การห่อหุ้มข้อมูลของคุณ

เมื่อข้อมูลเคลื่อนลงตามลำดับชั้นโพรโทคอลเพื่อเตรียมส่ง แต่ละชั้นจะเพิ่มข้อมูลควบคุมของตนเอง กระบวนการนี้เรียกว่า การห่อหุ้ม เช่นเดียวกับการใส่จดหมายลงในซองหนึ่ง แล้วใส่ซองนั้นลงในซองที่ใหญ่กว่า และใส่ลงในถุงไปรษณีย์อีกที แต่ละชั้นจะห่อข้อมูลด้วยส่วนหัวที่มีไว้สำหรับชั้นเดียวกันที่อยู่อีกฝั่ง การห่อหุ้มคือวิธีที่แบบจำลองแบบลำดับชั้นใช้เตรียมข้อมูลสำหรับเครือข่ายจริง ๆ

ข้อมูลที่แต่ละชั้นเพิ่มเข้ามาส่วนใหญ่คือ ส่วนหัว ซึ่งเป็นบล็อกข้อมูลควบคุมขนาดเล็กที่วางไว้ด้านหน้าข้อมูลบรรทุก ส่วนหัวจะบอกชั้นที่ตรงกันฝั่งรับว่าต้องจัดการข้อมูลอย่างไร เช่น ข้อมูลกำลังไปที่ใด ใช้โพรโทคอลใด และรายละเอียดอื่น ๆ บางชั้นยังเพิ่ม ส่วนท้าย ไว้หลังข้อมูลด้วย ส่วนหัวคือคำสั่งที่ทำให้การส่งข้อมูลทำงานได้

การห่อหุ้มเริ่มต้นที่ ชั้นแอปพลิเคชัน ซึ่งเป็นจุดสร้างข้อมูลจริงของคุณ เช่น คำขอเว็บ ข้อมูลนี้จะถูกส่งลงไปยังชั้นขนส่งเพื่อเริ่มการเดินทาง ในตอนแรกข้อมูลมีเพียงตัวข้อความเองและยังไม่มีส่วนหัวเครือข่าย แต่ละชั้นที่อยู่ด้านล่างจะเพิ่มสิ่งที่จำเป็นขณะที่ข้อมูลเคลื่อนลงตามลำดับชั้นไปยังสายสัญญาณ

ที่ ชั้นขนส่ง จะมีการเพิ่มส่วนหัวซึ่งประกอบด้วย หมายเลขพอร์ต และสำหรับ TCP จะมีข้อมูลลำดับกับการรับทราบด้วย ข้อมูลรวมกับส่วนหัวนี้เรียกว่า เซกเมนต์ (TCP) หรือดาตาแกรม (UDP) ส่วนหัวนี้ช่วยให้ข้อมูลไปถึงแอปพลิเคชันที่ถูกต้อง และสำหรับ TCP ยังช่วยให้ข้อมูลไปถึงปลายทางอย่างเชื่อถือได้และเรียงตามลำดับ

ถัดมา ชั้นอินเทอร์เน็ต จะเพิ่ม ส่วนหัว IP ซึ่งมี ที่อยู่ IP ต้นทางและปลายทาง ผลลัพธ์เรียกว่า แพ็กเก็ต ส่วนหัวนี้ช่วยให้เราเตอร์ส่งข้อมูลข้ามเครือข่ายไปยังอุปกรณ์ที่ถูกต้อง ขณะนี้เซกเมนต์ของชั้นขนส่งถูกห่ออยู่ภายในแพ็กเก็ตและซ่อนเป็นข้อมูลบรรทุกสำหรับชั้น IP ซึ่งอ่านเฉพาะส่วนหัวของตนเอง

ท้ายที่สุด ชั้นลิงก์ จะเพิ่มส่วนหัวที่มี ที่อยู่ MAC และส่วนท้ายที่ใช้ตรวจสอบข้อผิดพลาด ทำให้เกิดเป็น เฟรม เฟรมคือสิ่งที่ถูกส่งออกไปบนสายเคเบิลหรืออากาศในรูปบิตจริง ๆ เมื่อแต่ละชั้นเพิ่มส่วนห่อหุ้มของตนเองแล้ว ข้อมูลต้นฉบับก็ถูกห่อหุ้มอย่างสมบูรณ์และพร้อมส่งผ่านสื่อท้องถิ่น

