingdata osv.
Dataindkapsling: Dette er det modsatte af dataindkapsling. De indkapslede data fjernes fra de modtagne data, mens de rejser fra det fysiske lag til applikationslaget i modtagerens ende for at få den originale information.
Denne proces sker i samme lag som det indkapslede lag på afsenderens side. Header- og trailerinformationen, der for nylig er tilføjet, fjernes derefter fra dataene.
I sidste ende er data indkapslet i afsenderens ende i hvert lag og derefter de-indkapslet på modtagerens side i det samme lag af TCP/IP- eller OSI-netværksmodellen.
Hvad er en Protocol Data Unit (PDU)?
Protocol Data Unit (PDU) refererer til de kontroldata, der er knyttet til et dataelement på hvert lag af OSI- eller TCP/IP-modellen under datatransmission. Disse oplysninger føjes til dataelementets feltoverskrift, men i slutningen eller traileren.
Så hvert lag i netværksmodellen bruger PDU’en til at interagere og udveksle data med dets nabolag. Disse PDU’er er indkapslet ved at tilføje dem på hvert lag til dataene. Hver af PDU’erne får et navn baseret på de data, den indeholder. Nabolaget placeret på destinationen kan kun læse dataene, før de bliver fjernet og overført til det næste lag.
PDU’er i OSI-model
Som diskuteret ovenfor får PDU’en i hvert OSI-modellag et navn. Faktisk bruges forskellige udtryk for indkapslede data i forskellige lag i forskellige modeller, som angivet i tabellen nedenfor.
I applikationslaget i TCP/IP-netværket og applikationslagene, præsentations- og sessionslagene i OSI-modellen kaldes det blot “data”, men i andre lag af begge modeller er det anderledes.
Indkapslet termOSI LayersTCP/IP LayersDataApplicationApplicationDataPresentation–DataSession–SegmentTransportTransportPacketNetworkInternetFrameDataLinkData-LinkBitsPhysicalFysical
Lad os forstå dem en efter en i detaljer og deres betydning i netværk.
Transportlag PDU
I transportlaget kaldes protokoldataenheden et “segment”. Laget opretter overskriften og vedhæfter den derefter med et datastykke. Her vil dataenheden indeholde de data, der vil blive brugt af den eksterne vært til at samle alle datastykkerne igen.
Så en header med datastykket ved transportlaget kaldes et segment, som laget vil overføre til det næste lag (Netværkslag) for mere behandling.
Netværkslag PDU
PDU’en i netværkslaget kaldes en “pakke”. Netværkslaget vil på samme måde skabe en header for hvert segment, som det modtager fra transportlaget. Headeren vil indeholde data om routing og adressering.
Når netværkslaget har oprettet headeren, vedhæfter det det til segmentet. Det er her dataelementet bliver til pakken, som så flyttes til næste lag.
Data Link Layer PDU
I dette lag er PDU’en kendt som “rammen”. Data Link-laget modtager pakken fra det forrige lag og opretter derefter en header og trailer for hver modtaget pakke. Denne header vil have skiftedata som kildecomputerens adresse, destinationscomputerens adresse osv. På den anden side har traileren data om korrupte datapakker.
Data Link-laget vil vedhæfte header- og traileroplysningerne til pakken. Dette er når dataenheden bliver til Frame, som vil blive sendt til næste lag (fysisk lag).
Fysisk lag PDU
PDU’en i det fysiske lag er kendt som “Bit”. Det fysiske lag henter rammen fra det forrige lag og konverterer det derefter til et sådant format, der kan bæres af et transmissionsmedie. En smule er intet andet end dette format.
Hvordan indkapsling virker
Indkapsling sker med en enhed af data eller pakke, hvor den starter og slutter. Dens begyndelsesdel er headeren, mens slutningen er traileren. Og dataene mellem dens header og trailer kan kaldes nyttelast.
En pakkes header indeholder data i dens indledende bytes, der markerer begyndelsen af pakken og identificerer den transporterede information. Nu flytter pakken fra kildecomputeren til destinationscomputeren. Også overskriften indeholder data baseret på den anvendte protokol, da hver protokol har et bestemt format.
Desuden peger pakkens trailer på en modtagende computer, der har nået pakkens ende. Det kan have en fejlkontrolværdi, der bruges af enheden til at bekræfte, om den har modtaget hele pakken eller ej.
Trin-for-trin indkapslingsprocessen:
Trin 1: OSI-modellens applikations-, præsentations- og sessionslag eller TCP/IP-modellens applikationslag tager brugerens data som datastrømme. Det indkapsler derefter dataene og videresender dem til det næste lag, dvs. Transportlaget. Dette betyder dog ikke, at det nødvendigvis tilføjer en sidehoved eller sidefod til disse data. Det er applikationsspecifikt og tilføjer kun et sidehoved eller en sidefod, det kræver.
Trin 2: Når dataene flyttes til transportlaget i både TCP/IP- og OSI-modeller, bruger laget datastrømmen, der kommer fra de højere lag, og deler den op i mange stykker. Dette lag udfører dataindkapsling ved at tilføje en passende header til hvert datastykke kaldet segmenter. Den tilføjede header indeholder sekvensinformation, så segmenterne samles igen ved modtagerens side.
Trin 3: Nu går dataelementet med tilføjet overskriftsinformation til det efterfølgende lag kaldet netværkslaget (OSI-model) eller internetlaget (TCP/IP-model). Laget tager segmenterne fra det forrige lag og udfører indkapsling ved at tilføje den nødvendige routinginformation, så data leveres korrekt. Efter indkapsling bliver dataene til et datagram eller en pakke i dette lag.
