Enkapsulacija podataka igra presudnu ulogu u mrežnoj komunikaciji, omogućavajući efikasan prenos informacija između izvornog i odredišnog računara.
Obrnuti proces, deenkapsulacija, takođe je ključan za istu svrhu. Ova dva procesa se odvijaju simultano kako bi osigurali nesmetanu komunikaciju i protok podataka kroz mrežu.
Kada korisnici pristupaju podacima na svojim računarima, često unose samo nekoliko ključnih reči, a željeni rezultati se pojavljuju u kratkom vremenskom roku.
Međutim, mnogi složeni procesi se odvijaju „iza kulisa“ i to neverovatnom brzinom. Mreža i njene komponente su aktivno angažovane u prikupljanju informacija koje su korisnici zahtevali.
Većina ljudi nije svesna mehanizama koji rade u pozadini da bi ovaj proces bio moguć. U stvarnosti, mreže, komponente i povezani koncepti igraju značajnu ulogu u svakodnevnom životu savremenih korisnika.
U ovom članku ćemo detaljnije razmotriti enkapsulaciju i deenkapsulaciju, kako bi se približili konceptima umrežavanja.
Započnimo!
Šta su enkapsulacija i deenkapsulacija podataka?
Enkapsulacija podataka: U kontekstu umrežavanja, enkapsulacija podataka podrazumeva dodavanje dodatnih informacija podatku dok on putuje kroz OSI ili TCP/IP mrežni model, od izvora ka odredištu, kako bi se obezbedile dodatne funkcije.
Kroz enkapsulaciju, informacije o protokolu se dodaju u zaglavlje ili podnožje podataka, osiguravajući ispravan prenos. Ovaj proces se odvija na strani pošiljaoca, počevši od sloja aplikacije pa sve do fizičkog sloja. Svaki sloj prima enkapsulirane informacije od prethodnog sloja, dodaje svoje podatke, i prosleđuje ih sledećem sloju.
Ovaj proces može uključivati otkrivanje grešaka, sekvenciranje podataka, kontrolu zagušenja, kontrolu protoka, informacije o rutiranju, i druge.
Deenkapsulacija podataka: Ovo je obrnuti proces enkapsulacije. Enkapsulirani podaci se uklanjaju iz primljenih podataka dok prolaze kroz mrežne slojeve, od fizičkog sloja do sloja aplikacije na strani primaoca, kako bi se dobila originalna informacija.
Ovaj proces se dešava na istim slojevima kao i enkapsulacija na strani pošiljaoca. Novo dodate informacije zaglavlja i trejlera se uklanjaju iz podataka.
Na kraju, podaci se enkapsuliraju na strani pošiljaoca u svakom sloju, a zatim se deenkapsuliraju na strani primaoca u odgovarajućem sloju TCP/IP ili OSI mrežnog modela.
Šta je jedinica protokola podataka (PDU)?
Jedinica protokola podataka (PDU) se odnosi na kontrolne podatke koji se dodaju na podatke na svakom sloju OSI ili TCP/IP modela tokom prenosa. Ove informacije se dodaju u zaglavlje, podnožje ili na kraju podataka.
Svaki sloj u mrežnom modelu koristi PDU za komunikaciju i razmenu informacija sa svojim susednim slojem. Ovi PDU-ovi su enkapsulirani tako što se dodaju podacima na svakom sloju. Svaki PDU dobija naziv na osnovu podataka koje sadrži. Susjedni sloj na odredištu može pročitati te podatke pre nego što se oni uklone i predaju sledećem sloju.
PDU-ovi u OSI modelu
Kao što je objašnjeno, PDU u svakom sloju OSI modela ima svoj naziv. Različiti termini se koriste za enkapsulirane podatke u različitim slojevima, što je prikazano u tabeli ispod.
U sloju aplikacije TCP/IP mreže i slojevima aplikacije, prezentacije i sesije OSI modela, podaci se jednostavno nazivaju „podaci“, dok u drugim slojevima oba modela koriste se drugačiji termini.
| Enkapsulirani Termin | OSI Slojevi | TCP/IP Slojevi |
| Data | Application | Application |
| Data | Presentation | – |
| Data | Session | – |
| Segment | Transport | Transport |
| Packet | Network | Internet |
| Frame | Data-Link | Data-Link |
| Bits | Physical | Physical |
Hajde da detaljnije razumemo svaki termin i njegov značaj u umrežavanju.
PDU Transportnog Sloja
U transportnom sloju, jedinica podataka protokola se naziva „segment“. Ovaj sloj kreira zaglavlje i prilaže ga podacima. Jedinica podataka će sadržati informacije koje će udaljeni host koristiti za ponovno sastavljanje delova podataka.
