یک بسته شبکه چگونه کار می کند؟

سلام! من از یک تامین کننده شبکه هستم و امروز می خواهم عمیقاً به نحوه عملکرد یک بسته شبکه بپردازم. این یک موضوع بسیار جالب است که در قلب همه انتقال داده هایی است که هر روز در اینترنت و سایر شبکه ها می بینیم.

بنابراین، بسته شبکه دقیقاً چیست؟ به آن به عنوان یک بسته کوچک فکر کنید که داده ها را در یک شبکه حمل می کند. درست مانند زمانی که یک بسته فیزیکی را از طریق نامه ارسال می کنید، یک بسته شبکه دارای اجزای مهمی است که به آن کمک می کند از نقطه A به نقطه B برسد.

آناتومی یک بسته شبکه

یک بسته شبکه از دو بخش اصلی تشکیل شده است: هدر و بار. هدر مانند برچسب آدرس روی یک بسته فیزیکی است. این شامل اطلاعات مربوط به خود بسته است، مانند آدرس مبدا و مقصد، پروتکل مورد استفاده و برخی اطلاعات کنترلی. از سوی دیگر، محموله داده‌های واقعی است که شما ارسال می‌کنید، مانند یک پیام ایمیل، یک تصویر یا یک ویدیو.

بیایید هدر را کمی بیشتر بشکنیم. آدرس مبدا به شبکه می گوید که بسته از کجا آمده است و آدرس مقصد به آن می گوید که بسته باید به کجا برود. این آدرس‌ها معمولاً به‌صورت آدرس‌های IP هستند که شناسه‌های منحصربه‌فردی برای دستگاه‌های موجود در شبکه هستند. فیلد پروتکل در هدر به شبکه می گوید که چگونه بسته را مدیریت کند. به عنوان مثال، اگر پروتکل TCP (پروتکل کنترل انتقال) باشد، شبکه مطمئن می شود که بسته به طور قابل اعتماد و به ترتیب صحیح تحویل داده می شود. اگر UDP (پروتکل دیتاگرام کاربر) باشد، شبکه فقط بسته را بدون هیچ تضمینی در مورد تحویل یا سفارش ارسال می کند.

اطلاعات کنترلی در هدر می‌تواند شامل مواردی مانند شماره توالی بسته باشد که به دستگاه دریافت کننده کمک می‌کند تا بسته‌ها را به ترتیب صحیح در کنار هم قرار دهد و چک‌سوم که برای تشخیص خراب شدن بسته در طول انتقال استفاده می‌شود.

نحوه ایجاد بسته ها

وقتی داده ها را از طریق شبکه ارسال می کنید، دستگاه شما داده ها را به قطعات یا بسته های کوچکتر تقسیم می کند. این به این دلیل است که ارسال بسته های کوچک از طریق شبکه کارآمدتر از یک بلوک بزرگ داده است. اندازه بسته ها بسته به شبکه و پروتکل مورد استفاده می تواند متفاوت باشد.

فرض کنید در حال ارسال ایمیل هستید. سرویس گیرنده ایمیل شما متن ایمیل شما را می گیرد و آن را به بسته هایی تقسیم می کند. هر بسته دارای یک هدر با آدرس های مبدا و مقصد، اطلاعات پروتکل و اطلاعات کنترل و یک بار با بخشی از متن ایمیل خواهد بود.

نحوه سفر بسته ها در سراسر شبکه

پس از ایجاد بسته ها، آنها به شبکه ارسال می شوند. شبکه از مجموعه ای از دستگاه ها مانند روترها و سوئیچ ها تشکیل شده است که به بسته ها کمک می کند تا به مقصد خود برسند. هنگامی که یک بسته به یک مسیریاب می رسد، روتر به آدرس مقصد در سربرگ بسته نگاه می کند و تصمیم می گیرد که بسته را در کدام جهت ارسال کند. این کار را با مراجعه به جدول مسیریابی انجام می دهد که فهرستی از تمام مقاصد ممکن در شبکه و بهترین مسیرها برای رسیدن به آنجا است.

سپس روتر بسته را به دستگاه بعدی در مسیر مقصد ارسال می کند. این فرآیند تا زمانی که بسته به مقصد نهایی خود برسد ادامه می یابد. در طول مسیر، بسته ممکن است از چندین روتر و سوئیچ عبور کند و حتی ممکن است در انواع مختلف شبکه‌ها مانند شبکه محلی (LAN) و شبکه گسترده (WAN) حرکت کند.