Trin 4: Datapakken flyttes nu til Data Link-laget i TCP/IP- eller OSI-modellen. Laget tager pakken og indkapsler den ved at vedhæfte et sidehoved og en sidefod. På dette tidspunkt vil headeren have omskiftningsoplysninger for at sikre, at dataene leveres korrekt til den modtagende hardwarekomponent. I modsætning hertil vil traileren have data relateret til fejldetektion og afhjælpning. I denne fase bliver dataene til en ramme, som går til det sidste lag.
Trin 5: Datarammen, der kommer fra Data Link-laget, går nu til det fysiske lag i TCP/IP- eller OSI-modellen. Laget indkapsler det ved at konvertere dataene til bits eller datasignaler.
Sådan fungerer de-indkapsling
Afkapsling fungerer i omvendt rækkefølge af indkapsling, fra det fysiske lag til applikationslaget i OSI- eller TCP/IP-modellen. Al den yderligere information, der tilføjes til datastykket under indkapsling i afsenderens ende, vil blive fjernet, mens du rejser til modtagerens ende.
Her er trin-for-trin processen for, hvordan dekapsering fungerer:
Trin 1: De indkapslede data i det fysiske lag, kaldet bits eller datasignaler, vil blive taget af laget for at de-indkapsle det. Dataene bliver nu en dataramme, som vil blive videresendt til det højere lag eller Data Link-laget.
Trin 2: Data Link-laget tager nu disse datarammer og dekapsler dem. Laget tjekker også, om datarammens header er skiftet til den rigtige hardware. Hvis datarammen svarer til en forkert eller forkert destination, vil den blive kasseret. Men det er korrekt, laget vil tjekke datarammens trailer for information.
Når den finder en fejl i traileren eller dataene, vil den anmode om gentransmission af data. Men hvis traileren har den korrekte information, vil laget de-indkapsle det for at danne et datagram eller datapakke og derefter videresende det til det højere lag.
Trin 3: Datapakken, der kommer fra Data Link-laget, går nu til internetlaget (TCP/IP-model) eller netværkslaget (OSI-model). Laget tager pakken for at de-indkapsle den og danne et datasegment.
Laget tjekker pakkens header for routinginformation, hvis den er dirigeret til den rigtige destination. Hvis den ikke er rutet korrekt, vil datapakken blive kasseret. Men hvis det har den rigtige ruteinformation, vil laget de-indkapsle det og sende det til det øverste lag, dvs. Transportlaget.
Trin 4: Datasegmenterne, der kommer fra internetlaget eller netværkslaget, går til transportlaget i både TCP/IP- og OSI-modellen. Transportlaget tager segmenterne og tjekker deres headeroplysninger. Dernæst begynder det at samle segmenterne igen og danne datastrømme, som derefter flytter til det eller de højere lag.
Trin 5: Datastrømme fra transportlaget når applikationslaget i TCP/IP-modellen. I OSI-modellen når den sessionslaget, præsentationslaget og til sidst til applikationslaget. Laget/lagene vil tage datastrømmene og de-indkapsle dem, mens de kun videresender applikationsspecifikke data til modtagerens computer eller applikationer.
Fordele ved indkapsling
Fordelene ved indkapsling i netværk er som følger:
#1. Datasikkerhed
Indkapsling hjælper med at øge datasikkerheden og privatlivets fred mod uautoriseret adgang. Og du ved, hvor vigtig databeskyttelse er i det nuværende scenarie. Således kan du undgå online risici som datatyveri, angreb osv. Derudover kan du give adgang til et hvilket som helst specificeret niveau af brugere uden kompleksitet.
#2. Pålidelige data
Indkapsling sikrer integriteten af kernedataene, så de ikke kan manipuleres af nogen klientkode. Det afgør også, om kerneinformationen er synlig for eksterne objekter. I mangel af dataindkapsling kan selv en lille ændring i dataene forårsage skade på netværket.
#3. Tilføjede funktioner og funktioner
Ved indkapsling tilføjes data i forskellige lag. Dette tilføjer flere funktioner og funktionaliteter til datatransmissionen mellem afsender og modtager over et netværk. Disse funktioner og funktioner kunne være dataflowkontrol, routing, fejldetektion, datasekvensering og mere. Dette hjælper også med at gøre datatransmissionen korrekt og effektiv.
#4. Effektiv kommunikation
Indkapsling og de-indkapsling kører samtidigt i et netværk. Indkapsling udføres på afsenderens ende, mens de-indkapsling udføres på modtagerens ende. Dette gør kommunikationen mere effektiv, hvilket er essentielt for både modtager og afsender.
#5. Nem vedligeholdelse
Fejl kan opstå til enhver tid af en eller anden grund, hvilket fører til afbrydelse af datatransmissionen mellem de to ender. Men indkapsling udført på dataene hjælper med at sikre forbindelsen og undgår manipulation med dataene. Derfor forbliver kerneinformationen sikker, hvilket reducerer risikoen for fejl, hvilket fremmer nem vedligeholdelse.
Konklusion
Dataindkapsling og de-indkapsling er vigtige aspekter af netværk. Disse teknikker sikrer den korrekte datastrøm inden for netværket med bedre datasikkerhed, privatliv, pålidelighed og effektiv kommunikation.