【转】以太网封装过程

 本图来源于QQ群一个群友发的,没有说具体来源。但很直观地将数据传输的方式以及协议中的内容表述出来

 

 

以太网数据传输中的封装过程是网络通信中一个核心概念,涉及多个层级的数据处理和信息添加。整个封装过程从应用层开始,逐层向下传递,每一层都会为数据添加特定的头部信息,以便在网络中正确传输。 在应用层,用户的数据被换为二进制格式,这是计算机能够理解和处理的形式[^1]。随后,这些数据进入传输层,在这里数据被分割成更小的数据段,并且每个数据段都会被加上TCP或UDP头部。这个头部包含了端口号等重要信息,用于标识发送方和接收方的应用程序[^1]。 接下来,经过传输层封装后的数据段会传递到网络层(通常是IP层),在这里进一步封装上IP头部。IP头部包含源IP地址和目标IP地址,这对于路由器根据路由表决定最佳路径至关重要[^1]。此时的数据单元通常被称为IP包或者IP数据报。 之后,IP数据报到达数据链路层,这里是进行以太网帧构建的地方。在这一层,MAC头部被添加到数据前面,其中包括了源MAC地址和目标MAC地址,确保数据能够在局域网内准确送达指定的硬件设备。此外,为了保证数据完整性,还会附加一个帧校验序列(FCS)作为尾部,用来检测传输过程中可能出现的错误[^2]。 最后,完成所有层次的封装后形成的以太网帧会在物理层化为电信号,通过物理媒介如双绞线、光纤等进行实际的比特流传输。当接收端收到这些电信号时,它将执行相反的过程——解封装——从物理层一直向上直到应用层,逐步剥离各层头部,还原出原始的应用层数据。 ### 以太网帧结构示例 以下是一个简化的以太网帧结构描述: ```c struct ether_header { uint8_t ether_dhost[6]; /* destination eth addr */ uint8_t ether_shost[6]; /* source ether addr */ uint16_t ether_type; /* packet type ID */ }; ``` 上述代码展示了以太网帧头部的基本组成部分,包括目的MAC地址(`ether_dhost`)、源MAC地址(`ether_shost`)以及类型字段(`ether_type`),后者指示了跟随其后的数据属于哪个上层协议(例如IPv4, ARP等)。 ### 数据封装流程解 虽然无法直接展示形,但可以使用文字来描绘典型的封装流程: - 应用层:原始数据 - 传输层:+ TCP/UDP头部 → 数据段 - 网络层:+ IP头部 → 数据包 - 数据链路层:+ MAC头部 + FCS → 以太网帧 - 物理层:+ 电信号 → 比特流 每一步都增加了必要的控制信息,使得最终的数据可以在复杂的网络环境中可靠地传输至目的地。
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