HCNA（了解我们发送数据后数据的传输过程1）

第一章 网络通信基础

1.1 通信与网络

通信的概念我们并不陌生，在人类社会的起源和发展过程中，通信就一直伴随我们。一般认为，20世纪七、八十年代，人类社会已进入到信息时代，对于生活在信息时代的我们，通信的必要性和重要性是不言而喻的。

通信古已有之，“烽火戏诸侯”“鸿雁传书”“八百里急报”等这些大家耳熟能详的故事就是与古代的通信技术紧密相关的。但今天我们所说的通信，一般是指电报、电话、广播、电视、网络等现代化的通信技术。下面所说的通信，如无特别说明，是指通过诸如互联网这样的计算机网络所进行的通信，亦即网络通信。

看完本节内容后，我们应该能够；

（1）了解通信的基本概念及其终极目的；

（2）了解网络通信的一些基本特征；

（3）了解对信息进行封装和解封装的原因。

（4）了解网络通信中的一些常用术语。

1.1.1什么是通信

“通信”一词中，“通”者，传递与交流也；“信”者，信息也。所谓通信，就是指人与人、人与物、物与物之间通过某种媒介和行为进行的信息传递与交流。通信技术的最终目的是为了帮助人们更好地沟通和生活。

如图1-1所示，两台计算机通过一根网线相连，变组成了一个最简单的网络，如果A想从B那里获得“B。Mp3”这首歌曲，那该怎么办呢？很简单，让两台计算机运行合适的文件传输软件并单击几下鼠标就OK了。

图1-2所示得网络稍微复杂一些，它是由一台路由器和多台计算机组成。在这样的网络中，通过路由器的中转作用，每两台计算机之间都可以自由地传递文件。

如图1-3所示，当A希望从某个网址获取A.Mp3时，A必须接入Internet，然后在能下载所需要的歌曲。

Internet的中文译名有很多，如因特网、互联网、网际网等。Internet是目前世界上最大的计算机网络，其前身是诞生于1969年的ARPAnet（Advanced Research Projects Agency Network）。Internet的广泛普及和应用是当今信息时代的标志性内容之一。

1.1.2快递与网络通信

为了形象的理解信息这种虚拟存在的传递过程，我们先了解一下日常生活中经常会接触到的物品快递服务，图1-4示意了从某省会城市到另一省会城市的物品快递的各个主要步骤。

虚拟信息的传递过程与真实物品传递过程有许多相似之处。在比较过程中，我们引入了一些网络通信的常用术语。

序号 物品快递 网络信息

1 发货人准备好需要快递的物品 应用程序生成需要传递的信息（或称数据）

2 发货人是用纸盒将物品包装起来 应用程序包将数据打包成原始的“数据载荷”

3 发货人将纸盒装入快递员提供的塑料袋，填写快递单 在原始的数据载荷的前后分别加上“头部”和“尾部

并粘贴在袋子表面，形成包裹 形成“报文”。报文头部中最重要的信息是接受者的

快递单上最重要的内容是收货人的姓名和地址 地址信息，亦即“目的地址”

在一个信息单元的基础上，增加一些新的信息段

使其成为一个新的信息单元，这个过程称为“封装”

4 快递员收货，将包裹装入三轮车，并通过公路

运送到集散中心。 报文通过网线到达计算机的“网关”。网线所起的作

虽然三轮车中装有许多去往不同目的地的包裹 用跟公路一样，它是信息传输的介质

但是三轮车只负责运送到集散中心。升息的传

递过程由集散中心继续负责进行

5 三轮车到达集散中心后，包裹从三轮车取出。集 网关收到报文后，对其进行“解封装”读取其目的地

散中心根据包裹上填写的目的地址进行分检，将 址，然后再重新分装，并根据目的地址的不同决

去往同一城市的物品装入汽车，并开往机场 定发往不同的“路由器”

