数据包封装过程

通过私有网段IP地址的实例,详细讲解网络数据包从应用层到物理层的封装过程,包括IP路由、MAC地址变化和各层协议的作用。

我们以 10网段私有IP地址 为例(比如你家/公司内网),重新还原整个过程,重点标注源IP和目的IP:


📦 快递运输过程(10网段IP版)

假设你的电脑IP是 10.0.0.2,要访问公司内网的服务器IP 10.20.1.100,流程如下:

1. 应用层(对话)

你的浏览器(Chrome) • 源IP:10.0.0.2(你的电脑) • 目的IP:10.20.1.100(公司服务器) • 请求内容:“请给我首页HTML文件”(写在快递单上的文字)

2. 运输层(拆包+贴标签)

TCP协议处理 • 源端口:随机生成(比如54321,你的浏览器门牌号) • 目的端口:80(默认HTTP服务的门牌号) • 动作:把"首页请求"拆成多个小包裹,每个包裹标注顺序号(类似快递箱编号1/3、2/3、3/3)

3. 网络层(找路)

路由器N1(你的网关) • 源IP:10.0.0.2 • 目的IP:10.20.1.100 • 查路由表:“去往10.20.0.0/16网段,下一跳是路由器N2(IP 10.0.0.1)” • 类似快递分拣员:“这个包裹是10.20网段的,走3号通道到N2!”

4. 数据链路层(卡车运输)

从电脑到路由器N1 • 源MAC地址:AA:BB:CC:DD:EE:01(你的电脑网卡) • 目的MAC地址:AA:BB:CC:DD:EE:02(路由器N1的接口) • 动作:通过网线/WiFi传输(卡车运输)

5. 物理层(信号传输)

• 网线中的电信号或WiFi的无线电波,把二进制数据流(01101000...)从电脑传到路由器N1。


🌐 完整路径(含IP)

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你的电脑 (10.0.0.2) → 路由器N1 → 路由器N2 → 公司服务器 (10.20.1.100)
  1. 应用层:浏览器发起请求 → 服务器返回网页
  2. 运输层:TCP通过端口(源端口)54321→80(目标端口)保证数据顺序
  3. 网络层:IP地址(源IP)10.0.0.2→10.20.1.100(目标IP)指引方向
  4. 数据链路层:MAC地址逐段接力传输(每经过一个路由器,源/目的MAC都会改变)
  5. 物理层:网线/WiFi承载光/电信号

💡 关键点

  1. IP地址的作用: • 类似快递收件地址,网络层靠IP地址决定包裹往哪送 • 10.x.x.x是私有IP(类似公司内部房间号),仅在局域网内使用
  2. MAC地址的作用: • 类似卡车车牌号,数据链路层靠MAC地址完成"最后一公里"配送 • 每经过一个路由器(N1→N2),MAC地址都会更新,但IP地址始终不变
  3. 为什么用10网段? • 私有IP地址(10.0.0.0~10.255.255.255)专用于内网 • 避免和公网IP冲突,适合企业/家庭内部通信