Dakle, zaglavlje sa delom podataka u transportnom sloju naziva se segment, koji ovaj sloj prenosi sledećem sloju (mrežnom sloju) radi daljnje obrade.
PDU Mrežnog Sloja
PDU u mrežnom sloju se naziva „paket“. Mrežni sloj, slično transportnom, kreira zaglavlje za svaki segment koji primi od transportnog sloja. Zaglavlje sadrži informacije o rutiranju i adresiranju.
Nakon što mrežni sloj kreira zaglavlje, prilaže ga segmentu. Podatak sada postaje paket, koji se prosleđuje sledećem sloju.
PDU Sloja Veze Podataka
U ovom sloju, PDU je poznat kao „okvir“. Sloj veze podataka će primiti paket od prethodnog sloja, a zatim kreirati zaglavlje i trejler za svaki primljeni paket. Zaglavlje sadrži podatke za prebacivanje, kao što su adresa izvornog računara, adresa odredišnog računara, itd. Trejler, sa druge strane, sadrži podatke o potencijalno oštećenim paketima.
Sloj veze podataka će priložiti informacije zaglavlja i trejlera paketu. Jedinica podataka postaje okvir, koji će biti poslat na sledeći sloj (fizički sloj).
PDU Fizičkog Sloja
PDU u fizičkom sloju je poznat kao „bit“. Fizički sloj dobija okvir od prethodnog sloja i konvertuje ga u format koji je pogodan za prenos putem medija. Bit je upravo taj format.
Kako Funkcioniše Enkapsulacija
Enkapsulacija se dešava jedinicama podataka ili paketima, i ima svoj početak i kraj. Početni deo je zaglavlje, dok je kraj trejler. Podaci između zaglavlja i trejlera se mogu nazvati korisnim opterećenjem (payload).
Zaglavlje paketa sadrži podatke u svojim početnim bajtovima, označavajući početak paketa i identifikujući prenete informacije. Paket se kreće od izvornog računara ka odredišnom. Takođe, zaglavlje sadrži podatke zasnovane na protokolu koji se koristi, pošto svaki protokol ima određeni format.
Trejler paketa ukazuje računaru koji prima paket da je dostignut kraj paketa. Trejler može da sadrži i vrednost za proveru grešaka, koju uređaj koristi da potvrdi da li je primio ceo paket ili ne.
Proces enkapsulacije korak po korak:
Korak 1: Sloj aplikacije, prezentacije i sesije OSI modela, ili sloj aplikacije TCP/IP modela, uzimaju korisničke podatke kao tok podataka. Zatim enkapsuliraju podatke i prosleđuju ih sledećem sloju, tj. transportnom sloju. Važno je napomenuti da ovo ne znači uvek dodavanje zaglavlja ili podnožja. To zavisi od konkretne aplikacije i dodaje se samo ono što je potrebno.
Korak 2: Kako se podaci premeštaju u transportni sloj u TCP/IP i OSI modelima, sloj koristi tok podataka koji dolazi iz viših slojeva i deli ga na manje delove. Ovaj sloj vrši enkapsulaciju dodavanjem odgovarajućeg zaglavlja svakom delu podataka, koji se nazivaju segmenti. Dodato zaglavlje sadrži informacije o sekvenciranju, tako da se segmenti mogu ponovo sastaviti na strani primaoca.
Korak 3: Podatak sa dodatim informacijama zaglavlja ide u sledeći sloj koji se zove mrežni sloj (OSI model) ili internet sloj (TCP/IP model). Sloj preuzima segmente iz prethodnog sloja i vrši enkapsulaciju dodavanjem neophodnih informacija o rutiranju kako bi se podaci ispravno isporučili. Nakon enkapsulacije, podaci postaju datagram ili paket u ovom sloju.
Korak 4: Paket podataka se sada pomera na sloj veze podataka u TCP/IP ili OSI modelu. Sloj preuzima paket i enkapsulira ga dodavanjem zaglavlja i podnožja. Zaglavlje će sadržati informacije o prebacivanju, kako bi se osiguralo da se podaci ispravno isporučuju hardverskoj komponenti koja ih prima. Podnožje će sadržati podatke vezane za otkrivanje i ublažavanje grešaka. U ovoj fazi, podaci postaju okvir, koji ide u završni sloj.
Korak 5: Okvir podataka koji dolazi sa sloja veze podataka ide u fizički sloj u TCP/IP ili OSI modelu. Sloj ga enkapsulira tako što konvertuje podatke u bitove ili signale podataka.
Kako Funkcioniše De-enkapsulacija
Deenkapsulacija radi obrnutim redosledom od enkapsulacije, od fizičkog sloja ka sloju aplikacije u OSI ili TCP/IP modelu. Sve dodatne informacije dodate podacima tokom enkapsulacije na strani pošiljaoca, biće uklonjene dok podaci putuju do primaoca.
