6. Nätverksskikt

När data genereras i övre skikten i kommunikationsmodellen skickas den till Transportskiktet. I Transportskiktet segmenteras data och förses segmenten en identifikation (ett sekvensnummer). Applikationer som genererar data identifieras med specifikt portnummer. Tillsammans med port-numret läggs styrinformation som beskriver hur överföringen ska gå till så att segmenten kan landa på rätt nätverksdestination. Som en del av inkapslingsprocessen skickas segmenten och deras styrinformation vidare till nätverksskiktet.

Bild 1: Nätverksskikt

I Nätverksskiktet formateras segmenten om och kapslas in som ett paket. Varje paket får styrinformation där det bland annat registreras avsändarens och mottagarens IP adresser. Det är dessa adresser som kommer att användas i överföringsprocessen tills paketen kommer fram till destinationen.

För att åstadkomma en sådan kommunikation så använder Nätverksskiktet följande fyra grundläggande processer:

  • Adressering
  • Inkapsling (encapsulation)
  • Vägval (Routing)
  • Avkapsling (decapsulation)

Adressering

IP protokollet arbetar på nätverksskiktet och har som primär uppgift att koppla samman avsändare och mottagare med hjälp av ett adresseringssystem samt regler för att dirigera datatrafiken mellan kommunicerande parter. Med hjälp av IP-adresser kan rätt mottagare och avsändare identifieras och adresseras vilket möjliggör data utväxling genom en enkel eller komplicerad nätverksmiljö. Utan dessa logiska adresser vore det inte möjligt koppla samman två avlägsna kommunikations parter. IP protokollet tas upp i ett separat avsnitt.

Inkapsling

Alla PDU (Protocol Data Unit) som tagits emot från Transportskiktet anpassas i Nätverksskiktet för överföring över flera olika nätverk. Anpassningen innebär att segment kapslas in i paket som kan överföras genom olika nätverk. När ett segment kapslas in i ett paket så inkapslas även segmentets header.

Bild 2: Segment inkapslas till paket

När Nätverksskiktet slutför sin inkapslingsprocess skickas paketen ner till Datalänk skiktet där paket förbereddes för transport genom olika transmissionsmedier.

Routing

Avsändaren och mottagaren/destinationen är oftast ihopkopplade genom flera olika nätverk. Dessa nätverk kan bindas ihop med routrar som kan hantera IP-baserad datatrafik. Routrar har för uppgift att vidarebefordra paketen till närmaste router genom att välja den bästa vägen till slutdestinationen. För att kunna vidarebefordra paket behöver routrar läsa av styrinformation i paketets header. Detta kallas för “routing” och mellanliggande routrar kallas för “hopp”.

Eftersom paketen vidarebefordras från router till router så ändras varje gång avsändarens och mottagarens L2 adress (MAC adress) varje gång, men paketens innehåll och dess header förblir intakt tills de når mottagande host. Att vidarebefordra ett paket kan medföra ytterligare anpassningar i paketets format beroende på datalänken som paketet tas genom tills det kommer fram till destinationen. Det kan hända att ett paket är för stor. Till exempel tar en router emot ett paket med längden 1 024 byte men den länknivån som utgör nästa hopp accepterar inte större paket än 512 byte. Routern måste vid sådana tillfällen dela upp paket i mindre fragment och motsvarande process kallas för fragmentering (paketfragmentering). Varje fragment hanteras som ett eget paket men det märks upp så att mottagaren kan sätta ihop de olika fragmenten till ett IP-paket igen.

Avkapsling

Bild 4: Encapsulation – Decapsulation

Slutligen kommer paketen fram till destinationen och där processas de i omvänd ordning. Vid ankomst till destinationen så kapslar mottagaren av paketet till segment därefter till data och slutligen levereras data till rätt applikation/tjänst/protokoll.