Инкапсуляция и извлечение данных

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478

Стек протоколов хорошо иллюстрирует перемещение данных между программны­ми компонентами, поддерживающими сетевое взаимодействие, однако он не дает ответа на вопрос, какие же изменения претерпевает информация на этом пути. На различных уровнях стека протоколов выполняются инкапсуляция и извлечение данных. При инкап­файл

Информационный пакет

Загбшвок

Ethernet

jp-заголовок

ТСР-зіаголовок

. ■ ■?

ПР-заюловок

Данные

Суффикс

Ethernet.;:

Рис. 3.2. При перемещении вниз по стеку протоколов исходные данные разбиваются на фрагменты. К каждому фрагменту добавляется служебная информация, обеспечивающая передачу пакета по сети и восстановление на принимающем узле исходных данных

суляции данные разбиваются на фрагменты, и к каждому фрагменту добавляется управ­ляющая информация (после добавления управляющей информации фрагменты данных, в зависимости от уровня протокола, становятся пакетами или кадрами). Кроме того, ин­формация, предназначенная для передачи, может быть модифицирована, но подобная обработка выполняется крайне редко. При извлечении данных выполняются действия, противоположные инкапсуляции.

Рассмотрим в качестве примера передачу содержимого файла с помощью протоко­ла FTP (File Transfer Protocol — протокол передачи файлов) в сети Ethernet. При этом используется стек протоколов TCP/IP. Размер файла может превышать максимальный размер пакета данных, допустимый в ТСРЯР или Ethernet. В этом случае содержимое файла должно быть разбито на несколько фрагментов. На различных уровнях стека про­токолов к каждому из этих фрагментов добавляется заголовок и, возможно, суффикс (служебная информация, следующая за передаваемыми данными). Заголовок и суффикс содержат информацию, необходимую для того, чтобы система могла передавать и обра­батывать остальную часть пакета. Результат действий по инкапсуляции данных показан на рис. 3.2. На самом деле ситуация может быть более сложной. На некотором уровне стека протоколов пакет может быть разбит на несколько фрагментов меньшего размера, так, например, драйверы Ethernet могут разбить IP-пакет на два Ethernet-кадра. Подоб­ные действия могут выполнять и маршрутизаторы. При этом заголовки IP, TCP и FTP, показанные на рис. 3.2, остаются в одном из кадров и не дублируются в другом кадре. Однако если на некотором уровне стека протоколов пакет разбивается на кадры, то на том же уровне стека на принимающем узле эти кадры обязательно объединяются в ис­ходный пакет. Точно так же дело обстоит в том случае, если разбиение пакета выполнит маршрутизатор.

В зависимости от используемого стека протоколов и даже от состава стека, структу­ра пакета может отличаться от представленной на рис. 3.2. Например, если для обмена данными используется Web-броузер, то вместо заголовка FTP, показанного на рис. 3.2, в составе пакета будет присутствовать заголовок HTTP. Если же для подключения ком­пьютера к сети будут использованы сетевые карты и драйверы, отличные от Ethernet, то заголовок и суффикс Ethernet будут заменены на заголовок и суффикс, соответствующие другой сетевой технологии. Заметьте, что при передаче пакета из одной локальной сети в другую маршрутизатор реально выполняет подобную замену, т. е. удаляет существу­ющие заголовок и суффикс и включает вместо них заголовок и суффикс другой сети.

Такая процедура выполняется несколько раз за время перемещения пакета по Internet, но данные, содержащиеся в составе пакета, доставляются в неизменном виде.

Заголовки и суффиксы содержат информацию, необходимую для доставки пакта по назначению, например, IP-адреса отправителя и получателя, номера портов, связанные с программами на прикладном уровне, расположение данных, содержащихся в пакете, в исходной битовой последовательности, и т. д. Маршрутизаторы используют эту ин­формацию для определения маршрута пакета, а на принимающем узле эти сведения позволяют передать пакет той программе, для которой он предназначен. Адрес и порт отправителя используются при передаче ответа.