第 1 章 網路基礎:分層模型、封裝與實體層

封裝:資料是怎麼一層層被包起來的

理解封裝,你就理解了「為什麼交換器看得到 MAC 卻看不到 IP」。

12 分鐘


資料從應用程式往下送的時候,每經過一層就被加上一個標頭(header),這個過程叫封裝(encapsulation)。到了對方那邊再一層層拆開,叫解封裝(de-encapsulation)

第 7 層  ┌───────────────────────────────┐
應用層   │           資料 Data            │
        └───────────────────────────────┘
第 4 層  ┌──────┬────────────────────────┐
傳輸層   │ TCP  │        資料            │  → 稱為「區段 Segment」
        └──────┴────────────────────────┘
第 3 層  ┌─────┬──────┬───────────────────┐
網路層   │ IP  │ TCP  │      資料         │  → 稱為「封包 Packet」
        └─────┴──────┴───────────────────┘
第 2 層  ┌──────┬─────┬──────┬────────┬────┐
連結層   │ MAC  │ IP  │ TCP  │  資料  │FCS │  → 稱為「訊框 Frame」
        └──────┴─────┴──────┴────────┴────┘
第 1 層         0101110100101101...          → 稱為「位元 Bits」
往下走:每一層加上自己的標頭

關鍵推論:誰看得到什麼

一台設備只會拆到它需要的那一層。這解釋了整個網路的分工:

  • 交換器只拆到第 2 層,看得到 MAC 標頭,看不到(也不在乎)裡面的 IP。所以它無法做跨網段的決策。
  • 路由器拆到第 3 層,會把舊的第 2 層標頭整個丟掉,查完路由表後重寫一個新的再送出去。這就是第 0 章說的「MAC 每一跳都變」。
  • 防火牆通常拆到第 4 層甚至第 7 層,才能判斷「這是不是 HTTPS 流量」。

MTU 與分片

乙太網路一個訊框最多裝 1500 位元組的資料,這個上限叫 MTU(Maximum Transmission Unit)。超過就得切開,叫分片(fragmentation)。分片會拖慢效能,所以實務上會盡量避免 —— 這在 VPN 和穿隧(tunnel)情境特別重要,因為多一層封裝就少一點可用空間。


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