L’encapsulation des données dans les réseaux a un rôle crucial à jouer pour permettre une communication efficace entre l’ordinateur source et l’ordinateur destinataire.
Son processus inverse, la désencapsulation, est également essentiel à cette fin. Ces deux processus fonctionnent simultanément pour assurer une communication et un flux de données corrects sur un réseau.
Lorsque les utilisateurs veulent accéder à certaines données sur leur ordinateur, il leur suffit de saisir quelques mots clés et le résultat s’affiche en quelques instants.
Mais beaucoup de choses se passent en coulisses et à une vitesse exceptionnelle. Leur réseau et ses composants sont occupés à obtenir les informations que les utilisateurs ont demandées.
Et pourtant, la plupart des gens n’ont qu’une vague idée des mécanismes qui fonctionnent en arrière-plan pour accomplir leur travail. En réalité, les réseaux, les composants et les concepts connexes jouent un rôle important dans la vie quotidienne des utilisateurs modernes.
Dans cet article, j’aborderai l’encapsulation et la désencapsulation afin de me rapprocher des concepts de mise en réseau.
Commençons !
Que sont l’encapsulation et la désencapsulation des données ?
L’encapsulation desdonnées: Dans le domaine des réseaux, l’encapsulation des données consiste à ajouter des informations supplémentaires à un élément de données lorsqu’il voyage dans le modèle de réseau OSI ou TCP/IP, d’une source à une destination, afin de lui conférer des caractéristiques supplémentaires.
Grâce à l’encapsulation des données, des informations de protocole sont ajoutées à l’en-tête ou au pied de page des données afin d’assurer une transmission correcte des données. Elle a lieu du côté de l’expéditeur, de la couche application à la couche physique. Chaque couche reçoit les informations encapsulées de la couche précédente et ajoute des données supplémentaires pour les encapsuler davantage, puis les envoie à la couche suivante.
Ce processus peut inclure la détection des erreurs, le séquençage des données, le contrôle de la congestion, le contrôle du flux, le routage des données, etc.
Désencapsulation des données: C’est l’inverse de l’encapsulation des données. Les données encapsulées sont retirées des données reçues lorsqu’elles passent de la couche physique à la couche application du côté du récepteur pour obtenir l’information originale.
Ce processus se déroule dans la même couche que la couche encapsulée du côté de l’expéditeur. Les informations d’en-tête et de fin nouvellement ajoutées sont ensuite éliminées des données.
En fin de compte, les données sont encapsulées du côté de l’expéditeur dans chaque couche, puis désencapsulées du côté du destinataire dans la même couche du modèle de réseau TCP/IP ou OSI.
Qu’est-ce qu’une unité de données de protocole (PDU) ?
Une unité de données de protocole (PDU) désigne les données de contrôle jointes à un élément de données à chaque couche du modèle OSI ou TCP/IP pendant la transmission des données. Ces informations sont ajoutées à l’en-tête de l’élément de données, mais à la fin ou à la fin de l’élément.
Ainsi, chaque couche du modèle de réseau utilise le PDU pour interagir et échanger des données avec la couche voisine. Ces PDU sont encapsulés en les ajoutant aux données à chaque couche. Chaque PDU reçoit un nom basé sur les données qu’il contient. La couche voisine située à la destination ne peut que lire les données avant qu’elles ne soient retirées et transmises à la couche suivante.
Les PDU dans le modèle OSI
Comme nous l’avons vu plus haut, chaque couche du modèle OSI attribue un nom à la PDU. En fait, différents termes sont utilisés pour les données encapsulées dans les différentes couches des différents modèles, comme le montre le tableau ci-dessous.
Dans la couche Application du réseau TCP/IP et dans les couches Application, Présentation et Session du modèle OSI, elles sont simplement appelées “données”, mais dans d’autres couches des deux modèles, c’est différent.
| Terme encapsulé | Couches OSI | Couches TCP/IP |
| Données | Application | Application |
| Données | Présentation | – |
| Données | Session | – |
| Segment | Transport | Transport |
| Paquet | Réseau | Internet |
| Trame | Liaison de données | Liaison de données |
| Bits | Physique | Physique |
Comprenons-les un par un en détail et leur importance dans les réseaux.
PDU de la couche transport
Dans la couche transport, l’unité de données de protocole est appelée “segment”. La couche crée l’en-tête et l’associe ensuite à un élément de données. L’unité de données contient les données qui seront utilisées par l’hôte distant pour réassembler tous les éléments de données.
