Datainnkapsling i nettverk har en avgjørende rolle å spille for å muliggjøre effektiv kommunikasjon mellom kilden og destinasjonsdatamaskinen.
Og den omvendte prosessen, de-innkapsling, er også avgjørende for samme formål. Disse to prosessene jobber samtidig for å sikre riktig kommunikasjon og dataflyt over et nettverk.
Når brukere ønsker å få tilgang til noen data på datamaskinene sine, er alt de gjør å skrive inn noen få nøkkelord, og resultatet vises i løpet av noen få øyeblikk.
Men det skjer mye bak kulissene og med eksepsjonell fart. Nettverket deres og dets komponenter er opptatt med å få informasjonen brukerne har bedt om.
Og likevel aner de fleste lite om mekanismene som virker i bakgrunnen for å få jobben gjort. I virkeligheten spiller nettverk, komponenter og relaterte konsepter en viktig rolle i moderne brukeres daglige liv.
I denne artikkelen vil jeg diskutere innkapsling og de-innkapsling for å komme nærmere nettverkskonsepter.
La oss begynne!
Innholdsfortegnelse
Hva er datainnkapsling og dekapsling?
Datainnkapsling: I nettverk betyr datainnkapsling å legge til mer informasjon til et dataelement når det reiser i OSI- eller TCP/IP-nettverksmodellen fra en kilde til en destinasjon for å gi tilleggsfunksjoner til den.
Gjennom datainnkapsling legges protokollinformasjon til dataens topp- eller bunntekst for å utføre dataoverføring på riktig måte. Det foregår på avsenderens ende fra applikasjonslaget til det fysiske laget. Her mottar hvert lag den innkapslede informasjonen fra det forrige og legger til flere data for å innkapsle den videre, og sender den til neste lag.
Denne prosessen kan omfatte feildeteksjon, datasekvensering, overbelastningskontroll, flytkontroll, rutingdata, etc.
Datainnkapsling: Dette er det motsatte av datainnkapsling. De innkapslede dataene fjernes fra de mottatte dataene mens de går fra det fysiske laget til applikasjonslaget på mottakerens ende for å få den originale informasjonen.
Denne prosessen skjer i samme lag som det innkapslede laget på avsendersiden. Topp- og trailerinformasjonen som nylig er lagt til, blir deretter eliminert fra dataene.
Til syvende og sist blir data innkapslet ved avsenderens ende i hvert lag og deretter dekapslet ved mottakerens side i det samme laget av TCP/IP- eller OSI-nettverksmodellen.
Hva er en Protocol Data Unit (PDU)?
Protocol Data Unit (PDU) refererer til kontrolldataene knyttet til et dataelement på hvert lag av OSI- eller TCP/IP-modellen under dataoverføring. Denne informasjonen legges til dataelementets feltoverskrift, men på slutten eller traileren.
Så hvert lag i nettverksmodellen bruker PDU til å samhandle og utveksle data med nabolaget. Disse PDU-ene er innkapslet ved å legge dem til i hvert lag til dataene. Hver av PDUene får et navn basert på dataene den inneholder. Nabolaget som ligger på destinasjonen kan bare lese dataene før de blir fjernet og overlevert til neste lag.
PDUer i OSI-modell
Som diskutert ovenfor, får PDUen i hvert OSI-modelllag et navn. Faktisk brukes forskjellige termer for innkapslede data i forskjellige lag i forskjellige modeller, som oppført i tabellen nedenfor.
I applikasjonslaget til TCP/IP-nettverket og applikasjons-, presentasjons- og sesjonslagene til OSI-modellen kalles det ganske enkelt «data», men i andre lag av begge modellene er det annerledes.
Innkapslet termOSI-lagTCP/IP-lagDataApplicationApplicationDataPresentation–DataSession–SegmentTransportTransportPacketNetworkInternetFrameData-LinkData-LinkBitsFysiskFysisk
La oss forstå dem en etter en i detalj og deres betydning for nettverksbygging.
Transportlag PDU
I transportlaget kalles protokolldataenheten et «segment». Laget lager overskriften og fester den deretter med en datadel. Her vil dataenheten inneholde dataene som skal brukes av den eksterne verten for å sette sammen alle databitene på nytt.
Så en header med datadelen ved transportlaget kalles et segment som laget vil overføre til neste lag (Nettverkslag) for mer behandling.
