Енкапсулација података у умрежавању има кључну улогу у омогућавању ефикасне комуникације између изворног и одредишног рачунара.
И његов обрнути процес, деинкапсулација, такође је од суштинског значаја за исту сврху. Ова два процеса раде истовремено како би се осигурала правилна комуникација и проток података преко мреже.
Када корисници желе да приступе неким подацима на својим рачунарима, све што ураде је да унесу неколико кључних речи, а резултат се приказује за неколико тренутака.
Али много тога се дешава иза кулиса и изузетном брзином. Њихова мрежа и њене компоненте су заузете добијањем информација које су корисници тражили.
Па ипак, већина људи има мало појма о механизмима који раде у позадини да би обавили свој посао. У стварности, мреже, компоненте и сродни концепти играју важну улогу у свакодневном животу савремених корисника.
У овом чланку ћу разговарати о инкапсулацији и деинкапсулацији да бих се приближио концептима умрежавања.
Почнимо!
Преглед садржаја
Шта су инкапсулација и деинкапсулација података?
Енкапсулација података: У умрежавању, енкапсулација података значи додавање више информација ставци података када путује у ОСИ или ТЦП/ИП мрежном моделу од извора до одредишта како би јој се пружиле додатне функције.
Кроз енкапсулацију података, информације о протоколу се додају у заглавље или подножје података како би се правилно извршио пренос података. Одвија се на страни пошиљаоца од слоја апликације до физичког слоја. Овде сваки слој прима инкапсулиране информације од претходног и додаје више података да би их даље енкапсулирао, и шаље их следећем слоју.
Овај процес може укључивати откривање грешке, секвенцирање података, контролу загушења, контролу тока, податке о рутирању итд.
Деинкапсулација података: Ово је обрнуто од енкапсулације података. Инкапсулирани подаци се уклањају из примљених података док путују од физичког слоја до слоја апликације на крају пријемника да би се добила оригинална информација.
Овај процес се дешава на истом слоју као и инкапсулирани слој на страни пошиљаоца. Ново додане информације заглавља и трејлера се затим елиминишу из података.
На крају, подаци се инкапсулирају на крају пошиљаоца у сваком слоју, а затим се де-енкапсулирају на страни примаоца у истом слоју ТЦП/ИП или ОСИ мрежног модела.
Шта је јединица протокола података (ПДУ)?
Јединица података протокола (ПДУ) се односи на контролне податке прикачене на ставку података на сваком слоју ОСИ или ТЦП/ИП модела током преноса података. Ова информација се додаје у заглавље поља ставке података, али на њеном крају или на крају.
Дакле, сваки слој у мрежном моделу користи ПДУ за интеракцију и размену података са својим суседним слојем. Ови ПДУ-ови су инкапсулирани тако што се додају на сваки слој подацима. Сваки ПДУ добија име на основу података које садржи. Суседни слој који се налази на одредишту може само да чита податке пре него што се уклоне и предају следећем слоју.
ПДУ-ови у ОСИ моделу
Као што је горе објашњено, ПДУ у сваком слоју ОСИ модела добија име. У ствари, различити термини се користе за инкапсулиране податке у различитим слојевима у различитим моделима, као што је наведено у табели испод.
У слоју апликације ТЦП/ИП мреже и слојевима апликације, презентације и сесије ОСИ модела, то се једноставно назива „подаци“, али у другим слојевима оба модела, то је другачије.
Инкапсулирани терминОСИ слојевиТЦП/ИП слојевиДатаАпплицатионАпплицатионДатаПресентатион–ДатаСессион–СегментТранспортТранспортПацкетНетворкИнтернетФрамеДата-ЛинкДата-ЛинкБитсПхисицалПхисицал
Хајде да их детаљно разумемо један по један и њихов значај у умрежавању.
ПДУ транспортног слоја
У транспортном слоју, јединица података протокола се назива „сегмент“. Слој креира заглавље, а затим га прилаже са подацима. Овде ће јединица података садржати податке које ће користити удаљени хост за поновно састављање свих делова података.