Ainsi, un en-tête avec des données au niveau de la couche transport est appelé un segment que la couche transfère à la couche suivante (couche réseau) pour un traitement plus approfondi.
PDU de la couche réseau
Le PDU de la couche réseau est appelé “paquet”. La couche réseau crée également un en-tête pour chaque segment qu’elle reçoit de la couche transport. L’en-tête contient les données relatives au routage et à l’adressage.
Une fois que la couche réseau a créé l’en-tête, elle l’attache au segment. C’est à ce moment-là que l’élément de données devient le paquet, qui passe ensuite à la couche suivante.
PDU de la couche liaison de données
Dans cette couche, le PDU est appelé “trame”. La couche liaison de données reçoit le paquet de la couche précédente et crée un en-tête et une fin pour chaque paquet reçu. L’en-tête contient les données de commutation telles que l’adresse de l’ordinateur source, l’adresse de l’ordinateur de destination, etc. D’autre part, le trailer contient des données sur les paquets de données corrompues.
La couche liaison de données attache les informations d’en-tête et de fin au paquet. L’unité de données devient alors une trame qui sera envoyée à la couche suivante (couche physique).
PDU de la couche physique
Le PDU de la couche physique est connu sous le nom de “bit”. La couche physique reçoit la trame de la couche précédente et la convertit dans un format exploitable par un support de transmission. Un bit n’est rien d’autre que ce format.
Comment fonctionne l’encapsulation ?
L’encapsulation s’applique à une unité de données ou à un paquet, à ses points de départ et d’arrivée. Sa partie initiale est l’en-tête, tandis que sa partie finale est la bande-annonce. Les données situées entre l’en-tête et la fin sont appelées charge utile.
L’en-tête d’un paquet contient des données dans ses premiers octets, marquant le début du paquet et identifiant les informations transportées. Le paquet passe ensuite de l’ordinateur source à l’ordinateur de destination. L’en-tête contient également des données basées sur le protocole utilisé, car chaque protocole a un format défini.
En outre, la fin du paquet indique à l’ordinateur destinataire qu’il a atteint la fin du paquet. Elle peut contenir une valeur de contrôle d’erreur utilisée par l’appareil pour confirmer qu’il a reçu le paquet complet ou non.
Le processus d’encapsulation étape par étape :
Étape 1: La couche Application, Présentation et Session du modèle OSI ou la couche Application du modèle TCP/IP prend les données de l’utilisateur sous forme de flux de données. Elle encapsule ensuite les données et les transmet à la couche suivante, à savoir la couche Transport. Toutefois, cela ne signifie pas qu’elle ajoute nécessairement un en-tête ou un pied de page à ces données. Elle est spécifique à l’application et n’ajoute que l’en-tête ou le pied de page dont elle a besoin.
Étape 2: Lorsque les données passent à la couche Transport dans les modèles TCP/IP et OSI, cette couche utilise le flux de données provenant des couches supérieures et le divise en plusieurs morceaux. Cette couche procède à l’encapsulation des données en ajoutant un en-tête approprié à chaque élément de données appelé segment. L’en-tête ajouté contient des informations de séquençage, de sorte que les segments sont réassemblés du côté du récepteur.
Étape 3 : L’élément de données auquel ont été ajoutées des informations d’en-tête passe maintenant à la couche suivante, appelée couche réseau (modèle OSI) ou couche internet (modèle TCP/IP). Cette couche reprend les segments de la couche précédente et procède à l’encapsulation en ajoutant les informations de routage nécessaires pour que les données soient acheminées correctement. Après l’encapsulation, les données deviennent un datagramme ou un paquet dans cette couche.
Étape 4: Le paquet de données passe maintenant à la couche de liaison de données dans le modèle TCP/IP ou OSI. Cette couche prend le paquet et l’encapsule en y attachant un en-tête et un pied de page. À ce stade, l’en-tête contient des informations de commutation qui garantissent que les données parviennent correctement au composant matériel récepteur. En revanche, le pied de page contient des données relatives à la détection et à l’atténuation des erreurs. À ce stade, les données deviennent une trame, qui passe à la couche finale.
Étape 5 : La trame de données provenant de la couche de liaison de données passe maintenant à la couche physique dans le modèle TCP/IP ou OSI. Cette couche l’encapsule en convertissant les données en bits ou en signaux de données.
Comment fonctionne la désencapsulation ?
La décapsulation fonctionne dans l’ordre inverse de l’encapsulation, de la couche physique à la couche application du modèle OSI ou TCP/IP. Toutes les informations supplémentaires ajoutées aux données lors de l’encapsulation du côté de l’expéditeur seront supprimées lors de leur acheminement vers le côté du destinataire.
