Việc đóng gói dữ liệu trong mạng có vai trò quan trọng trong việc cho phép giao tiếp hiệu quả giữa máy tính nguồn và máy tính đích.
Và quá trình ngược lại của nó, quá trình giải đóng gói, cũng cần thiết cho mục đích tương tự. Hai quy trình này hoạt động đồng thời để đảm bảo luồng dữ liệu và liên lạc phù hợp trong mạng.
Khi người dùng muốn truy cập dữ liệu trên máy tính, tất cả những gì họ cần làm là nhập một vài từ khóa và kết quả sẽ được hiển thị trong giây lát.
Nhưng có rất nhiều điều đang diễn ra ở hậu trường với tốc độ chóng mặt. Mạng của họ và các thành phần của nó đang bận rộn thu thập thông tin mà người dùng yêu cầu.
Chưa hết, hầu hết mọi người đều chưa biết về các cơ chế chạy ngầm để thực hiện công việc của mình. Trên thực tế, mạng, các thành phần và các khái niệm liên quan đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của người dùng hiện đại.
Trong bài viết này, tôi sẽ thảo luận về đóng gói và giải đóng gói để tiến gần hơn đến khái niệm mạng.
Hãy bắt đầu!
Đóng gói và giải mã dữ liệu là gì?
Đóng gói dữ liệu: Trong mạng, đóng gói dữ liệu có nghĩa là thêm nhiều thông tin hơn vào một mục dữ liệu khi nó di chuyển qua mô hình mạng OSI hoặc TCP/IP từ nguồn đến đích để cung cấp cho nó chức năng bổ sung.
Với tính năng đóng gói dữ liệu, thông tin giao thức sẽ được thêm vào đầu trang hoặc chân trang dữ liệu để truyền dữ liệu thích hợp. Nó diễn ra ở phía người gửi từ lớp ứng dụng đến lớp vật lý. Ở đây, mỗi lớp lấy thông tin được đóng gói từ lớp trước và thêm nhiều dữ liệu hơn để đóng gói thêm và gửi nó đến lớp tiếp theo.
Quá trình này có thể bao gồm phát hiện lỗi, sắp xếp dữ liệu, kiểm soát tắc nghẽn, kiểm soát luồng, định tuyến dữ liệu, v.v.
Giải nén dữ liệu: Đây là sự đảo ngược của việc đóng gói dữ liệu. Dữ liệu được đóng gói sẽ bị loại bỏ khỏi dữ liệu nhận được khi nó di chuyển từ lớp vật lý đến lớp ứng dụng ở phía bên nhận để lấy thông tin gốc.
Quá trình này diễn ra trong cùng lớp với lớp được đóng gói ở phía người gửi. Sau đó, thông tin tiêu đề và đuôi mới được thêm vào sẽ bị xóa khỏi dữ liệu.
Cuối cùng, dữ liệu được đóng gói ở phía bên gửi trong mỗi lớp và sau đó được đóng gói ở phía bên nhận trong cùng một lớp của mô hình mạng TCP/IP hoặc OSI.
Đơn vị dữ liệu giao thức (PDU) là gì?
Đơn vị dữ liệu giao thức (PDU) đề cập đến dữ liệu điều khiển được gắn vào một mục dữ liệu ở mỗi lớp của mô hình OSI hoặc mô hình TCP/IP trong quá trình truyền dữ liệu. Thông tin này được thêm vào tiêu đề trường của mục dữ liệu, nhưng ở cuối hoặc ở cuối.
Do đó, mỗi lớp trong mô hình mạng sử dụng PDU để tương tác và trao đổi dữ liệu với lớp lân cận. Các PDU này được gói gọn bằng cách thêm chúng vào mỗi lớp dữ liệu. Mỗi PDU được đặt tên dựa trên dữ liệu chứa trong đó. Lớp liền kề ở đích chỉ có thể đọc dữ liệu trước khi dữ liệu bị xóa và chuyển sang lớp tiếp theo.
PDU trong mô hình OSI
Như đã thảo luận ở trên, PDU ở mỗi lớp của mô hình OSI được đặt tên. Trên thực tế, các thuật ngữ khác nhau được sử dụng để đóng gói dữ liệu ở các lớp khác nhau trong các mô hình khác nhau, như được hiển thị trong bảng bên dưới.
