网络技术理论:包片段帧数据报和段

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了网络技术理论:包片段帧数据报和段相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

1. 概述

网络使信息的传输和共享变得更加容易,互联网使我们能够在本地网络或全球范围内的公司内部共享信息,共享时,数据以字节表示。

数据字节在 OSI 网络模型中具有特定格式,因为每一层都有其特定的单位,数据单元还取决于使用的协议或连接。

在本教程中,我们将介绍网络中最常用的数据单元,即数据包、片段、帧、数据报和段,我们将解释每一个,然后是一个例子。

2. 数据包

通过网络进行通信时,发送和接收文件和信息很重要,网络中源和目的地之间通信的基本单位是数据包。

通过网络发送的数据被分成数据包,这些数据包由目标设备重新组合,将数据分成数据包允许网络管理不同的带宽、路由和多个相互独立地共享数据和接收数据包的连接设备。

它可以更轻松地重新传输丢失的数据或中断的数据,数据包是OSI 模型中网络层内的数据单元。

每个数据包都包含带有源和目标 IP 地址的报头、协议规范字段、数据、尾部、协议版本等,尾部字段包含有关纠错和其他标识标志的信息。

我们举个电子邮件的例子,当用户点击“发送”按钮时,相关操作就会执行,消息将通过 OSI 模型层,直到到达应创建数据包的网络访问层。

我们将通过电子邮件发送的数据格式化为一个数据包,其中包含有关使用的协议、纠错、发送方和接收方的 IP 地址(分别为源和目标)以及电子邮件文本的信息:

3. 片段

在每个网络中,要传输的数据都有一个最大大小,称为MTU(最大传输单元),数据包通常可能大于最大大小,因此每个数据包也被分成更小的数据块,称为片段,网络层负责分片。

由于每个网络都有自己的 MTU 容量,因此传输需要对数据包进行分段,接收器将 IP 片段重新组合成数据包并将它们转发到更高层。

当网络层收到数据包时,它会检查数据包的 MTU,如果数据包长度大于 MTU,网络层会检查与数据包关联的Don't Fragment (DF)标志,如果 DF = 1,我们丢弃数据包,否则,网络层决定片段的大小,创建头部,将片段封装在头部中,并将它们发送到下一层:

继续以电子邮件为例,假设其数据包的大小为 1000 字节,并且传输单元的最大大小等于 300 字节,则在这种情况下,数据包将被分成几部分,如下所示:

4. 框架

就像数据包一样,帧是网络中消息的一小部分,它有助于识别数据并确定其解码和解释方式,数据包和帧之间的主要区别在于与 OSI 层的关联。

数据包是网络层中使用的数据单位,而帧是OSI 模型的数据链路层中使用的数据单位,一个帧比一个数据包包含更多关于传输消息的信息。

在组网中,存在两种类型的帧:定长帧和变长帧。

在定长帧中,帧的大小用作分隔符,因此不需要为帧设置边界。

在可变长度帧中,很难确定帧的开始和结束,因此,必须定义帧的开始和结束。

帧与数据包没有太大区别,它们包含有关数据的更多信息,成帧过程包括在数据包中添加一些额外的字节,将其转换为帧:

5. 数据报

数据报表示网络中传输的数据单元,在网络中传输的数据被分成更小的部分,称为数据报。

在数据报中,我们经常分割数据并在没有预定义路由的情况下从源传输到目的地,我们也不能保证交付到接收端的顺序。

虽然TCP使用的面向连接的协议的数据包,数据包在使用UDP,使其携带的信息较少,因为他们并不需要有从目的地的响应消息。

传输层使用数据报作为传输数据的单位。数据报包括报头、目标和源的 IP 地址以及数据。

数据报的问题在于它无法管理后续或先前的数据通信,同样对于单次传输,数据报最多可以容纳65535 非常小的数据字节。

在我们使用 UDP 协议发送电子邮件的情况下,将没有数据包而是数据报,传输的信息如下图所示:

6. 细分

一个段是一个数据包的碎片,每个数据包中都有一个 TCP 标头,除了源端口和目标端口外,它还包含校验和字段,以确保通过网络传输的数据的正确性,网段提高了网络性能的效率并提高了安全性。

如果我们用 TCP 连接发送电子邮件,那么传输层中存在的完成操作的数据就是一个段的例子,电子邮件数据包将变为:

7. 结论

在本教程中,我们介绍了计算机网络中的各种数据单元,我们通过示例详细讨论了数据单元,如数据包、片段、帧、数据报、段。

这些与 OSI 模型中的一层相关联的设计数据载体拥有独特的信息,允许它们中的每个人在 OSI 模型中完成非常特定的任务。

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