Дакле, заглавље са делом података на транспортном слоју назива се сегмент који ће слој пренети на следећи слој (мрежни слој) ради додатне обраде.
ПДУ мрежног слоја
ПДУ у мрежном слоју се назива „пакет“. Мрежни слој ће на сличан начин креирати заглавље за сваки сегмент који прими од транспортног слоја. Заглавље ће садржати податке о рутирању и адресирању.
Након што мрежни слој креира заглавље, онда га причвршћује на сегмент. Овде ставка података постаје пакет, који се затим помера на следећи слој.
ПДУ слоја везе података
У овом слоју, ПДУ је познат као „оквир“. Слој везе података ће примити пакет са претходног слоја, а затим ће креирати заглавље и трејлер за сваки примљени пакет. Ово заглавље ће имати податке за пребацивање као што су адреса изворног рачунара, адреса одредишног рачунара, итд. С друге стране, трејлер има податке о оштећеним пакетима података.
Слој везе података ће приложити информације о заглављу и трејлеру пакету. Ово је када јединица података постаје оквир који ће бити послат на следећи слој (физички слој).
ПДУ физичког слоја
ПДУ у физичком слоју је познат као „бит“. Физички слој добија оквир из претходног слоја, а затим га конвертује у такав формат који се преноси путем медија за пренос. Бит није ништа друго до овај формат.
Како функционише инкапсулација
Енкапсулација се дешава јединици података или пакету где почиње и где се завршава. Његов почетни део је заглавље, док је крај приколица. А подаци између његовог заглавља и приколице могу се назвати корисним оптерећењем.
Заглавље пакета садржи податке у својим почетним бајтовима, означавајући почетак пакета и идентификујући пренете информације. Сада се пакет креће са изворног рачунара на одредишни рачунар. Такође, заглавље садржи податке засноване на протоколу који се користи пошто сваки протокол има одређен формат.
Штавише, приколица пакета указује на рачунар који прима пакет који је стигао до краја пакета. Можда има вредност за проверу грешке коју користи уређај да потврди да ли је примио цео пакет или не.
Процес енкапсулације корак по корак:
Корак 1: Слој апликације, презентације и сесије ОСИ модела или слој апликације ТЦП/ИП модела узимају податке корисника као токове података. Затим енкапсулира податке и прослеђује их следећем слоју, тј. транспортном слоју. Међутим, то не значи да нужно додаје заглавље или подножје овим подацима. То је специфично за апликацију и додаје само заглавље или подножје које захтева.
Корак 2: Како се подаци померају у транспортни слој у ТЦП/ИП и ОСИ моделима, слој користи ток података који долази из виших слојева и дели га на много делова. Овај слој врши енкапсулацију података додавањем одговарајућег заглавља сваком делу података који се зове сегменти. Додато заглавље садржи информације о секвенцирању, тако да се сегменти поново склапају на страни пријемника.
Корак 3: Сада, ставка података са додатним информацијама заглавља иде у следећи слој који се зове мрежни слој (ОСИ модел) или Интернет слој (ТЦП/ИП модел). Слој узима сегменте из претходног слоја и врши енкапсулацију додавањем потребних информација о рутирању како би се подаци правилно испоручили. Након енкапсулације, подаци постају датаграм или пакет у овом слоју.
Корак 4: Пакет података се сада помера на слој Дата Линк у ТЦП/ИП или ОСИ моделу. Слој узима пакет и инкапсулира га причвршћивањем заглавља и подножја. У овом тренутку, заглавље ће имати информације о пребацивању како би се осигурало да се подаци исправно испоручују хардверској компоненти која прима. Насупрот томе, трејлер ће имати податке који се односе на откривање и ублажавање грешака. У овој фази, подаци постају оквир, који иде у завршни слој.
Корак 5: Оквир података који долази из слоја везе података сада иде на физички слој у ТЦП/ИП или ОСИ моделу. Слој га инкапсулира тако што конвертује податке у битове или сигнале података.
Како функционише де-инкапсулација
Декапсулација ради обрнутим редоследом од енкапсулације, од физичког слоја до слоја апликације у ОСИ или ТЦП/ИП моделу. Све додатне информације додане у податке током енкапсулације на страни пошиљаоца биће уклоњене док путују до краја примаоца.