Trong lớp ứng dụng của TCP/IP và các lớp ứng dụng, trình bày và phiên của mô hình OSI, điều này được gọi đơn giản là “dữ liệu”, nhưng nó khác ở các lớp khác của cả hai mô hình.
Thuật ngữ được đóng gói Lớp OSI Lớp TCP/IPDataApplicationApplicationDataPresentation–DataSession–SegmentTransportTransportTransportPacketNetworkInternetFrameData-LinkData-LinkBitsPhysicalPhysical
Hãy hiểu chúng một cách chi tiết từng cái một và tầm quan trọng của chúng trên web.
PDU lớp vận chuyển
Ở lớp vận chuyển, một đơn vị dữ liệu giao thức được gọi là “phân đoạn”. Lớp này tạo tiêu đề và sau đó nối nó vào đoạn dữ liệu. Ở đây, đơn vị dữ liệu sẽ chứa dữ liệu sẽ được máy chủ từ xa sử dụng để tập hợp lại tất cả các đoạn dữ liệu.
Do đó, tiêu đề chứa một phần dữ liệu trong lớp vận chuyển được gọi là phân đoạn, lớp này sẽ chuyển sang lớp tiếp theo (lớp mạng) để xử lý tiếp.
PDU lớp mạng
PDU ở lớp mạng được gọi là “gói”. Tương tự, lớp mạng sẽ tạo tiêu đề cho từng phân đoạn nhận được từ lớp vận chuyển. Tiêu đề sẽ chứa dữ liệu định tuyến và địa chỉ.
Khi tiêu đề được tạo, lớp mạng sẽ thêm nó vào phân đoạn. Tại thời điểm này, mục dữ liệu sẽ trở thành một gói, sau đó chuyển sang lớp tiếp theo.
PDU lớp liên kết dữ liệu
Ở lớp này, PDU được gọi là “khung”. Lớp liên kết dữ liệu sẽ nhận gói từ lớp trước và sau đó tạo tiêu đề và đuôi cho mỗi gói nhận được. Tiêu đề này sẽ chứa dữ liệu chuyển đổi như địa chỉ máy tính nguồn, địa chỉ máy tính đích, v.v. Mặt khác, teaser chứa dữ liệu về các gói dữ liệu bị hỏng.
Lớp liên kết dữ liệu sẽ nối thêm thông tin tiêu đề và đuôi vào gói. Lúc này, đơn vị dữ liệu sẽ trở thành một khung sẽ được gửi đến lớp tiếp theo (lớp vật lý).
PDU của lớp vật lý
PDU ở lớp vật lý được gọi là “Bit”. Lớp vật lý lấy một khung từ lớp trước và sau đó chuyển đổi nó sang định dạng có thể được truyền bởi phương tiện truyền dẫn. Bit không là gì ngoài định dạng này.
Cách thức hoạt động của tính năng đóng gói
Đóng gói là về đơn vị dữ liệu hoặc gói nơi nó bắt đầu và kết thúc. Nó bắt đầu bằng dòng tiêu đề và kết thúc bằng đoạn giới thiệu. Và dữ liệu giữa dòng tiêu đề và đoạn giới thiệu có thể được gọi là tải trọng.
Tiêu đề gói chứa dữ liệu theo byte bắt đầu, đánh dấu sự bắt đầu của gói và xác định thông tin đang được mang. Bây giờ gói di chuyển từ máy tính nguồn đến máy tính đích. Ngoài ra, tiêu đề còn chứa dữ liệu dựa trên giao thức được sử dụng vì mỗi giao thức có một định dạng cụ thể.
Ngoài ra, packet teaser cho biết máy tính nhận đã đến cuối gói. Có thể có giá trị kiểm tra lỗi được thiết bị sử dụng để xác nhận xem nó đã nhận được toàn bộ gói hay chưa.
Quy trình đóng gói từng bước:
Bước chân 1: Lớp ứng dụng, trình bày và phiên OSI hoặc lớp ứng dụng TCP/IP, truy xuất dữ liệu người dùng dưới dạng luồng dữ liệu. Sau đó, nó đóng gói dữ liệu và chuyển nó sang lớp tiếp theo, tức là lớp vận chuyển. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là nó nhất thiết phải thêm đầu trang hoặc chân trang vào dữ liệu này. Đây là ứng dụng cụ thể và chỉ thêm đầu trang hoặc chân trang được yêu cầu.
