Spor en pakke gjennom stakken

For å gjøre lagene konkrete kan vi følge én enkelt melding fra én datamaskin til en annen. Vi ser dataene bevege seg ned gjennom avsenderens stakk, over nettverket og opp gjennom mottakerens stakk. Når du ser hele reisen, knyttes innkapsling, adressering og ruting sammen til én tydelig historie, og du ser hvordan hvert lag bidrar.

Det begynner på applikasjonslaget på datamaskinen som sender. Tenk deg at en nettleser bygger en forespørsel etter en webside. Denne råforespørselen er de opprinnelige dataene, foreløpig uten nettverkshadere. Applikasjonen sender dem ned til transportlaget for å starte reisen. Herfra pakker hvert lag inn dataene mens de beveger seg nedover mot nettverket.

Transportlaget legger til en header med portnumre, slik at dataene når riktig tjeneste, og med TCP legges det til sekvensnumre for pålitelighet. Dataene er nå et segment. Transportlaget deler også store datamengder opp i flere segmenter ved behov. Hvert segment sendes deretter ned til internettlaget for adressering.

Internettlaget pakker segmentet inn med en IP-header som inneholder avsenderens og mottakerens IP-adresser, og danner en pakke. Disse IP-adressene forblir de samme fra ende til ende og identifiserer den opprinnelige avsenderen og den endelige mottakeren. Pakken vet nå hvilken enhet den til slutt skal nå, uansett hvor mange nettverk som ligger mellom dem.

Linklaget pakker pakken inn i en ramme med MAC-adressen til den neste enheten på lokalnettet, samt en trailer for feilsjekk. Rammen konverteres til signaler og sendes gjennom mediet. Legg merke til at mottakerens MAC-adresse bare er adressen til neste hopp, ikke til den endelige enheten. Dette er en viktig detalj ved reisen.

Hvis mottakeren befinner seg i et annet nettverk, går rammen først til ruteren (standard-gatewayen). Ruteren mottar rammen, fjerner innpakningen, leser IP-adressen i pakken og avgjør hvor den skal videresendes. Deretter bygger ruteren en ny ramme med en ny MAC-adresse for neste hopp. Pakken overlever; rammen bygges på nytt.

Dette mønsteret gjentar seg ved hver ruter langs banen. Ved hvert hopp bygges rammen på nytt med nye MAC-adresser for den lokale forbindelsen, mens pakken og IP-adressene forblir uendret. Innpakningen på linklaget endres altså hele tiden, mens adresseringen på nettverkslaget gjelder fra ende til ende. Pakken beveger seg fra ruter til ruter til den når mottakernettverket.

Når pakken når det endelige nettverket, leverer den siste enheten rammen til mottakerdatamaskinen. Nå begynner dekapsuleringen. Mottakeren beveger dataene opp gjennom stakken, og hvert lag leser og fjerner sin egen header. Reisen ned gjennom avsenderens stakk speiles av reisen opp gjennom mottakerens stakk.

Linklaget kontrollerer rammen for feil og fjerner innpakningen slik at pakken kommer fram. Internettlaget bekrefter mottakerens IP-adresse og fjerner IP-headeren. Transportlaget leser porten, sorterer segmentene og setter dem sammen igjen ved behov, før de rene dataene sendes oppover. Hvert lag opphever nøyaktig det som det tilsvarende laget hos avsenderen gjorde.

Til slutt mottar applikasjonslaget hos mottakeren de opprinnelige dataene, webforespørselen, akkurat slik avsenderen opprettet dem. Den mottakende tjenesten behandler dem og sender et svar som tar den samme reisen i motsatt retning. Meldingen har krysset nettverket, og for applikasjonene ser det ganske enkelt ut som om de kommuniserte direkte.

En melding beveger seg ned gjennom avsenderens stakk og får en transportheader (segment), en IP-header (pakke) og en linkheader (ramme). Den krysser rutere, der rammen bygges på nytt ved hvert hopp, mens pakken forblir den samme. Deretter beveger den seg opp gjennom mottakerens stakk mens hver header fjernes. Denne veien ned, på tvers og opp er slik all nettverkskommunikasjon faktisk foregår.

Slik følger du en pakke: Hos avsenderen beveger dataene seg nedover og blir til et segment (porter), en pakke (IP-adresser fra ende til ende) og en ramme (MAC-adressen til neste hopp). Ved hver ruter bygges rammen på nytt med nye MAC-adresser, mens pakken og IP-adressene forblir uendret. Hos mottakeren beveger dataene seg oppover mens hvert lag fjerner sin header, og den opprinnelige meldingen leveres til applikasjonen. Ned, på tvers, opp.