20241107数据封装
数据包利用网络在不同设备之间传输时，为了可靠和准确地发送到目的地，并且高效地利用传输资源（传输设备和传输线路），事先要对数据包进行拆分和打包，在所发送的数据包上附加上目标地址，本地地址，以及一些用于纠错的字节，安全性和可靠性较高时，还要进行加密处理等等。这些操作就叫数据封装。
一、电路交换、报文交换、分组交换
电路交换：整个数据的比特流连续地从源点直达终点，就像在一个管道中传送
传输过程：经过“建立连接（占用通信资源）→通话（一直占用通信资源）→释放连接（归还通信资源)”三个步骤的交换方式
优点是数据传输速率高，因为是1对1。
缺点：建立和释放连接都需额外的时间花销，线路利用率低（1对1），线路分配的灵活性差，不支持差错检测（无法发现传输过程中发生的数据错误）
报文交换： 数据先传输到相邻节点，数据全部存储下来后查找转发表，根据目的地址再转发到下一个节点
优点是通信前无需建立连接，数据以报文为单位被交换节点存储转发，通信线路可灵活分配，线路利用率高，交换节点支持差错检测（通过校验技术）
缺点：报文不限制大小，不方便存储转发管理；长报文的存储转发时间开销大，缓存开销大；长报文容易出错，重传代价高。
分组交换： 单个分组（报文的一部分）传送到相邻节点，存储下来后根据转发表 转发到下一个节点
发送报文前，先把较长的报文划分为一个个更小的等长数据段，在每一个数据点前加上必要的控制信息组成的首部（header）包头（包含源地址、目的地址、分组号等），构成一个分组，也叫做包。
路由器收到一个分组，先暂时存储一下，检查其首部，查找转发表，按照首部中的目的地址，找到合适的接口转发出去，把分组交给下一个路由器。
优点：无需建立连接、数据以“分组”为单位被交换节点间“存储转发”，通信线路可以灵活分配、交换节点支持“差错控制”(通过校验技术)、分组定长，方便存储转发管理、分组不易出错，重传代价低、分组的存储转发时间开销小、缓存开销小。
缺点：相比于报文交换，控制信息占比增加，报文被拆分为多个分组，传输过程中可能出现失序、丢失等问题，增加处理的复杂度。
二 、数据封装
发送方数据封装过程：
1.应用层准备数据，把数据交给传输层。
2.传输层把数据分段，将文件分成数据包，并标上顺序号，然后传给网络层，传输层的数据叫做数据段。
3.网络层给每一段加上地址（源IP地址，目标IP地址），把数据给数据链路层，网络层的数据叫做数据包。
4.数据链路层：先判断: 使用自己的子网掩码，判断自己在哪个网段，然后使用自己的子网掩码，判断目标地址在哪个网段。1.如果是同一个网段，使用ARP协议广播解析目标IP地址的MAC地址。2.如果不是一个网段，通过网关把数据包给路由器。然后把当前的MAC地址和下一跳的MAC地址添加在数据包后面，在数据包前面加上FCS（帧校验序列），把数据给物理层，数据链路层的数据叫数据帧。
5.物理层把数据链路层的数据帧变成数字信号（比特流），物理层的数据叫做比特流，就是0和1组成的序列，单位是位Bit，是计算机最小单位。
中间网络数据传输过程：
6.（如果有集线器）物理层把数据发给集线器，集线器传递比特流，加强信号，不做任何判断。（集线器和网线是同一级别的）
7.比特流被发送到交换机，交换机接收并存储比特流，查看目标MAC地址，选择出口（由哪个口转发出去）
8.交换机把比特流发送到路由器，路由器接收比特流，接收后去掉数据链路层的帧校验序列以及MAC地址，根据目标IP地址选择路径出口。网卡重新包装数据包，路由器和下一个路由器之间如果使用的是PPP协议（点对点），因为使用了这个协议，所以不写源MAC地址，只写目标MAC地址为FF，变成比特流再往下传输。
9.下一个路由器接收到比特流，去掉MAC地址，如果IP地址是对的，根据数据包选择转发的路径，封装上目标MAC地址和当前MAC地址，变成比特流继续传输。错误的则丢掉数据包。
10.计算机接收到之后处理数据。
接收方数据解封装：
11.物理层接收到比特流，把比特流转换成数据帧给数据链路层。
12.数据链路层把打包数据时加入的两个MAC地址和FCS去掉，把数据包交给网络层。
13.网络层把数据包中的IP地址去掉，把剩余的数据段给传输层。
14.传输层把数据段的头去掉，把数据交给应用层。
15.应用层把收到的一段一段的数据再拼到一起，成为一块完整的数据。