ข้อมูลที่ถูกห่อหุ้มในแต่ละขั้นจะมีชื่อเฉพาะของชั้นนั้น ๆ โดยเรียกรวมกันว่า หน่วยข้อมูลโพรโทคอล ลำดับคือ ข้อมูล (แอปพลิเคชัน), เซกเมนต์ (ชั้นขนส่ง), แพ็กเก็ต (ชั้นอินเทอร์เน็ต) และ เฟรม (ชั้นลิงก์) การรู้ชื่อเหล่านี้ทำให้ทราบได้ทันทีว่ากำลังพูดถึงชั้นใด เมื่อมีคนพูดว่าแพ็กเก็ต หมายถึงชั้นอินเทอร์เน็ต ส่วนเฟรมหมายถึงชั้นลิงก์

ในทุกชั้น ข้อมูลที่ส่งลงมาจากชั้นด้านบนจะกลายเป็น ข้อมูลบรรทุก และมีการเพิ่มส่วนหัวใหม่ไว้ด้านหน้า ชั้นหนึ่งจะมองทุกสิ่งจากชั้นด้านบนเป็นข้อมูลบรรทุกที่อ่านรายละเอียดภายในไม่ได้ และสนใจเฉพาะส่วนหัวของตนเองเท่านั้น การซ้อนกันเช่นนี้ ซึ่งแต่ละชั้นไม่สนใจรายละเอียดภายใน ทำให้ชั้นต่าง ๆ เป็นอิสระต่อกันและการออกแบบเป็นระเบียบ

ที่อุปกรณ์ปลายทางรับ กระบวนการจะย้อนกลับ เรียกว่า การแกะห่อหุ้ม เมื่อข้อมูลเคลื่อนขึ้นตามลำดับชั้น แต่ละชั้นจะอ่านและนำส่วนหัวของตนเองออก แล้วส่งข้อมูลบรรทุกต่อให้ชั้นด้านบน ชั้นลิงก์จะถอดเฟรมออก ชั้นอินเทอร์เน็ตจะถอดส่วนหัว IP และดำเนินต่อไปเช่นนี้จนข้อมูลต้นฉบับไปถึงแอปพลิเคชัน ห่อหุ้มขาลง แกะห่อหุ้มขาขึ้น

การห่อหุ้มคือสิ่งที่ทำให้เครือข่ายแบบลำดับชั้นทำงานได้จริง แต่ละชั้นจึงทำหน้าที่ของตนเองโดยใช้เฉพาะส่วนหัวของตน ขณะเดียวกันก็ส่งต่อชั้นด้านบนโดยไม่เปลี่ยนแปลง นี่เป็นเหตุผลที่คุณเปลี่ยนชั้นหนึ่งได้โดยไม่ทำให้ชั้นอื่นเสียหาย และเป็นเหตุผลที่ปัญหาเครือข่ายมักซ่อนอยู่ในส่วนหัว การอ่านส่วนหัวที่ชั้นถูกต้องเป็นทักษะหลักในการแก้ไขปัญหา

การห่อหุ้ม จะเพิ่มส่วนหัว (และบางครั้งเพิ่มส่วนท้าย) ในแต่ละชั้นขณะที่ข้อมูลเคลื่อนลงมา ดังนี้ ข้อมูล กลายเป็น เซกเมนต์ จากนั้นเป็น แพ็กเก็ต และต่อมาเป็น เฟรม ที่พร้อมส่งไปตามสายสัญญาณ เมื่อถึงปลายทาง การแกะห่อหุ้ม จะถอดส่วนหัวแต่ละส่วนออกตามลำดับย้อนกลับระหว่างที่ข้อมูลเคลื่อนขึ้น แต่ละชั้นอ่านเฉพาะส่วนหัวของตนเองและมองส่วนที่เหลือเป็นข้อมูลบรรทุก ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้เครือข่ายแบบลำดับชั้นนำไปใช้ได้จริง

ลำดับหน่วยข้อมูลที่ถูกต้องขณะที่ข้อมูลถูกห่อหุ้มจากด้านบนลงด้านล่างคืออะไร

การห่อหุ้ม จะห่อข้อมูลด้วย ส่วนหัว (และบางครั้งมีส่วนท้าย) ในแต่ละชั้นขณะที่ข้อมูลเคลื่อนลงตามลำดับชั้น หน่วยข้อมูลจะเปลี่ยนจาก ข้อมูล (แอปพลิเคชัน) เป็น เซกเมนต์ (ชั้นขนส่ง เพิ่มพอร์ต) เป็น แพ็กเก็ต (ชั้นอินเทอร์เน็ต เพิ่มที่อยู่ IP) และเป็น เฟรม (ชั้นลิงก์ เพิ่มที่อยู่ MAC และการตรวจสอบข้อผิดพลาด) เมื่อถึงปลายทาง การแกะห่อหุ้ม จะถอดส่วนหัวแต่ละส่วนออกระหว่างที่ข้อมูลเคลื่อนขึ้น แต่ละชั้นอ่านเฉพาะส่วนหัวของตนเอง