Üst bilgiler ve faydalı yük

Bir paketin, etiketli bir kargo gibi, iki bölümü vardır.

• Faydalı yük, taşınan gerçek verilerdir; örneğin bir fotoğrafın bir parçası.
• Üstbilgi, etikettir: paketi kimin gönderdiği, nereye gittiği ve sırada kaçıncı olduğu burada yazar.

Yönlendiriciler, paketi bir sonraki olarak nereye göndereceklerine karar vermek için üstbilgiyi okur. Faydalı yüke hiç bakmaları gerekmez. Bir üstbilgi genellikle şu alanları içerir:

• Kaynak adresi: paketin nereden geldiği.
• Hedef adresi: paketin nereye gittiği.
• Sıra numarası: bunun mesajın hangi parçası olduğu (TCP tarafından eklenir, Dünya 5).
• Yaşam süresi (TTL): kaybolan paketlerin sonsuza kadar dolaşmasını engelleyen bir sayaç (Dünya 2).
• Sağlama toplamı: hasarı fark etmeye yarayan küçük bir sayı (sonraki ders).

Katmanlar ve paketleme. Veri gönderme işi görevlere ayrılır ve her görevi bir katman yapar. Basit TCP/IP modelinde, yukarıdan aşağıya dört katman vardır:

• Uygulama: Web için HTTP veya adlar için DNS gibi, programın kendi dili.
• Taşıma: TCP veya UDP kullanarak verileri parçalara ayırır ve takip eder; ayrıca verilerin hangi programa ait olduğunu belirtmek için port numaralarını kullanır.
• İnternet: pakete adres verir ve paketleri ağlar arasında yönlendirir. Bu, İnternet Protokolü olan IP'dir.
• Bağlantı: paketi Wi-Fi veya Ethernet kablosu üzerinden bir sonraki noktaya taşır.

Veri katmanlardan aşağı doğru ilerlerken her katman, mektubu bir zarfa, zarfı bir kutuya ve kutuyu da bir posta çantasına koymak gibi, kendi üstbilgisini ekler. Buna kapsülleme denir. Alıcı, katmanları ters sırayla açar. Bu nedenle bir paket, bir port numarasını, bir IP adresini ve bir donanım adresini birlikte taşır.

Paketin üzerindeki adres: IP. Bir IPv4 adresi 32 bittir ve noktalarla ayrılmış, 0 ile 255 arasında dört sayı olarak yazılır; örneğin 192.0.2.42. Her sayı 8 bitte (bir bayt) saklanır. 32 bit, 2³² = 4.294.967.296 olası adres sağlar; bu da yaklaşık 4,3 milyardır. 1980'lerde bu sayı fazlasıyla yeterli görünüyordu. Ancak dünyadaki her telefon, dizüstü bilgisayar ve sensör için yeterli değil.

İki şey imdada yetişti:

• IPv6, yaklaşık 3,4 × 10³⁸ adres sağlayan 128 bit kullanır. Adresleri iki nokta üst üste işareti kullanılarak onaltılık sistemde yazılır; örneğin 2001:db8::42. Sıfırlar, çift iki nokta üst üste işaretiyle kısaltılabilir.
• Özel adresler ve NAT. Bazı aralıklar bir ev veya şirket içinde kullanılmak üzere ayrılmıştır ve Internet üzerinden asla gönderilmez: 10.0.0.0 - 10.255.255.255, 172.16.0.0 - 172.31.255.255 ve 192.168.0.0 - 192.168.255.255. Yönlendiricin, tek bir ortak adresi NAT (ağ adresi çevirisi) adı verilen bir yöntemle tüm cihazların arasında paylaşır. Milyonlarca evin aynı anda 192.168.1.x kullanabilmesinin nedeni budur.

İki tür adres. Bir cihazın ayrıca, ağ donanımını tanımlayan 00:1A:2B:3C:4D:5E gibi altı çiftlik bir onaltılık sayı olan bir MAC adresi vardır. Aradaki farkı hatırlamanın iyi bir yolu şudur: IP adresi bir cihazın şu anda ağda nerede olduğunu, MAC adresi ise hangi donanım parçası olduğunu söyler. IP, bir paketi Internet üzerinden taşır; MAC adresi ise yerel ağındaki son bağlantı için kullanılır. Bağlantı noktası yine farklı bir şeydir: verilerin cihazdaki hangi programa ait olduğunu belirten, 0 ile 65.535 arasında bir sayıdır. Bağlantı noktalarıyla Dünya 5'te tanışacaksın.

Bir araya getirirsek: Bir paketin yolculuğu, bir bağlantı noktaları dizisidir. Her bağlantı noktasında bağlantı katmanı, yalnızca o bağlantı noktası için bir donanım adresi kullanırken IP adresi baştan sona aynı kalır.