Nettverkslag PDU
PDUen i nettverkslaget kalles en «pakke». Nettverkslaget vil på samme måte lage en header for hvert segment som det mottar fra transportlaget. Overskriften vil inneholde data om ruting og adressering.
Etter at nettverkslaget har opprettet overskriften, fester det den til segmentet. Det er her dataelementet blir til pakken, som deretter flyttes til neste lag.
Data Link Layer PDU
I dette laget er PDU kjent som «rammen». Data Link-laget vil motta pakken fra det forrige laget og oppretter deretter en header og trailer for hver pakke som mottas. Denne overskriften vil ha byttedata som kildedatamaskinens adresse, destinasjonsdatamaskinens adresse osv. På den annen side har traileren data om korrupte datapakker.
Datalink-laget vil legge ved overskriften og trailerinformasjonen til pakken. Dette er når dataenheten blir Frame som sendes til neste lag (fysisk lag).
Fysisk lag PDU
PDUen i det fysiske laget er kjent som «Bit». Det fysiske laget henter rammen fra det forrige laget og konverterer det deretter til et slikt format som kan bæres av et overføringsmedium. Litt er ingenting annet enn dette formatet.
Hvordan innkapsling fungerer
Innkapsling skjer med en enhet av data eller pakke der den starter og slutter. Startdelen er overskriften, mens slutten er traileren. Og dataene mellom overskriften og tilhengeren kan kalles nyttelast.
En pakkes overskrift inneholder data i de første bytene, som markerer begynnelsen av pakken og identifiserer informasjonen som bæres. Nå flytter pakken fra kildedatamaskinen til måldatamaskinen. Overskriften inneholder også data basert på protokollen som brukes siden hver protokoll har et bestemt format.
Videre peker pakkens trailer til en mottakende datamaskin som har nådd pakkens ende. Den kan ha en feilsjekkverdi som brukes av enheten for å bekrefte om den har mottatt hele pakken eller ikke.
Trinn-for-trinn innkapslingsprosessen:
Trinn 1: OSI-modellens applikasjons-, presentasjons- og sesjonslag eller TCP/IP-modellens applikasjonslag tar brukerens data som datastrømmer. Den innkapsler deretter dataene og videresender dem til neste lag, dvs. transportlaget. Dette betyr imidlertid ikke at det nødvendigvis legger til en topp- eller bunntekst til disse dataene. Den er applikasjonsspesifikk og legger bare til en topptekst eller bunntekst den krever.
Trinn 2: Når dataene flyttes til transportlaget i både TCP/IP- og OSI-modeller, bruker laget datastrømmen som kommer fra de høyere lagene og deler den i mange deler. Dette laget utfører datainnkapsling ved å legge til en passende overskrift til hver datadel kalt segmenter. Den tillagte overskriften inneholder sekvenseringsinformasjon, slik at segmentene monteres på nytt ved mottakerens side.
Trinn 3: Nå går dataelementet med tilleggshodeinformasjon til det påfølgende laget kalt nettverkslaget (OSI-modell) eller Internett-laget (TCP/IP-modell). Laget tar segmentene fra det forrige laget og utfører innkapsling ved å legge til nødvendig rutinginformasjon slik at dataene leverer riktig. Etter innkapsling blir dataene et datagram eller en pakke i dette laget.
Trinn 4: Datapakken flyttes nå til Data Link-laget i TCP/IP- eller OSI-modellen. Laget tar pakken og kapsler den inn ved å feste en topp- og bunntekst. På dette tidspunktet vil overskriften ha bytteinformasjon for å sikre at dataene leveres riktig til den mottakende maskinvarekomponenten. Tilhengeren vil derimot ha data relatert til feildeteksjon og avbøtende tiltak. I dette stadiet blir dataene en ramme som går til det siste laget.
Trinn 5: Datarammen som kommer fra Data Link-laget går nå til det fysiske laget i TCP/IP- eller OSI-modellen. Laget innkapsler det ved å konvertere dataene til biter eller datasignaler.
Hvordan de-innkapsling fungerer
Dekapsulering fungerer i omvendt rekkefølge av innkapsling, fra det fysiske laget til applikasjonslaget i OSI- eller TCP/IP-modellen. All tilleggsinformasjon som legges til datadelen under innkapsling på avsenderens ende vil bli fjernet mens du reiser til mottakerens ende.