Voici le processus de décapsulation, étape par étape :
Étape 1: Les données encapsulées dans la couche physique, appelées bits ou signaux de données, seront prises par la couche pour les désencapsuler. Les données deviennent alors une trame de données, qui sera transmise à la couche supérieure ou couche de liaison de données.
Étape 2: La couche liaison de données prend ces trames de données et les désencapsule. La couche vérifie également si l’en-tête de la trame de données correspond au bon matériel. Si la trame de données correspond à une destination erronée ou incorrecte, elle sera rejetée. Si la destination est correcte, la couche vérifie les informations contenues dans la bande-annonce de la trame de données.
Si elle trouve une erreur dans la bande-annonce ou dans les données, elle demande la retransmission des données. Mais si la bande-annonce contient les informations correctes, la couche la désencapsule pour former un datagramme ou un paquet de données, puis la transmet à la couche supérieure.
Étape 3 : Le paquet de données provenant de la couche Liaison de données passe maintenant à la couche Internet (modèle TCP/IP) ou à la couche Réseau (modèle OSI). La couche prend le paquet pour le désencapsuler et former un segment de données.
La couche vérifie l’en-tête du paquet pour y trouver des informations de routage si le paquet est acheminé vers la bonne destination. S’il n’est pas correctement acheminé, le paquet de données sera rejeté. Mais s’il contient les bonnes informations de routage, la couche le désencapsule et l’envoie à la couche supérieure, c’est-à-dire la couche transport.
Étape 4: Les segments de données provenant de la couche Internet ou de la couche réseau sont transmis à la couche transport, tant dans le modèle TCP/IP que dans le modèle OSI. La couche transport prend les segments et vérifie leurs informations d’en-tête. Ensuite, elle commence à réassembler les segments et à former des flux de données, qui passent ensuite à la (aux) couche(s) supérieure(s).
Étape 5: Les flux de données de la couche transport atteignent la couche application dans le modèle TCP/IP. Dans le modèle OSI, ils atteignent la couche Session, la couche Présentation et enfin la couche Application. La ou les couches prennent les flux de données et les désencapsulent en ne transmettant que les données spécifiques à l’application à l’ordinateur ou aux applications du destinataire.
Avantages de l’encapsulation
Les avantages de l’encapsulation dans les réseaux sont les suivants :
#1. Sécurité des données
L’encapsulation permet d’accroître la sécurité et la confidentialité des données contre les accès non autorisés. Vous savez à quel point la protection des données est importante dans le scénario actuel. Vous pouvez ainsi éviter les risques en ligne tels que le vol de données, les attaques, etc. En outre, vous pouvez donner accès à n’importe quel niveau spécifié d’utilisateurs sans complexité.
#2. Des données fiables
L’encapsulation garantit l’intégrité des données de base afin qu’elles ne puissent pas être altérées par un code client. Elle détermine également si les informations de base sont visibles par des objets externes. En l’absence d’encapsulation des données, même une petite modification des données peut endommager le réseau.
#3. Caractéristiques et fonctionnalités ajoutées
Dans l’encapsulation, les données sont ajoutées dans différentes couches. Cela permet d’ajouter des caractéristiques et des fonctionnalités à la transmission de données entre l’expéditeur et le destinataire sur un réseau. Ces caractéristiques et fonctionnalités peuvent être le contrôle du flux de données, le routage, la détection des erreurs, le séquençage des données, etc. Cela permet également de rendre la transmission des données correcte et efficace.
#4. Communication efficace
L’encapsulation et la désencapsulation se déroulent simultanément dans un réseau. L’encapsulation est exécutée du côté de l’expéditeur, tandis que la désencapsulation est effectuée du côté du destinataire. Cela rend la communication plus efficace, ce qui est essentiel à la fois pour le destinataire et pour l’expéditeur.
#5. Maintenance aisée
Des erreurs peuvent se produire à tout moment pour une raison ou une autre, entraînant une interruption de la transmission des données entre les deux extrémités. Mais l’encapsulation des données permet de sécuriser la connexion et d’éviter la falsification des données. Les informations essentielles restent donc sécurisées, ce qui réduit les risques d’erreur et facilite la maintenance.
Conclusion
L’encapsulation et la désencapsulation des données sont des aspects importants de la mise en réseau. Ces techniques garantissent la bonne circulation des données au sein du réseau avec une meilleure sécurité des données, une plus grande confidentialité, une plus grande fiabilité et une communication plus efficace.