Comment fonctionne l'encapsulation dans les réseaux ?

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 de destination.

Et son processus inverse, la désencapsulation, est également essentiel dans le même but. Ces deux processus fonctionnent simultanément pour assurer une communication et un flux de données appropriés sur un réseau.

Lorsque les utilisateurs veulent accéder à certaines données sur leurs ordinateurs, il leur suffit de saisir quelques mots-clés et le résultat s'affiche en quelques instants.

Mais beaucoup de choses se passent dans les coulisses et à une vitesse exceptionnelle. Leur réseau et ses composants sont occupés à obtenir les informations demandées par les utilisateurs.

Et pourtant, la plupart des gens n'ont aucune idée des mécanismes qui fonctionnent en arrière-plan pour faire leur travail. En réalité, les réseaux, les composants et les concepts associés jouent un rôle important dans la vie quotidienne des utilisateurs modernes.

Dans cet article, j'aborderai l'encapsulation et la désencapsulation pour me rapprocher des concepts de mise en réseau.

Commençons!

What Are Data Encapsulation and De-Encapsulation?

Encapsulation de données: En réseau, l'encapsulation des données signifie ajouter plus d'informations à un élément de données lorsqu'il voyage dans l'OSI ou TCP / IP modèle de réseau d'une source à une destination afin de lui fournir des fonctionnalités supplémentaires.

Grâce à l'encapsulation des données, les informations de protocole sont ajoutées à l'en-tête ou au pied de page des données pour effectuer correctement la transmission des données. Il a lieu du côté de l'expéditeur, de la couche application à la couche physique. Ici, chaque couche reçoit les informations encapsulées de la précédente et ajoute plus de données pour les encapsuler davantage, et les envoie à la couche suivante.

Ce processus peut inclure la détection d'erreurs, le séquençage des données, le contrôle de la congestion, le contrôle des flux, le routage des données, etc.

Désencapsulation des données: C'est l'inverse de l'encapsulation des données. Les données encapsulées sont supprimées des données reçues tout en voyageant de la couche physique à la couche d'application du côté du récepteur pour obtenir les informations d'origine.

Ce processus se produit au niveau de 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 récepteur dans la même couche du modèle de réseau TCP/IP ou OSI.

What Is a Protocol Data Unit (PDU)?

L'unité de données de protocole (PDU) fait référence aux données de contrôle attachées à un élément de données à chaque couche du modèle OSI ou TCP/IP pendant la transmission des données. Cette information est ajoutée à l'en-tête de champ de l'élément de données mais à sa fin ou à sa fin.

Ainsi, chaque couche du modèle de réseau utilise le PDU pour interagir et échanger des données avec sa couche voisine. Ces PDU sont encapsulés en les ajoutant à chaque couche des données. Chacune des PDU reçoit un nom basé sur les données qu'elle contient. La couche voisine située à la destination ne peut que lire les données avant qu'elles ne soient supprimées et transmises à la couche suivante.

PDUs in OSI Model

Comme indiqué ci-dessus, la PDU de chaque Couche modèle OSI se voit attribuer un nom. En fait, différents termes sont utilisés pour les données encapsulées dans différentes couches dans différents modèles, comme indiqué dans le tableau ci-dessous.

Dans la couche application du réseau TCP/IP et les couches application, présentation et session du modèle OSI, cela s'appelle simplement « données », mais dans d'autres couches des deux modèles, c'est différent.

Comprenons-les un par un en détail et leur importance dans le réseautage.

PDU de la couche transport

Dans la couche transport, l'unité de données de protocole est appelée « segment ». La couche crée l'en-tête, puis l'attache avec un élément de données. Ici, l'unité de données contiendra les données qui seront utilisées par l'hôte distant pour réassembler toutes les données.

Ainsi, un en-tête avec l'élément de données au niveau de la couche de transport est appelé un segment que la couche transférera à la couche suivante (couche réseau) pour un traitement plus approfondi.