Evo procesa deenkapsulacije korak po korak:
Korak 1: Enkapsulirani podaci u fizičkom sloju, koji se nazivaju bitovi ili signali podataka, će biti preuzeti od strane sloja da bi ih deenkapsulirao. Podaci sada postaju okvir podataka, koji će biti prosleđen višem sloju, sloju veze podataka.
Korak 2: Sloj veze podataka preuzima okvire podataka i deenkapsulira ih. Sloj takođe proverava da li je zaglavlje okvira podataka prosleđeno na ispravan hardver. Ako okvir podataka odgovara pogrešnoj ili netačnoj destinaciji, on će biti odbačen. Ako je destinacija ispravna, sloj će proveriti trejler okvira podataka za informacije o greškama.
Ukoliko pronađe bilo kakvu grešku u trejleru ili podacima, zatražiće ponovni prenos podataka. Ukoliko trejler sadrži tačne informacije, sloj će ga deenkapsulirati da bi formirao datagram ili paket podataka, i potom ga proslediti višem sloju.
Korak 3: Paket podataka koji dolazi sa sloja veze podataka ide u internet sloj (TCP/IP model) ili mrežni sloj (OSI model). Sloj preuzima paket da bi ga deenkapsulirao i formirao segment podataka.
Sloj proverava zaglavlje paketa za informacije o rutiranju kako bi potvrdio da li je paket poslat na ispravnu destinaciju. Ako nije pravilno usmeren, paket podataka će biti odbačen. Ako sadrži tačne informacije o rutiranju, sloj će ga deenkapsulirati i poslati na gornji sloj, tj. transportni sloj.
Korak 4: Segmenti podataka koji dolaze sa internet ili mrežnog sloja idu u transportni sloj, u oba, TCP/IP i OSI modela. Transportni sloj preuzima segmente i proverava njihove informacije u zaglavlju, a zatim počinje da ponovo sastavlja segmente u tok podataka, koji se potom prosleđuje višem sloju.
Korak 5: Tok podataka sa transportnog sloja stiže do sloja aplikacije u TCP/IP modelu. U OSI modelu, stiže do sloja sesije, sloja prezentacije i na kraju do sloja aplikacije. Slojevi preuzimaju tok podataka i deenkapsuliraju ih dok ne proslede samo podatke specifične za aplikaciju računaru ili aplikacijama primaoca.
Prednosti Enkapsulacije
Prednosti enkapsulacije u umrežavanju su sledeće:
#1. Sigurnost Podataka
Enkapsulacija pomaže u povećanju sigurnosti podataka i privatnosti od neovlašćenog pristupa. Zaštita podataka je od suštinskog značaja u današnjem okruženju. Ovim putem, izbegavate rizike na mreži kao što su krađa podataka, napadi, itd. Takođe, možete dodeliti pristup određenim nivoima korisnika bez komplikacija.
#2. Pouzdani Podaci
Enkapsulacija obezbeđuje integritet osnovnih podataka, sprečavajući njihovu izmenu od strane klijentskog koda. Takođe, odlučuje da li su osnovne informacije vidljive spoljnim objektima. U odsustvu enkapsulacije podataka, čak i mala promena u podacima može uzrokovati probleme na mreži.
#3. Dodate Karakteristike i Funkcionalnosti
U enkapsulaciji, podaci se dodaju u različitim slojevima. Ovo dodaje više funkcija i funkcionalnosti prenosu podataka između pošiljaoca i primaoca preko mreže. Te karakteristike i funkcionalnosti mogu biti kontrola protoka podataka, rutiranje, otkrivanje grešaka, sekvenciranje podataka i još mnogo toga. Ovo takođe pomaže da prenos podataka bude pravilan i efikasan.
#4. Efikasna Komunikacija
Enkapsulacija i deenkapsulacija se odvijaju simultano u mreži. Enkapsulacija se vrši na strani pošiljaoca, dok se deenkapsulacija vrši na strani primaoca. To čini komunikaciju efikasnijom, što je neophodno i za pošiljaoca i za primaoca.
#5. Lako Održavanje
Greške se mogu pojaviti iz različitih razloga, što dovodi do prekida u prenosu podataka između dva kraja. Enkapsulacija koja se primenjuje na podacima pomaže u obezbeđivanju veze i sprečava neovlašćeni pristup. Osnovne informacije ostaju bezbedne, smanjujući šanse za greške, što olakšava održavanje mreže.
Zaključak
Enkapsulacija i deenkapsulacija podataka su važni aspekti umrežavanja. Ove tehnike obezbeđuju pravilan protok podataka unutar mreže, uz bolju sigurnost podataka, privatnost, pouzdanost i efikasnu komunikaciju.