Topptekst og nyttelast

En pakke har to deler, omtrent som en pakke med en etikett.

• Nyttelasten er selve dataene som sendes, for eksempel en del av et bilde.
• Toppteksten er etiketten: hvem som sendte pakken, hvor den skal, og hvilket nummer den har i rekkefølgen.

Rutere leser toppteksten for å bestemme hvor pakken skal sendes videre. De trenger ikke å se på nyttelasten i det hele tatt. En topptekst inneholder vanligvis felt som:

• Kildeadresse: hvor pakken kom fra.
• Måladresse: hvor den skal.
• Sekvensnummer: hvilken del av meldingen dette er (lagt til av TCP, Verden 5).
• Levetid (TTL): en teller som hindrer tapte pakker i å vandre rundt for alltid (Verden 2).
• Kontrollsum: et lite tall som brukes til å oppdage skader (neste leksjon).

Lag og innpakking. Sending av data deles opp i oppgaver, og hver oppgave gjøres av et lag. Den enkle TCP/IP-modellen har fire lag, fra øverst til nederst:

• Applikasjon: programmets eget språk, for eksempel HTTP for nettet eller DNS for navn.
• Transport: deler opp dataene og holder oversikt over dem ved hjelp av TCP eller UDP, og bruker portnumre for å angi hvilket program dataene er til.
• Internett: adresserer pakken og ruter den på tvers av nettverk. Dette er IP, Internet Protocol.
• Lenke: flytter pakken over ett hopp, via wifi eller en Ethernet-kabel.

Når data går ned gjennom lagene, legger hvert lag til sin egen topptekst, omtrent som å legge et brev i en konvolutt, så konvolutten i en eske, og deretter esken i en postssekk. Dette kalles innkapsling. Mottakeren pakker ut lagene i motsatt rekkefølge. Derfor inneholder én pakke et portnummer, en IP-adresse og en maskinvareadresse samtidig.

Adressen på pakken: IP. En IPv4-adresse er 32 biter, skrevet som fire tall fra 0 til 255, atskilt med punktum, for eksempel 192.0.2.42. Hvert tall lagres i 8 biter (én byte). 32 biter gir 2³² = 4 294 967 296 mulige adresser, omtrent 4,3 milliarder. Det hørtes ut som mer enn nok på 1980-tallet. Det er ikke nok til hver telefon, bærbare datamaskin og sensor i verden.

To ting kom til unnsetning:

• IPv6 bruker 128 biter, noe som gir omtrent 3,4 × 10³⁸ adresser. Adressene skrives med heksadesimale tall og kolon, for eksempel 2001:db8::42, og nuller kan forkortes med et dobbelt kolon.
• Private adresser og NAT. Noen områder er reservert for bruk i et hjem eller en bedrift og sendes aldri over Internett: 10.0.0.0 til 10.255.255.255, 172.16.0.0 til 172.31.255.255 og 192.168.0.0 til 192.168.255.255. Ruteren din deler én offentlig adresse mellom alle enhetene dine med et triks som kalles NAT (nettverksadresseoversetting). Derfor kan millioner av hjem bruke 192.168.1.x samtidig.

To typer adresser. En enhet har også en MAC-adresse, et heksadesimalt tall med seks par, for eksempel 00:1A:2B:3C:4D:5E, som identifiserer nettverksmaskinvaren. En god måte å huske forskjellen på er: IP-adressen sier hvor en enhet er på nettverket akkurat nå, mens MAC-adressen sier hvilken maskinvare den er. IP frakter en pakke over Internett; MAC-adressen brukes på det siste hoppet i det lokale nettverket ditt. En port er noe annet igjen: et tall fra 0 til 65 535 som sier hvilket program på enheten dataene er til. Du møter porter i Verden 5.

Slik henger det sammen: En pakkes reise er en rekke hopp. Ved hvert hopp bruker lenkelaget en maskinvareadresse for akkurat dette hoppet, mens IP-adressen forblir den samme fra start til slutt.