Pengepala dan muatan

Satu paket mempunyai dua bahagian, seperti bungkusan yang mempunyai label.

• Muatan ialah data sebenar yang dibawa, seperti sebahagian daripada foto.
• Pengepala ialah labelnya: siapa yang menghantarnya, ke mana ia pergi dan nombornya dalam urutan.

Penghala membaca pengepala untuk menentukan ke mana paket itu perlu dihantar seterusnya. Penghala tidak perlu melihat muatan langsung. Pengepala biasanya mengandungi medan seperti:

• Alamat sumber: dari mana paket itu datang.
• Alamat destinasi: ke mana paket itu pergi.
• Nombor urutan: bahagian mesej yang manakah ini (ditambah oleh TCP, Dunia 5).
• Masa untuk hidup (TTL): pembilang yang menghalang paket yang hilang daripada berkeliaran selama-lamanya (Dunia 2).
• Jumlah semak: nombor kecil untuk mengesan kerosakan (pelajaran seterusnya).

Lapisan dan pembungkusan. Penghantaran data dibahagikan kepada beberapa tugas, dan setiap tugas dilakukan oleh satu lapisan. Model TCP/IP yang ringkas mempunyai empat lapisan, dari atas ke bawah:

• Aplikasi: bahasa program itu sendiri, seperti HTTP untuk Web atau DNS untuk nama.
• Pengangkutan: membahagikan data dan menjejakinya, menggunakan TCP atau UDP, serta menggunakan nombor port untuk menyatakan program yang menerima data itu.
• Internet: memberikan alamat kepada paket dan menghalakannya merentasi rangkaian. Ini ialah IP, iaitu Protokol Internet.
• Pautan: memindahkan paket melalui satu lompatan, menggunakan Wi-Fi atau kabel Ethernet.

Apabila data bergerak menuruni lapisan, setiap lapisan menambah pengepalanya sendiri, seperti memasukkan surat ke dalam sampul surat, kemudian memasukkan sampul itu ke dalam kotak, dan seterusnya memasukkan kotak itu ke dalam beg surat. Ini dipanggil enkapsulasi. Penerima membuka lapisan-lapisan itu mengikut urutan yang bertentangan. Sebab itulah satu paket membawa nombor port, alamat IP dan alamat perkakasan bersama-sama.

Alamat pada paket: IP. Alamat IPv4 ialah 32 bits, ditulis sebagai empat nombor daripada 0 hingga 255 yang dipisahkan oleh titik, seperti 192.0.2.42. Setiap nombor disimpan dalam 8 bits (satu byte). 32 bits memberikan 2³² = 4,294,967,296 alamat yang mungkin, kira-kira 4.3 bilion. Jumlah itu kedengaran mencukupi pada tahun 1980-an. Tetapi jumlah itu tidak cukup untuk setiap telefon, komputer riba dan penderia di dunia.

Dua perkara datang membantu:

• IPv6 menggunakan 128 bits, yang memberikan kira-kira 3.4 × 10³⁸ alamat. Alamatnya ditulis dalam heksadesimal dengan tanda titik bertindih, seperti 2001:db8::42, dan sifar boleh dipendekkan dengan tanda titik bertindih berganda.
• Alamat peribadi dan NAT. Sesetengah julat dikhaskan untuk digunakan di dalam rumah atau syarikat dan tidak pernah dihantar merentasi Internet: 10.0.0.0 hingga 10.255.255.255, 172.16.0.0 hingga 172.31.255.255 dan 192.168.0.0 hingga 192.168.255.255. Penghala kamu berkongsi alamat awam satu dengan semua peranti kamu melalui helah yang dipanggil NAT (terjemahan alamat rangkaian). Sebab itulah berjuta-juta rumah boleh menggunakan 192.168.1.x serentak.

Dua jenis alamat. Sesuatu peranti juga mempunyai alamat MAC, iaitu nombor heksadesimal enam pasangan seperti 00:1A:2B:3C:4D:5E yang mengenal pasti perkakasan rangkaiannya. Cara mudah untuk mengingati perbezaannya: alamat IP memberitahu di mana sesuatu peranti berada dalam rangkaian pada masa ini, manakala alamat MAC memberitahu perkakasan yang mana peranti itu. IP membawa paket merentasi Internet; alamat MAC digunakan untuk lompatan terakhir dalam rangkaian tempatan kamu. Port ialah perkara yang berbeza pula: nombor daripada 0 hingga 65,535 yang memberitahu program mana pada peranti itu yang menerima data. Kamu akan belajar tentang port dalam Dunia 5.

Jika digabungkan: perjalanan sesuatu paket ialah urutan lompatan. Pada setiap lompatan, lapisan pautan menggunakan alamat perkakasan untuk lompatan itu sahaja, manakala alamat IP kekal sama dari mula hingga akhir.