Bước chân 2: Khi dữ liệu được chuyển đến lớp truyền tải trong cả hai mô hình TCP/IP và OSI, lớp này sẽ lấy luồng dữ liệu đến từ các lớp cao hơn và chia nó thành nhiều phần. Lớp này thực hiện đóng gói dữ liệu bằng cách thêm tiêu đề thích hợp vào từng phần dữ liệu được gọi là phân đoạn. Tiêu đề được thêm vào chứa thông tin tuần tự, do đó các phân đoạn sẽ tập hợp lại ở phía máy thu.
Bước chân 3: Bây giờ, mục dữ liệu có thông tin tiêu đề được thêm vào sẽ chuyển sang lớp tiếp theo được gọi là lớp mạng (mô hình OSI) hoặc lớp Internet (mô hình TCP/IP). Lớp này lấy các phân đoạn từ lớp trước và thực hiện đóng gói, thêm thông tin định tuyến cần thiết để đảm bảo phân phối dữ liệu phù hợp. Sau khi đóng gói, dữ liệu sẽ trở thành datagram hoặc gói trong lớp này.
Bước chân 4: Gói dữ liệu bây giờ chuyển sang lớp liên kết dữ liệu trong mô hình TCP/IP hoặc OSI. Lớp này nhận gói và đóng gói nó bằng cách bao gồm đầu trang và chân trang. Tại thời điểm này, tiêu đề sẽ chứa thông tin chuyển mạch để đảm bảo phân phối dữ liệu chính xác đến thành phần phần cứng nhận. Đổi lại, đoạn giới thiệu sẽ chứa dữ liệu liên quan đến việc phát hiện và giảm thiểu lỗi. Ở giai đoạn này, dữ liệu sẽ trở thành một khung chuyển đến lớp cuối cùng.
Bước chân 5: Khung dữ liệu đến từ lớp liên kết dữ liệu giờ đây sẽ chuyển sang lớp vật lý trong mô hình TCP/IP hoặc OSI. Lớp này đóng gói chúng bằng cách chuyển đổi dữ liệu thành các bit dữ liệu hoặc tín hiệu.
Cách thức hoạt động của tính năng hủy đóng gói
Quá trình giải mã hoạt động theo thứ tự ngược lại với quá trình đóng gói, từ lớp vật lý đến lớp ứng dụng trong mô hình OSI hoặc TCP/IP. Bất kỳ thông tin bổ sung nào được thêm vào khối dữ liệu trong quá trình đóng gói ở phía người gửi sẽ bị xóa trong suốt hành trình đến điểm cuối của người nhận.
Đây là quá trình giải mã từng bước:
Bước chân 1: Dữ liệu được đóng gói trong lớp vật lý, được gọi là bit dữ liệu hoặc tín hiệu, sẽ được lớp đó lấy đi để giải nén. Dữ liệu bây giờ trở thành khung dữ liệu sẽ được chuyển đến lớp cao hơn hoặc lớp liên kết dữ liệu.
Bước chân 2: Lớp liên kết dữ liệu hiện lấy các khung dữ liệu này và giải mã chúng. Lớp này cũng kiểm tra xem tiêu đề khung thông báo có được chuyển sang phần cứng chính xác hay không. Nếu khung dữ liệu tương ứng với đích đến không hợp lệ hoặc không chính xác, nó sẽ bị từ chối. Nhưng đó là sự thật, lớp sẽ kiểm tra đoạn giới thiệu của khung dữ liệu để biết thông tin.
Khi phát hiện lỗi trong đoạn giới thiệu hoặc dữ liệu, nó sẽ yêu cầu bạn truyền lại dữ liệu. Nhưng nếu đoạn giới thiệu chứa thông tin hợp lệ, lớp này sẽ giải mã nó thành một datagram hoặc gói dữ liệu rồi chuyển nó lên lớp cao hơn.
Bước chân 3: Gói dữ liệu đến từ lớp liên kết dữ liệu bây giờ sẽ chuyển đến lớp internet (mô hình TCP/IP) hoặc lớp mạng (mô hình OSI). Lớp này lấy gói để giải đóng gói và tạo phân đoạn dữ liệu.