PDU de couche réseau

Le PDU dans la couche réseau est appelé un "paquet". La couche réseau créera de la même manière un en-tête pour chaque segment qu'elle reçoit de la couche transport. L'en-tête contiendra les données sur le routage et l'adressage.

Une fois que la couche réseau a créé l'en-tête, elle l'attache ensuite au segment. C'est là que l'élément de données devient le paquet, qui passe ensuite à la couche suivante.

PDU de couche de liaison de données

Dans cette couche, la PDU est connue sous le nom de "trame". La couche Liaison de données recevra le paquet de la couche précédente, puis créera un en-tête et une fin pour chaque paquet reçu. Cet en-tête contiendra les données de commutation telles que l'adresse de l'ordinateur source, l'adresse de l'ordinateur de destination, etc. D'autre part, la remorque contient des données sur données corrompues packages.

La couche de liaison de données joindra les informations d'en-tête et de fin au paquet. C'est alors que l'unité de données devient la trame qui sera envoyée à la couche suivante (couche physique).

PDU de couche physique

Le PDU dans la couche physique est appelé "Bit". La couche physique récupère la trame de la couche précédente, puis la convertit dans un format pouvant être transporté par un support de transmission. Un peu n'est rien d'autre que ce format.

How Encapsulation Works

L'encapsulation se produit dans une unité de données ou un paquet où elle commence et se termine. Sa partie de début est l'en-tête, tandis que la fin est la bande-annonce. Et les données entre son en-tête et sa fin peuvent être appelées charge utile.

L'en-tête d'un paquet contient des données dans ses octets initiaux, marquant le début du paquet et identifiant les informations transportées. Maintenant, le paquet se déplace de l'ordinateur source vers l'ordinateur de destination. De plus, l'en-tête contient des données basées sur le protocole utilisé puisque chaque protocole a un format défini.

De plus, la fin du paquet pointe vers un ordinateur récepteur qui a atteint la fin du paquet. Il peut avoir une valeur de contrôle d'erreur utilisée par l'appareil pour confirmer s'il a reçu le paquet complet ou non.

Le processus d'encapsulation étape par étape :

Étape 1: Les couches Application, Présentation et Session du modèle OSI ou la couche Application du modèle TCP/IP prennent les données de l'utilisateur sous forme de flux de données. Il encapsule ensuite les données et les transmet à la couche suivante, c'est-à-dire la couche Transport. Cependant, cela ne signifie pas qu'il ajoute nécessairement un en-tête ou un pied de page à ces données. Il est spécifique à l'application et n'ajoute qu'un en-tête ou un pied de page dont il a besoin.

Étape 2: Lorsque les données se déplacent vers la couche Transport dans les modèles TCP/IP et OSI, la couche utilise le flux de données provenant des couches supérieures et le divise en plusieurs parties. Cette couche effectue l'encapsulation des données en ajoutant un en-tête approprié à chaque élément de données appelé segments. L'en-tête ajouté contient des informations de séquencement, de sorte que les segments se réassemblent du côté du récepteur.

Étape 3 : Maintenant, l'élément de données avec les informations d'en-tête ajoutées va à la couche suivante appelée couche réseau (modèle OSI) ou couche Internet (modèle TCP/IP). La couche prend les segments de la couche précédente et effectue l'encapsulation en ajoutant les informations de routage requises afin que les données soient correctement livrées. Après encapsulation, les données deviennent un datagramme ou un paquet dans cette couche.

Étape 4: Le paquet de données se déplace maintenant vers la couche Liaison de données dans le modèle TCP/IP ou OSI. La couche prend le paquet et l'encapsule en attachant un en-tête et un pied de page. À ce stade, l'en-tête aura des informations de commutation pour s'assurer que les données sont correctement livrées au composant matériel de réception. En revanche, la bande-annonce contiendra des données relatives à la détection et à l'atténuation des erreurs. À ce stade, les données deviennent une image, qui va à la couche finale.