سوئیچینگ بسته در مقابل سوئیچینگ مدار

روشی که بسته ها در سراسر شبکه حرکت می کنند بر اساس مفهومی به نام سوئیچینگ بسته است. در سوئیچینگ بسته، شبکه یک مسیر اختصاصی برای هر اتصال رزرو نمی کند. در عوض، بسته ها را به طور مستقل ارسال می کند و آنها می توانند مسیرهای مختلفی را برای رسیدن به مقصد طی کنند. این با سوئیچینگ مدار که در شبکه های تلفن سنتی استفاده می شود متفاوت است. در سوئیچینگ مدار، یک مسیر اختصاصی بین فرستنده و گیرنده برای مدت تماس برقرار می شود.

سوئیچینگ بسته کارآمدتر از سوئیچینگ مدار است زیرا به چندین کاربر اجازه می دهد منابع شبکه مشابهی را به اشتراک بگذارند. همچنین شبکه را در برابر خرابی مقاوم‌تر می‌کند، زیرا اگر یک مسیر مسدود یا خراب شود، بسته‌ها می‌توانند به مسیر دیگری تغییر مسیر دهند.

تحلیلگرهای شبکه و نظارت بر بسته ها

به عنوان تامین کننده شبکه، ما اغلب از تحلیلگرهای شبکه برای نظارت و عیب یابی ترافیک شبکه استفاده می کنیم. تحلیلگرهای شبکه ابزارهایی هستند که می توانند بسته های شبکه را ضبط و تجزیه و تحلیل کنند. آنها می توانند اطلاعات دقیقی در مورد بسته ها مانند آدرس مبدا و مقصد، پروتکل مورد استفاده و بارگذاری را به شما نشان دهند.

به عنوان مثال،آنالایزر شبکه 8720D Agilent، 50 مگاهرتز - 20 گیگاهرتزابزار قدرتمندی است که می تواند ترافیک شبکه را در محدوده فرکانسی 50 مگاهرتز تا 20 گیگاهرتز تحلیل کند. می تواند به شما در شناسایی مشکلاتی مانند تراکم شبکه، از دست دادن بسته ها و تهدیدات امنیتی کمک کند. یکی دیگر از گزینه های عالی استآنالایزر شبکه Agilent E8364A، 45 مگاهرتز - 50 گیگاهرتز، که دامنه فرکانس وسیع تری دارد و می تواند حتی تحلیل دقیق تری ارائه دهد. و اگر به دنبال یک آنالایزر با کارایی بالا برای فرکانس های پایین تر هستید،آنالایزر شبکه Agilent PNA E8362B، 10 مگاهرتز - 20 گیگاهرتزیک انتخاب عالی است

چرا درک بسته ها مهم است؟

درک نحوه کار بسته های شبکه به دلایل مختلفی مهم است. برای مدیران شبکه، به آنها کمک می کند مشکلات را عیب یابی کرده و عملکرد شبکه را بهینه کنند. با تجزیه و تحلیل بسته ها، آنها می توانند مسائلی مانند تنگناها، از دست دادن بسته ها و تهدیدات امنیتی را شناسایی کرده و برای رفع آنها اقدامات لازم را انجام دهند.

برای توسعه دهندگان، درک بسته ها برای ساخت برنامه های شبکه ضروری است. آنها باید بدانند که چگونه بسته ها را ایجاد و ارسال کنند، چگونه با خطاها و ازدحام برخورد کنند و چگونه اطمینان حاصل کنند که برنامه های آنها در انواع مختلف شبکه ها به خوبی کار می کنند.

و برای کاربران نهایی، درک بسته‌ها می‌تواند به آنها کمک کند تا درک کنند که اینترنت چگونه کار می‌کند. همچنین می تواند به آنها کمک کند مشکلات شبکه خود را عیب یابی کنند، مانند سرعت پایین اینترنت یا مشکلات اتصال.

بسته بندی و اتصال

خوب، این یک نگاه کاملاً دقیق به نحوه کار بسته های شبکه است. این یک موضوع جذاب است که هسته اصلی همه انتقال داده‌هایی است که ما هر روز انجام می‌دهیم. اگر علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد بسته های شبکه هستید یا اگر به دنبال تجهیزات شبکه مانند آنالایزرهایی هستید که ذکر کردم، با ما تماس بگیرید. ما اینجا هستیم تا به شما در رفع تمام نیازهای شبکه شما کمک کنیم و می توانیم بهترین راه حل ها را برای کسب و کارتان به شما ارائه دهیم. چه یک کسب و کار کوچک باشید که به دنبال راه اندازی یک شبکه محلی هستید یا یک شرکت بزرگ با نیازهای شبکه پیچیده، ما شما را تحت پوشش قرار داده ایم.

مراجع

• شبکه های کامپیوتری: رویکردی از بالا به پایین اثر اندرو اس. تاننبام و دیوید جی وترال
• TCP/IP مصور، جلد 1: پروتکل‌ها توسط ریچارد دیل