تتبّع حزمة عبر الحزمة البروتوكولية

لجعل الطبقات أكثر وضوحًا، لنتتبع رسالة واحدة من حاسوب إلى آخر. سنراقب انتقال البيانات إلى الأسفل عبر مكدس المرسل، وعبر الشبكة، ثم إلى الأعلى عبر مكدس المستقبل. وتربط رؤية الرحلة كاملةً بين التغليف والعنونة والتوجيه في قصة واضحة، وتبين دور كل طبقة.

تبدأ العملية عند طبقة التطبيق في الحاسوب المرسل. لنفترض أن متصفحًا ينشئ طلبًا لصفحة ويب. يكون هذا الطلب الخام هو البيانات الأصلية، من دون أي ترويسات شبكية بعد. ويسلم التطبيق البيانات إلى طبقة النقل لبدء رحلتها. ومن هنا، ستغلف كل طبقة البيانات أثناء هبوطها نحو الشبكة.

تضيف طبقة النقل ترويسة تحتوي على أرقام المنافذ كي تصل البيانات إلى الخدمة الصحيحة، وتضيف مع TCP أرقام التسلسل لضمان الموثوقية. وتصبح البيانات الآن مقطعًا. كما تقسم طبقة النقل البيانات الكبيرة إلى مقاطع متعددة عند الحاجة. ثم يُمرر كل مقطع إلى طبقة الإنترنت لإضافة العنونة.

تغلف طبقة الإنترنت المقطعَ بـترويسة IP تحتوي على عناوين IP المصدر والوجهة، فتتكون حزمة. وتظل عناوين IP هذه كما هي من طرف إلى آخر، إذ تحدد المرسل الأصلي والمستقبل النهائي. وتعرف الحزمة الآن الجهاز الذي يجب أن تصل إليه في النهاية، بغض النظر عن عدد الشبكات الواقعة بينهما.

تغلف طبقة الربط الحزمة داخل إطار يحتوي على عنوان MAC للجهاز التالي على الشبكة المحلية، إلى جانب تذييل لفحص الأخطاء. ويُحوّل الإطار إلى إشارات ويُرسل عبر الوسط الناقل. لاحظوا أن عنوان MAC للوجهة هو عنوان القفزة التالية فقط، وليس عنوان الجهاز النهائي، وهذه نقطة أساسية في الرحلة.

إذا كانت الوجهة على شبكة أخرى، ينتقل الإطار أولًا إلى جهاز التوجيه (البوابة الافتراضية). يستقبل جهاز التوجيه الإطار، ويزيله، ويقرأ عنوان IP الموجود في الحزمة، ويقرر إلى أين يمررها بعد ذلك. ثم ينشئ إطارًا جديدًا بعنوان MAC جديد للوجهة التالية. تبقى الحزمة، بينما يُعاد بناء الإطار.

يتكرر هذا النمط عند كل جهاز توجيه على المسار. ففي كل قفزة، يُعاد بناء الإطار بعناوين MAC جديدة خاصة بذلك الارتباط المحلي، بينما تظل الحزمة وعناوين IP الخاصة بها دون تغيير. لذلك يتغير غلاف طبقة الربط باستمرار، في حين تبقى عنونة طبقة الشبكة ممتدة من طرف إلى آخر. وتنتقل الحزمة من جهاز توجيه إلى آخر حتى تصل إلى شبكة الوجهة.

عندما تصل الحزمة إلى الشبكة النهائية، يسلم الجهاز الأخير الإطار إلى الحاسوب الوجهة. عندها يبدأ فك التغليف. ويرفع المستقبل البيانات إلى الأعلى عبر مكدسه، بحيث تقرأ كل طبقة ترويستها الخاصة وتزيلها. وتعكس الرحلة إلى الأسفل عند المرسل الرحلة إلى الأعلى عند المستقبل.

تفحص طبقة الربط الإطار بحثًا عن الأخطاء وتزيله لكشف الحزمة. وتتحقق طبقة الإنترنت من عنوان IP للوجهة وتزيل ترويسة IP. وتقرأ طبقة النقل المنفذ، وتعِيد ترتيب المقاطع وتجميعها عند الحاجة، ثم تسلم البيانات السليمة إلى الأعلى. وتلغي كل طبقة بالضبط ما فعلته الطبقة النظيرة لها عند المرسل.

أخيرًا، تتلقى طبقة التطبيق في المستقبل البيانات الأصلية، أي طلب الويب، تمامًا كما أنشأها المرسل. وتعالج الخدمة المستقبلة الطلب، ثم ترسل استجابة تسلك الرحلة نفسها في الاتجاه المعاكس. تكون الرسالة قد عبرت الشبكة، ويبدو للتطبيقين ببساطة أنهما تحدثا مباشرة.

تهبط الرسالة عبر مكدس المرسل، فتكتسب ترويسة نقل (مقطعًا)، وترويسة IP (حزمة)، وترويسة ربط (إطارًا). وتعبر أجهزة التوجيه، حيث يُعاد بناء الإطار في كل قفزة، بينما تظل الحزمة كما هي، ثم تصعد عبر مكدس المستقبل مع إزالة كل ترويسة. وهذا المسار من الأسفل إلى العبور ثم إلى الأعلى هو الطريقة الفعلية التي تجري بها كل محادثة شبكية.

أثناء عبور الحزمة أجهزة التوجيه، ما الذي يبقى ثابتًا وما الذي يتغير في كل قفزة؟

تتبع الحزمة: عند المرسل، تهبط البيانات فتتحول إلى مقطع (منافذ)، ثم حزمة (عناوين IP من طرف إلى آخر)، ثم إطار (عنوان MAC للقفزة التالية). عند كل جهاز توجيه، يُعاد بناء الإطار بعناوين MAC جديدة، بينما تظل الحزمة وعناوين IP ثابتة. وعند الوصول إلى الوجهة، تصعد البيانات مع إزالة كل طبقة ترويستها، فتسلم الرسالة الأصلية إلى التطبيق. إلى الأسفل، ثم عبر الشبكة، ثم إلى الأعلى.