For å få med så mange aspekter som mulig, lager vi en liten case: Vi ser for oss en nyinstallert maskin med Windows XP som vi kobler inn i hjemmenettverket vårt. Nettverket er koblet til Internett via et ADSL abonnement og ser normalt slik ut:

Du vil ofte se at alle komponentene inne i firkanten, faktisk bare er én fysisk boks. Det er likevel viktig å forstå hvilke komponenter som gjør hva.

Modem-funksjonaliteten sørger for å modulere digitale signaler opp i frekvens for sending frem til sentralen. Sentralen har en DSLAM enhet som omformer tilbake. ADSL er teknologien brukt "last mile", altså siste strekket frem til huset. Dette fordi vi ønsker å utnytte de eksisterende kobberparene telefonnettet består av da det er dyrt å bygge ut nytt. Resten av nettverket er av bedre kvalitet som fiber eller TP kabler. Noen er selvsagt så heldige at de har fiber eller tilsvarende helt inn i huset.

Fordi det er stor mangel på IP adresser, er det vanlig praksis å dele opp i private og offentlige nettverk slik at mange private IP adresser kan snakke ut via én enkelt offentlig IP adresse. Denne funksjonaliteten kalles NAT og er en naturlig oppgave for ruteren. I tillegg har ofte ruteren en protokoll for å automatisk konfigurere maskiner som kobler seg til. Den kalles DHCP og gir vanligvis ut IP-adresse, subnetmaske og default gateway, samt DNS servere. Den kan gi ut mye mer.

Hjemmeruteren har sjeldent mer enn to porter. En utvendig og en innvendig. For at flere maskiner på innsiden skal kunne koble seg til, ligger det en svitsj mellom innsiden og maskinene. For videre distribusjon kan også trådløs aksesspunkt kobles på innsideporten.

Vi lager ofte en "sky" på utsiden av ruteren og kaller det Internett. Men hva er egentlig Internett?

Denne figuren illustrerer hva Internett er per i dag. Vi har private nett benyttet av hjemmebrukere i rødt. Adresser benyttet internt i disse nettene må være unike internt, men naboen din kan bruke de samme adressene du bruker hos seg. De grønne nettene er offentlige nett og der må alle adresser være unike. Servere ute i det offentlige nettet kan ha web-sider, e-postservere, spilleservere osv. Alle nettene er separert med rutere som sender pakker i riktig retning. Hvis du lurer på hva et nett er, anbefaler jeg deg å lese på siden om IPv4.

Da begynner vi på eksemplet jeg introduserte på starten av denne siden: Du kobler deg opp, enten via en TP/fiberkabel eller over det trådløse nettverket. Det første maskinen din da ønsker å vite er hvilken IP og subnetmaske den skal bruke. Disse verdiene kan du enten sette manuelt, eller du kan be maskinen spørre etter dem via DHCP-protokollen.

Vi spør, og får svar. Ruteren tildeler oss en IP, og forteller oss hvem som er vår navneserver ( DNS ). For å vite hvilket nett vi er på, må vi også ha en subnetmaske. Kort fortalt består en IP adresse av en nettverksdel og en maskindel. Les mer om det på IPv4 siden. Den siste tingen du må ha for å komme på Internett er en default gateway. Alle pakker som ikke skal til det nettet du er på, sendes alltid til default gateway, og vil i praksis si adressen til ruteren din.

Du åpner så opp nettleseren din og taster inn en URL, for eksempel itavisen.no
Nettleseren din bruker så applikasjonslagprotokollen HTTP for å sende en spørring etter siden.

Det tar ikke lang tid før nettverksstacken bråstopper. HTTP-trafikk går normalt sett via TCP protokollen til port 80 hos mottakeren. IP protokollen trenger å vite hvilken IP-adresse itavisen.no tilsvarer. Ethernetprotokollen trenger å vite hvilken MAC-adresse default gateway har.

Nettverkslaget og IP-laget løser dette elegant ved å sende en annen nettverkspakke til en av DNS-serverene den fikk fra ruteren. Svaret den mottar putter den på plass og sender dataene videre til datalinklaget. Siden maskinen allerede har pratet med ruteren da den brukte DHCP-protokollen, vet den MAC-adressen til default gateway. Hvis den ikke hadde vist dette, måtte vi tatt enda en omvei og brukt ARP protokollen for å spørre alle den er direkte tilkoblet om noen av dem har IP-adresen den etterspør.

Omsider går HTTP-requesten til itavisen.no og om litt får vi svaret med HTML siden inkludert i retur.

For å unngå å måtte spørre samme spørsmål ut flere ganger, blir svarene vi mottar lagret i et buffer. På maskinen din har du derfor en ARP-tabell over MAC adresser med tilhørende IP-adresse, samt en tabell over DNS-oppslag med domenenavn og deres tilhørende IP. Tilsvarende har svitsjer en tabell over MAC-adresser og deres tilsvarende port på svitsjen. Rutere har en tabell over hvilke nett som befinner seg på hvilke porter.