Her er trinn-for-trinn-prosessen for hvordan dekapsling fungerer:
Trinn 1: De innkapslede dataene i det fysiske laget, kalt biter eller datasignaler, vil bli tatt av laget for å de-innkapsle det. Dataene blir nå en dataramme, som vil bli videresendt til det høyere laget eller Data Link-laget.
Trinn 2: Datalink-laget tar nå disse datarammene og dekapsler dem. Laget sjekker også om datarammens overskrift er byttet til riktig maskinvare. Hvis datarammen tilsvarer en feil eller feil destinasjon, vil den bli forkastet. Men det er riktig, laget vil sjekke datarammens trailer for informasjon.
Når den finner feil i traileren eller dataene, vil den be om overføring av data. Men hvis traileren har riktig informasjon, vil laget de-innkapsle den for å danne et datagram eller datapakke og deretter videresende den til det høyere laget.
Trinn 3: Datapakken som kommer fra Data Link-laget går nå til Internett-laget (TCP/IP-modell) eller nettverkslaget (OSI-modell). Laget tar pakken for å de-innkapsle den og danne et datasegment.
Laget sjekker pakkens overskrift for ruteinformasjon hvis den er rutet til riktig destinasjon. Hvis den ikke er riktig rutet, vil datapakken bli forkastet. Men hvis den har riktig ruteinformasjon, vil laget dekapsle den og sende den til det øvre laget, dvs. transportlaget.
Trinn 4: Datasegmentene som kommer fra Internett-laget eller nettverkslaget går til Transport-laget i både TCP/IP- og OSI-modellen. Transportlaget tar segmentene og sjekker overskriftsinformasjonen deres. Deretter begynner det å sette sammen segmentene på nytt og danne datastrømmer, som deretter flyttes til det eller de høyere laget.
Trinn 5: Datastrømmer fra transportlaget når applikasjonslaget i TCP/IP-modellen. I OSI-modellen når den sesjonslaget, presentasjonslaget og til slutt til applikasjonslaget. Laget/lagene vil ta datastrømmene og dekapslere dem mens de kun videresender applikasjonsspesifikke data til mottakerens datamaskin eller applikasjoner.
Fordeler med innkapsling
Fordelene med innkapsling i nettverk er som følger:
#1. Datasikkerhet
Innkapsling bidrar til å øke datasikkerheten og personvernet mot uautorisert tilgang. Og du vet hvor viktig databeskyttelse er i det nåværende scenariet. Dermed kan du unngå nettrisiko som datatyveri, angrep osv. I tillegg kan du gi tilgang til alle spesifiserte brukernivåer uten kompleksitet.
#2. Pålitelige data
Innkapsling sikrer integriteten til kjernedataene slik at de ikke kan tukles med av noen klientkode. Den avgjør også om kjerneinformasjonen er synlig for eksterne objekter. I fravær av datainnkapsling kan selv en liten endring i dataene forårsake skade på nettverket.
#3. Lagt til funksjoner og funksjoner
Ved innkapsling legges data til i forskjellige lag. Dette gir flere funksjoner og funksjonalitet til dataoverføringen mellom avsender og mottaker over et nettverk. Disse funksjonene og funksjonene kan være dataflytkontroll, ruting, feildeteksjon, datasekvensering og mer. Dette bidrar også til at dataoverføringen blir riktig og effektiv.
#4. Effektiv kommunikasjon
Innkapsling og de-innkapsling kjører samtidig i et nettverk. Innkapsling utføres på senderens ende, mens de-innkapsling utføres på mottakerens ende. Dette gjør kommunikasjonen mer effektiv, noe som er avgjørende for både mottaker og avsender.
#5. Enkelt vedlikehold
Feil kan oppstå når som helst av en eller annen grunn, noe som fører til avbrudd i dataoverføringen mellom de to endene. Men innkapsling utført på dataene bidrar til å sikre forbindelsen og unngår tukling med dataene. Derfor forblir kjerneinformasjonen sikker, noe som reduserer sjansene for feil, noe som fremmer enkelt vedlikehold.
Konklusjon
Datainnkapsling og de-innkapsling er viktige aspekter ved nettverksbygging. Disse teknikkene sikrer riktig flyt av data i nettverket med bedre datasikkerhet, personvern, pålitelighet og effektiv kommunikasjon.