Lớp này kiểm tra tiêu đề gói để tìm thông tin định tuyến nếu nó được định tuyến đến đúng đích. Nếu nó không được chuyển hướng chính xác, gói dữ liệu sẽ bị từ chối. Nhưng nếu nó có thông tin định tuyến phù hợp, lớp sẽ giải nén nó và gửi nó đến lớp cao hơn, tức là lớp vận chuyển.
Bước chân 4: Các phân đoạn dữ liệu đến từ lớp internet hoặc lớp mạng sẽ đi đến lớp truyền tải trong cả hai mô hình TCP/IP và OSI. Lớp vận chuyển truy xuất các phân đoạn và kiểm tra thông tin tiêu đề của chúng, sau đó bắt đầu tập hợp lại các phân đoạn và tạo luồng dữ liệu, sau đó chuyển đến các lớp cao hơn.
Bước chân 5: Luồng dữ liệu từ lớp vận chuyển đến lớp ứng dụng trong mô hình TCP/IP. Trong mô hình OSI, nó tiếp cận lớp phiên, lớp trình bày và sau đó là lớp ứng dụng. (Các) lớp sẽ lấy các luồng dữ liệu và giải nén chúng, chỉ gửi dữ liệu dành riêng cho ứng dụng đến máy tính hoặc ứng dụng của người nhận.
Ưu điểm của đóng gói
Ưu điểm của việc đóng gói trong mạng như sau:
# 1. Bảo vệ dữ liệu
Đóng gói giúp tăng cường bảo mật dữ liệu và quyền riêng tư khỏi sự truy cập trái phép. Và bạn biết bảo vệ dữ liệu quan trọng như thế nào trong tình hình hiện tại. Bằng cách này, bạn có thể tránh được các mối đe dọa trực tuyến như đánh cắp dữ liệu, tấn công, v.v. Hơn nữa, bạn có thể dễ dàng cấp quyền truy cập cho bất kỳ cấp độ người dùng cụ thể nào.
#2. Dữ liệu đáng tin cậy
Việc đóng gói đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu cơ bản để nó không thể bị sửa đổi bởi bất kỳ mã máy khách nào. Nó cũng quyết định liệu thông tin cơ bản có được hiển thị đối với các đối tượng bên ngoài hay không. Trong trường hợp không đóng gói dữ liệu, ngay cả một thay đổi nhỏ trong dữ liệu cũng có thể làm hỏng mạng.
#3. Đã thêm các tính năng và chức năng
Trong đóng gói, dữ liệu được thêm vào trong các lớp khác nhau. Điều này bổ sung thêm nhiều tính năng và chức năng hơn để truyền dữ liệu giữa người gửi và người nhận qua mạng. Các tính năng và chức năng này có thể là kiểm soát luồng dữ liệu, định tuyến, phát hiện lỗi, sắp xếp dữ liệu, v.v. Điều này cũng giúp đảm bảo truyền dữ liệu thích hợp và hiệu quả.
#4. Giao tiếp hiệu quả
Đóng gói và giải nén xảy ra đồng thời trong mạng. Việc đóng gói được thực hiện ở phía người gửi, trong khi việc giải đóng gói được thực hiện ở phía người nhận. Nhờ đó, việc giao tiếp hiệu quả hơn, điều này quan trọng đối với cả người nhận và người gửi.
#5. Bảo trì dễ dàng
Lỗi có thể xảy ra bất cứ lúc nào vì một lý do nào đó, dẫn đến sự gián đoạn trong quá trình truyền dữ liệu giữa hai đầu. Tuy nhiên, việc đóng gói được thực hiện trên dữ liệu giúp bảo mật kết nối và ngăn chặn việc giả mạo dữ liệu. Do đó, thông tin thiết yếu vẫn được bảo mật, giảm nguy cơ sai sót, giúp bảo trì dễ dàng.
Ứng dụng
Đóng gói và giải đóng gói dữ liệu là các khía cạnh quan trọng của mạng. Những kỹ thuật này đảm bảo luồng dữ liệu chính xác trên mạng với tính bảo mật dữ liệu, quyền riêng tư, độ tin cậy và giao tiếp hiệu quả tốt hơn.
