Đóng gói dữ liệu trên máy nguồn
Trên thiết bị đầu cuối muốn gửi dữ liệu, mối quan hệ giữa chương trình ứng dụng và các giao thức như sau:
- Chương trình ứng dụng chuẩn bị dữ liệu ở dạng chuỗi byte
- Chương trình chuyển chuỗi byte dữ liệu cho giao thức TCP hoặc UDP.
- TCP hoặc UDP sẽ tạo PDU riêng dựa trên dữ liệu của ứng dụng và chuyển tiếp cho giao thức IP.
- Giao thức IP tạo packet (dựa trên dữ liệu do TCP hoặc UDP chuyển xuống) và chuyển xuống cho card mạng.
- Card mạng tạo frame (dựa trên dữ liệu của IP đưa xuống) và chuyển thành tín hiệu đưa lên đường truyền.
Sau đây là chi tiết các bước.
1. Chuyển dữ liệu người dùng về chuỗi byte
Dữ liệu người dùng là dữ liệu do người dùng tạo ra hoặc dữ liệu phục vụ cho người dùng thông qua phần mềm. Dữ liệu người dùng tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, như văn bản, số, logic (boolean), object, video, audio, ảnh.
Dữ liệu người dùng cần được phần mềm biến đổi về dạng chuỗi byte. Đây là yêu cầu bắt buộc vì tất cả các chương trình thực thi giao thức mạng đều chỉ chấp nhận xử lý các chuỗi byte. Cách biến đổi dữ liệu về chuỗi byte phụ thuộc vào từng loại dữ liệu người dùng cụ thể.
Từ đây về sau, tất cả những gì các giao thức tiếp theo xử lý đều là những mảng byte. Dữ liệu (người dùng) chỉ tồn tại đối với chương trình ứng dụng.
Chuỗi byte dữ liệu được chương trình chuyển xuống cho chương trình TCP/UDP theo cơ chế tương tự như việc gọi hàm và truyền tham số.
2. Đóng gói dữ liệu phục vụ truyền thông end-to-end
Truyền thông end-to-end do giao thức TCP hoặc UDP cung cấp. Tùy thuộc vào yêu cầu của ứng dụng mà có thể lựa chọn một trong hai giao thức này.
TCP (hoặc UDP) sẽ tạo PDU của riêng mình (TCP segment hoặc UDP datagram) bằng cách đặt PCI (TCP header hoặc UDP header) vào đầu chuỗi byte dữ liệu vừa nhận được.
TCP (hoặc UDP) tự động gọi và chuyển segment (datagram) cho IP.
Khi đóng gói segment hoặc dgram, giao thức TCP hoặc UDP phải sử dụng số cổng của tiến trình gửi và của tiến trình nhận. Hai số cổng này nằm trong phần header của segment hoặc dgram.
3. Đóng gói dữ liệu phục vụ truyền thông host-to-host
Truyền thông host-to-host do giao thức IP cung cấp. IP chế tạo PDU (packet) bằng cách đặt thêm IP header vào đầu chuỗi TCP segment (hoặc UDP dgram) vừa nhận được.
IP gọi và chuyển tiếp packet này tới card mạng.
4. Đóng gói dữ liệu phục vụ truyền thông trong LAN
Giả sử thiết bị đầu cuối này kết nối với mạng cục bộ Ethernet. Giao thức Ethernet sẽ tiếp nhận IP packet và chế tạo frame bằng cách thêm frame header (vào đầu) và frame trailer (vào sau IP packet).
Frame là đơn vị dữ liệu giao thức cuối cùng được đóng gói ở dạng số.
Card mạng sau đó sẽ chuyển frame thành tín hiệu và đưa lên đường truyền.
Tuy nhiên, việc tạo frame Ethernet có một số vấn đề, phụ thuộc vào đích tới của dữ liệu. Vấn đề truyền frame trong LAN sẽ được xem xét chi tiết ở phần sau.
Mở gói dữ liệu trên máy đích
Đối với thiết bị đầu cuối nhận dữ liệu, các bước diễn ra theo trình tự ngược lại so với ở thiết bị đầu cuối gửi dữ liệu. Cụ thể như sau:
- Tín hiệu được card mạng chuyển thành frame.
- Giao thức Ethernet cắt bỏ header và trailer của frame rồi chuyển phần SDU (chính là một IP packet) cho giao thức IP.
- Giao thức IP cắt bỏ phần header để lấy riêng phần SDU trong packet (chính là TCP segment hoặc UDP dgram chứa trong IP packet) rồi chuyển cho TCP (hoặc UDP).
- Chương trình gọi tới TCP/UDP để lấy chuỗi byte dữ liệu. Giao thức TCP/UDP tự động cắt bỏ phần header của mình để lấy riêng phần SDU chuyển cho chương trình.
- Chương trình chuyển đổi chuỗi byte dữ liệu thành dữ liệu người dùng.
