1.3 数据封装与OSI参考模型

数据在网络上传输需要进行一些处理。如同运输货物时需要对货物进行包装一样，一方面起到保护的作用；另一方面要告诉承运方如何处理，如要在包装箱外面写上地址，告诉承运方货物到达的目的地。当收货人收到货物后，需要打开包装才能拿到货物。

数据的传输也类似于货物的运输。为了使数据能够被顺利、正确地传送到目的地，也需要对数据进行包装，称为数据的封装（Encapsulation）。在发送端，数据的封装是按照OSI参考模型自上而下层层封装的，每层都会添加一些特定的控制数据传输的信息，称为包头，如图1-6所示。

从应用层来的数据流到达传输层时，被分割成一个个便于传输的数据段，传输层对每个数据段单独进行封装，然后再传给网络层。网络层把上层传递下来的整个内容——包含数据和包头，看做自己的数据再次对其封装。数据链路层把来自网络层的数据包再次封装，这次不但增加了帧头，还在尾部增加了帧的附加部分（Trailer），这部分携带的是数据的校验值。

经过层层封装的数据在物理层以比特流的方式传送出去。

因为每一层所完成的任务不同，所以每层加入的信息也不相同，这也正是为什么要进行多层封装的原因。

图1-6 数据的封装

在接收端，主机要想知道对方传输来的真实信息，需要自下而上一层一层地把包头和尾去掉，最终复原数据，这个过程叫解封装。

在特定层次上的包含数据和包头的数据单元称为协议数据单元（Protocol Data Unit，PDU），并给它们命名，传输层以上的PDU称为数据；由于在传输层对数据进行了分段，所以第4层的PDU称为“段”（Segment）；网络层的PDU称为数据包（Packet）；数据链路层的PDU称为帧（Frame）；物理层的PDU称为比特（Bit）。

组网使用的集线器仅对比特进行处理，因此被称为物理层设备（1层设备）；交换机可以识别数据帧头中的信息，因此被称为2层设备；路由器是根据数据包中的逻辑地址进行数据转发的，因此被称为3层设备。某些高档设备可以同时处理不同层次上的PDU，因此被称为多层设备。例如，现在广泛使用的3层交换机，既可以处理帧，也可以处理数据包。