6 汽车到达机场后，进行卸货和装货。飞机装载着 通过网关及路由器的传递，报文最终离开本地网

去往同一城市的包裹分向天空 络进入Internet的干道进行传输。

7 飞机抵达目的机场后，包裹从飞机中取出并进行 报文经过Internet干道的传输，到达目的地之所在

分检，将去往同一地区的包裹装入响应集散中心 的本地网络。 本地网络的网关或路由器对报文

的汽车。 文进行解封装和封装，并根据目的地址决定发

往相同的下一台路由器。

8 汽车到达集散中心后，集散中心线进行卸货，然 报文到达目的计算机所在网络的网关，被解

后根据包裹上的目的地址进行分拣，将去往同一 封装和封装，然后根据目的地址发往相应的

大楼的物品装入快递员的三轮车 计算机

9 快递员送货上门。收货人拆开塑料袋及纸盒，确认 计算机收到报文后，对报文进行校验处理。

物品完好无损后收下。整个快递过程完成。 校验无误后，接收下报文，并将其中数据

载荷交由相应的应用程序进行处理。一次 完整的网络通信过程便告结束。

通过比较，我们可以发现快递服务与网络通信在传递/传输技术上的共同点

序号 物品快递 网络通信

1 传递过程中需要不同的交通工具，有时需要在公路上 不同的传输介质适合于不同的通信场合，传

传递，有时还要在空中传递 输介质有时是网线，有时是光纤，有时甚至

就是空间本身。但是，传输介质的变化不会

改变需要传递的信息本身。

2 传递过程中通常需要设立若干个中转站进行接力传递 远距离网络通信一般都需要多个网络设备进

比如快递员、集散中心、机场等。所有的中转站都可 行接力传输完成。根据信息中所标记的“目

可以根据包裹上填写的地址找到正确的传递方向。 的地址”所有网络设备都可以正确地决定下一

步该向那里进行传输。

3 在整个传递的过程中，物品需要包装和拆包装，包裹 对物品进行多次封装和解封装，主要有两个

需要多次装载和卸货。这些操作类似于对信息的封装 目的：

和解封装 给信息补充一下标记，帮助网络设 备证确判断该如何对信息进行处 （就像 粘贴快递单一样）为了适应不同的传输 介质和传输协议（就想要先将包裹 从三 轮车中卸下来，再装入汽车一样，而不 能将三轮车全部塞入汽车）

4 没一个中转站只需要关注自己所负责的那一段路程，而 各个网络设备都只需要完成信息在某一段

无需关注包裹的整个传递过程。 距离范围内的正确传输。上一站只需要

比如，快递员只需要负责将包裹正确的传递到集散中心 负责见信息传递给正确的下一站，下一

即可，无需关心后面如何处理包裹 站只需要将信息传递给下下一站，如此

等等

采用快递服务这样的比喻，仅仅是便于大家对网络通信有一个直观儿形象的认识读者不必纠结于二者在对比过程的一些细节问题，因为比喻毕竟是比喻，网络通信与快递服务之间的许多细节特征无法满足精确的一一对应关系。

1.1.3 一些常见的术语

术语 解释和说明

数据载荷 根据快递服务的比喻，我们将数据载荷理解为最终想要传递的信息。而实际上，在具有层次化结构的网络通信过程中，上一层协议传递给下一层协议的数据单元（报文）都可以称之为下一层协议的数据载荷。

报文 报文是网络中交换与传输的数据单元，它具有一定的内在格式，并通常都具有头部+数据载荷+尾部的基本结构。在传输过程中，报文的格式和内容可能会发生改变。

头部 为了更好的传递信息，在组装报文时，在数据载荷的前面添加的信息段统称为报文的头部

尾部 为了更好的传递信息，在组装报文时，在数据载荷的前面添加的信息段统称为报文的尾部

注意，很多报文没有尾部的。

封装 对数据载荷添加头部和尾部，从而形成新的报文的过程

解封装 解封装是封装的逆过程，也就是去掉报文的头部和尾部，获取数据载荷的过程

网关 网关是在采用不同体系结构或协议的网络之间进行互通时，用来进行协议转换、路由选择、数据交换等功能的网络设备。网关是一种根据其部署位置和功能而命名的术语，而不是一种特定的设备类型

路由器 简单地讲，路由器就是为报文选择传递路径的网络设备。

关于通信和网络，内容就这么多，后续还会更新OSI模型和TCP/IP模型直到整个HCNA全部内容，有兴趣的小伙伴可以关注一下，尽量每天都更新，让我们大家一起进步！