Étape 5 : La trame de données provenant de la couche liaison de données va maintenant à la couche physique dans le modèle TCP/IP ou OSI. La couche l'encapsule en convertissant les données en bits ou en signaux de données.

How De-Encapsulation Works

La décapsulation fonctionne dans l'ordre inverse de l'encapsulation, de la couche physique à la couche application dans le modèle OSI ou TCP/IP. Toutes les informations supplémentaires ajoutées à la donnée lors de l'encapsulation du côté de l'expéditeur seront supprimées lors du voyage vers le destinataire. 

Voici le processus étape par étape du fonctionnement de la désencapsulation :

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 maintenant une trame de données, qui sera transmise à la couche supérieure ou à la couche de liaison de données.

Étape 2: La couche Data Link prend maintenant ces trames de données et les désencapsule. La couche vérifie également si l'en-tête de la trame de données est commuté sur le bon matériel. Si la trame de données correspond à une destination erronée ou incorrecte, elle sera rejetée. Mais c'est correct, la couche vérifiera la bande-annonce du bloc de données pour plus d'informations.

En cas d'erreur dans la bande-annonce ou les données, il demandera la retransmission des données. Mais si la remorque contient les informations correctes, la couche la désencapsulera pour former un datagramme ou un paquet de données, puis la transmettra à la couche supérieure.

Étape 3 : Le paquet de données provenant de la couche Liaison de données va maintenant vers la couche Internet (modèle TCP/IP) ou 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 les informations de routage s'il est acheminé vers la bonne destination. S'il n'est pas correctement acheminé, le paquet de données sera rejeté. Mais s'il a les bonnes informations de routage, la couche les désencapsulera et les enverra 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 vont à la couche Transport dans les modèles TCP/IP et 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 ou aux couches supérieures.

Étape 5: Les flux de données de la couche transport atteignent la couche application dans le modèle TCP/IP. Dans le modèle OSI, il atteint la couche Session, la couche Présentation, puis enfin la couche Application. La ou les couches prendront les flux de données et les désencapsuleront tout en transmettant uniquement les données spécifiques à l'application à l'ordinateur ou aux applications du récepteur.  

Advantages of Encapsulation

Les avantages de l'encapsulation dans les réseaux sont les suivants :

# 1. Sécurité des données

L'encapsulation aide à augmenter la sécurité des données et la confidentialité contre les accès non autorisés. Et vous savez à quel point la protection des données est importante dans le scénario actuel. Ainsi, vous pouvez éviter les risques en ligne tels que le vol de données, les attaques, etc. De plus, vous pouvez donner accès à n'importe quel niveau d'utilisateurs spécifié sans complexité.

# 2. Données fiables

L'encapsulation garantit l'intégrité des données de base afin qu'elles ne puissent être altérées par aucun code client. Il décide également si les informations de base sont visibles pour les 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 ajoute plus de caractéristiques et de 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 d'erreurs, le séquençage des données, etc. Cela permet également à la transmission de données d'être correcte et efficace.

# 4. Communication efficace

L'encapsulation et la désencapsulation s'exécutent simultanément dans un réseau. L'encapsulation est exécutée du côté de l'expéditeur, tandis que la désencapsulation est effectuée du côté du récepteur. Cela rend la communication plus efficace, ce qui est essentiel tant pour le destinataire que pour l'expéditeur.

# 5. Entretien facile

Des erreurs peuvent survenir à tout moment pour une raison quelconque, entraînant une interruption de la transmission de données entre les deux extrémités. Mais l'encapsulation effectuée sur les données permet de sécuriser la connexion et évite de falsifier les données. Par conséquent, les informations de base restent sécurisées, ce qui réduit les risques d'erreurs, ce qui facilite la maintenance.  

Conclusion

L'encapsulation et la désencapsulation des données sont des aspects importants de de mise en réseau. Ces techniques garantissent le bon flux de données au sein du réseau avec une meilleure sécurité des données, la confidentialité, la fiabilité et une communication efficace.