Ево корак по корак процеса како декапсулација функционише:
Корак 1: Инкапсулирани подаци у физичком слоју, који се називају битови или сигнали података, ће узети слој да их де-енкапсулира. Подаци сада постају оквир података, који ће бити прослеђен вишем слоју или слоју везе података.
Корак 2: Слој везе података сада узима ове оквире података и де-енкапсулира их. Слој такође проверава да ли је заглавље оквира података пребачено на прави хардвер. Ако оквир података одговара погрешном или нетачном одредишту, биће одбачен. Али тачно је, слој ће проверити трејлер оквира података за информације.
Када пронађе било какву грешку у приколици или подацима, захтеваће поновни пренос података. Али ако трејлер има тачне информације, слој ће га де-енкапсулирати да би формирао датаграм или пакет података и затим га проследио на виши слој.
Корак 3: Пакет података који долази са слоја везе података сада иде на Интернет слој (ТЦП/ИП модел) или мрежни слој (ОСИ модел). Слој узима пакет да би га де-енкапсулирао и формирао сегмент података.
Слој проверава заглавље пакета за информације о рутирању ако је преусмерено на право одредиште. Ако није исправно усмерен, пакет података ће бити одбачен. Али ако има праве информације о рутирању, слој ће их де-енкапсулирати и послати на горњи слој, тј. транспортни слој.
Корак 4: Сегменти података који долазе са Интернет слоја или мрежног слоја иду у транспортни слој иу ТЦП/ИП и ОСИ моделу. Транспортни слој узима сегменте и проверава њихове информације у заглављу, затим почиње да поново саставља сегменте и формира токове података, који се затим померају на виши слој(е).
Корак 5: Токови података из транспортног слоја достижу слој апликације у ТЦП/ИП моделу. У ОСИ моделу, стиже до слоја сесије, слоја презентације, а затим коначно до слоја апликације. Слојеви ће узети токове података и де-енкапсулирати их док прослеђују само податке специфичне за апликацију рачунару или апликацијама примаоца.
Предности инкапсулације
Предности инкапсулације у умрежавању су следеће:
#1. Сигурност података
Енкапсулација помаже у повећању безбедности података и приватности од неовлашћеног приступа. И знате колико је важна заштита података у садашњем сценарију. Тако можете избећи ризике на мрежи као што су крађа података, напади, итд. Поред тога, можете дати приступ било ком одређеном нивоу корисника без сложености.
#2. Поуздани подаци
Енкапсулација обезбеђује интегритет основних података тако да их не може мењати ниједан клијентски код. Такође одлучује да ли су основне информације видљиве спољним објектима. У недостатку енкапсулације података, чак и мала промена у подацима може проузроковати оштећење мреже.
#3. Додате карактеристике и функционалности
У инкапсулацији, подаци се додају у различитим слојевима. Ово додаје више функција и функционалности преносу података између пошиљаоца и примаоца преко мреже. Ове карактеристике и функционалности могу бити контрола тока података, рутирање, откривање грешака, секвенцирање података и још много тога. Ово такође помаже да се омогући да пренос података буде правилан и ефикасан.
#4. Ефективна комуникација
Енкапсулација и де-енкапсулација се изводе истовремено у мрежи. Енкапсулација се извршава на страни пошиљаоца, док се де-енкапсулација врши на крају примаоца. Ово чини комуникацију ефикаснијом, што је неопходно и за примаоца и за пошиљаоца.
#5. Лако одржавање
Грешке се могу појавити у било ком тренутку из неког разлога, што доводи до прекида у преносу података између два краја. Али инкапсулација која се врши на подацима помаже у обезбеђивању везе и избегава неовлашћење података. Дакле, основне информације остају безбедне, смањујући шансе за грешке, што промовише лако одржавање.
Закључак
Енкапсулација и де-енкапсулација података су важни аспекти умрежавања. Ове технике обезбеђују правилан проток података унутар мреже уз бољу сигурност података, приватност, поузданост и ефективну комуникацију.