Spåra ett paket genom stacken

För att göra lagren konkreta ska vi följa ett enda meddelande från en dator till en annan. Vi ser hur datan rör sig ned genom avsändarens stack, genom nätverket och upp genom mottagarens stack. När du ser hela färden knyts inkapsling, adressering och routing samman till en tydlig helhet, och det blir uppenbart hur varje lager bidrar.

Det börjar i applikationslagret på den sändande datorn. Anta att en webbläsare bygger en förfrågan efter en webbsida. Den här råa förfrågan är den ursprungliga datan och har ännu inga nätverkshuvuden. Applikationen lämnar över den till transportlagret för att påbörja färden. Därefter omsluter varje lager datan när den rör sig ned mot nätverket.

Transportlagret lägger till ett huvud med portnummer så att datan når rätt tjänst, och med TCP lägger det även till sekvensnummer för tillförlitlighet. Datan är nu ett segment. Transportlagret delar också upp stora datamängder i flera segment vid behov. Varje segment lämnas sedan vidare till internetlagret för adressering.

Internetlagret omsluter segmentet med ett IP-huvud som innehåller avsändarens och mottagarens IP-adresser, vilket bildar ett paket. Dessa IP-adresser förblir desamma från början till slut och identifierar den ursprungliga avsändaren och den slutliga mottagaren. Paketet vet nu vilken enhet det slutligen måste nå, oavsett hur många nätverk som ligger mellan dem.

Länklagret omsluter paketet i en ram med MAC-adressen till nästa enhet i det lokala nätverket samt en slutdel för felkontroll. Ramen omvandlas till signaler och skickas över mediet. Lägg märke till att mottagarens MAC-adress bara gäller nästa hopp, inte den slutliga enheten. Det är en viktig detalj i färden.

Om mottagaren finns i ett annat nätverk går ramen först till routern (standardgatewayen). Routern tar emot ramen, tar bort den, läser IP-adressen i paketet och avgör vart det ska vidarebefordras. Därefter skapar routern en ny ram med en ny mottagande MAC-adress för nästa hopp. Paketet överlever, medan ramen byggs om.

Detta mönster upprepas vid varje router längs vägen. Vid varje hopp byggs ramen om med nya MAC-adresser för den lokala länken, medan paketet och dess IP-adresser förblir oförändrade. Omslaget på länklagret ändras alltså hela tiden, medan adresseringen på nätverkslagret gäller från början till slut. Paketet färdas från router till router tills det når mottagarnätverket.

När paketet når det slutliga nätverket levererar den sista enheten ramen till destinationsdatorn. Nu börjar avinkapslingen. Mottagaren för datan upp genom sin stack, där varje lager läser och tar bort sitt eget huvud. Färden ned genom avsändarens stack speglas av färden upp genom mottagarens stack.

Länklagret kontrollerar om ramen innehåller fel och tar bort den så att paketet blir synligt. Internetlagret bekräftar destinations-IP:t och tar bort IP-huvudet. Transportlagret läser porten, ordnar om och sätter ihop segment igen vid behov och lämnar över den rena datan uppåt. Varje lager återställer exakt det som motsvarande lager hos avsändaren gjorde.

Slutligen får applikationslagret hos mottagaren den ursprungliga datan, webbförfrågan, exakt sådan som avsändaren skapade den. Den mottagande tjänsten bearbetar den och skickar sedan ett svar som färdas samma väg i motsatt riktning. Meddelandet har passerat genom nätverket, och för applikationerna ser det helt enkelt ut som om de kommunicerade direkt.

Ett meddelande går ned genom avsändarens stack och får ett transporthuvud (segment), ett IP-huvud (paket) och ett länkh huvud (ram). Det passerar routrar där ramen byggs om vid varje hopp, medan paketet förblir detsamma. Därefter går det upp genom mottagarens stack när varje huvud tas bort. Den här vägen ned, genom nätverket och upp är hur all nätverkskommunikation faktiskt sker.

Så följer du ett paket: hos avsändaren rör sig datan nedåt och blir ett segment (portar), ett paket (IP-adresser som gäller från början till slut) och en ram (nästa hops MAC). Vid varje router byggs ramen om med nya MAC-adresser, medan paketet och IP-adresserna förblir konstanta. Hos mottagaren rör sig datan uppåt när varje lager tar bort sitt huvud, tills det ursprungliga meddelandet levereras till applikationen. Ned, genom nätverket, upp.