从零开始学网络｜一篇文章告诉你平时发送的消息是如何在网络中转发的

上一篇介绍了TCP/IP分层模型，从零开始学网络｜搞懂OSI参考模型和TCP/IP分层模型，看这篇文章就够了，那么网络中的数据是如何基于TCP/IP分层模型进行转发的呢？

正文

数据的转发是在TCP/IP分层模型下使用封装和解封装技术实现的。

如上图：PC1和PC2通过传输介质网线互联，这就组成一个小的网络，那么PC1和 PC2是如何基于TCP/IP分层模型进行通信的呢？

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封装

PC1发送数据给PC2之前对报文至上而下逐层进行封装。

假设PC1应用软件QQ要发送一个消息给PC2，下面我们就看下数据是如何从PC1转发到PC2的？

首先，PC1的发送的消息经过应用层封装，这时的数据称为协议数据单元PDU；上一章提到了TCP/IP模型中每一层使用下层所提供的服务，因此，应用层封装好的数据传递给传输层处理；

传输层收到消息后添加UDP报文头或者TCP报文头，指定源端口号和目的端口号（后续会讲TCP/UDP报文头以及端口号），这时的数据称为数据段Segment，传输层封装好的数据传递给网络层处理；

网络层收到消息后添加IP报文头，指定源IP地址和目的IP地址（后续会讲IP报文头以及IP地址），这时的数据称为数据包Packet，网络层封装好的数据传递给数据链路层处理；

数据链路层收到消息后添加以太网数据帧报文头，指定源MAC地址和目MAC地址（后续会讲以太网报文头以及MAC地址）,这时的数据称为数据帧Frame；数据链路层封装好的数据传递给物理层处理；

最后，帧被转换为比特流，通过网络介质传输到PC2。

我们可以看到，数据从PC1发送给PC2之前是需要经过层层封装的，这个封装就是基于TCP/IP四层模型至上而下封装的。

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解封装

PC2收到PC1发送的数据后对报文至底而上逐层进行解封装。

PC2通过传输介质收到PC1发到的比特流。

首先，将比特流转换为数据帧，得到源MAC为PC1,目的MAC地址为PC2的数据帧，由于目的MAC是自己，因此接收该数据帧，并将以太数据帧头解封装，传递给网络层处理；

网络层收到源IP为PC1，目的IP为PC2的数据包，由于目的IP是自己，因此接收该数据包，并将IP报文头解封装，传递给传输层处理；

传输层收到源端口号为PC1，目的端口号为PC2的数据段，由于目的端口是自己，因此接收该数据段，并将UDP报文头解封装，传递给应用层处理；

应用层收到数据后解封装就可以得到PC1发来的具体QQ消息。

以上就是从PC1发送给PC2的数据转发过程，PC2发送给PC1类似，只是PC2对数据进行封装，PC1对数据进行解封装。

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封装和解封装类比

这里的封装和解封装的概念可以使用寄快递和取快递类比，中间的传输介质就是物流公司。

寄快递的时候是不是需要将物品层层包装起来，其实就是数据包封装的过程；取快递的时候需要拆解包裹，这个其实就是数据包解封装的过程。

这里的源/目的端口号，源/目的IP地址，源/目的MAC地址可以类比成寄件人/收件人，寄件人的地址/收件人的地址。

后续会详细介绍每一层的报文头和对应的协议。

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ENSP模拟器实验模拟数据转发

下面在华为ENSP模型器上去搭建下环境，之前介绍过ENSP模拟器的下载和使用 【必备软件】华为eNSP模拟器安装和介绍（内附下载链接），通过wireshark抓包的方式看下数据是如何封装的？网络工程师必备技能｜如何在华为ENSP模拟器上通过wireshark抓包

拓扑如图所示：PC1和PC2互联。PC1的IP地址是192.168.1.2/24，MAC地址54-89-98-B0-52-A7;PC2的IP地址是192.168.1.3/24，MAC地址54-89-98-2D-4C-71。

PC1的地址配置为192.168.1.2/24；

PC2的地址配置为192.168.1.3/24；

通过UDP发包工具在将PC1作为源向PC2发送UDP报文，源和目的端口为518；

如图所示，在PC1和PC2的互联接口上进行抓包，获取发送的数据报文如下；

打开一个详细的报文，我们看下报文封装格式。

通过查看报文的详细格式，可以看到报文是严格按照TCP/IP的分层模型至上而下进行封装的。

总结

本章主要介绍了网络中的数据是如何基于TCP/IP分层模型根据封装和解封装进行转发的。大家有疑问可以评论区留言呀。