پکت داده یا Data Packet در شبکه چیست؟

در شبکه به یک بخش کوچک از یک پیام بزرگ‌تر، packet گفته می‌شود. داده‌های ارسال شده از طریق شبکه‌های کامپیوتری مانند اینترنت به چندین پکت تقسیم می‌شوند. سپس، این پکت‌ها (بسته‌ها) توسط رایانه یا دستگاهی که دریافت می‌شوند، به صورت مرتب ترکیب می‌شوند.

فرض کنید فرد A قصد دارد برای فرد B نامه بنویسد. اما به دلیل حجیم بودن، امکان نوشتن نامه بر روی یک کاغذ نیست. کاری که انجام می‌شود این است که فرد A نامه‌های خود را بر روی کارت‌های کوچک نوشته و روی هر کارت چند کلمه پر می‌کند و به همراه فهرست برای فرد B می‌فرستد. فرد B این کارت‌ها را بر اساس فهرست مرتب نموده و می‌تواند نامه را بخواند.

این فرایند دقیقا همان چیزی است که پکت‌ها در بستر اینترنت انجام می‌دهند. فرض کنید فردی قصد دارد یک تصویر دانلود کند. قطعا این فایل تصویر، به صورت یک تکه از سرور وب به کامپیوتر کاربر، منتقل نمی‌شود. بلکه به قسمت‌های کوچک‌تری تقسیم شده و از طریق سیم‌ها، کابل‌ها و امواج رادیویی اینترنت ارسال می‌شوند. در نهایت توسط کامپیوتر کاربر به صورت یک تصویر کامل مونتاژ می‌شود.

چرا از پکت داده استفاده می‌کنیم؟

از نقطه نظر تئوری می‌توان فایل‌ها و داده‌ها را بدون تبدیل آنها به بخش‌های کوچک‌تر از طریق اینترنت ارسال نمود. یک کامپیوتر می‌تواند داده‌ها را به صورت بیت‌های طولانی و شکسته نشده به کامپیوتر دیگر ارسال نماید. قابل ذکر است بیت‌ها بخش‌های کوچکی از اطلاعات هستند که به صورت پالس‌های الکتریسیته قابل تقسیر می‌باشند.

با این حال، وقتی بیش از دو کامپیوتر درگیر هستند، انجام چنین فرایندی با سرعت امکان‌پذیر نمی‌باشد. این در حالی است که بیت‌های طولانی داده از طریق سیم، تنها بین دو کامپیوتر رد و بدل می‌شود و هیچ کامپیوتر سومی نمی‌تواند از همان سیم‌ها برای ارسال اطلاعات استفاده کند و باید منتظر نوبت خود بماند.

برخلاف این رویکرد، اینترنت یک شبکه‌ی “تغییر پکت (packet switching)” می‌باشد. تغییر پکت به توانایی تجهیزات شبکه در پردازش پکت‌ها به صورت مستقل از هم اشاره دارد.

به عبارت دیگر، پکت‌ها می‌توانند از مسیرهای مختلفی در شبکه عبور کنند و به یک مقصد برسند؛ البته مشروط به این که همه‌ی پکت‌ها به مقصد برسند. در پروتکل‌های خاص، پکت ها حتما باید به ترتیب و صحیح به مقصد خود برسند، حتی اگر هر پکت مجبور باشد مسیر دیگری را طی کند.

به لطف “packet switching” پکت های مربوط به چندین کامپیوتر می‌توانند به هر ترتیب از طریق سیم‌های یکسان عبور کنند. این امر باعث می‌شود چندین ارتباط (connection) از طریق تجهیزات یکسان شبکه و در یک زمان رخ دهد. بنابراین، میلیاردها دستگاه می‌توانند همزمان در اینترنت، تبادل داده کنند.

packet header یا هدر بسته چیست؟

هدر بسته، در واقع همان برچسبی است که نوع بسته را مشخص می‌کند و اطلاعاتی در مورد محتوا، مبدا و مقصد پکت ارائه می‌دهد.

زمانی که فرد A کارت‌های کوچک خود را برای فرد B ارسال کرد، کلمات ثبت شده بر روی کارت‌ها، اطلاعات کافی به فرد B نمی‌داد و او نمی‌توانست نامه را به درستی بخواند.

فرد A می‌بایست ترتیب نامه‌ها را مشخص کند و همچنین فرد A باید مشخص کند که کارت‌ها از طرف او هستند. چون ممکن است کارت‌های دیگری نیز از طرف افراد مختلف به فرد B ارسال شوند، بنابراین اطلاعات مربوطه بالای هر کارت ثبت می‌شود. بالای کارت اول می‌نویسد: نامه از طرف A، یک از بیست و به همین ترتیب ادامه می‌دهد.

به همین ترتیب، تمام پکت‌های شبکه دارای یک هدر می‌باشند، به طوری که دستگاه دریافت کنندۀ آنها می‌داند که پکت‌ها از کجا آمده‌اند، برای چه کاری هستند و چگونه پردازش می‌شوند.

هر پکت از دو قسم تشکیل شده است: هدر و محتوا.

قسمت هدر دارای اطلاعاتی در مورد پکت می‌باشد، مانند مبدا و مقصد آدرس IP (یک آدرس آی پی معادل آدرس پستی کامپیوتر است). قسمت محتوا نیز حاوی اطلاعات مورد نظر می‌باشد.

در مورد مثال دانلود تصویر می‌توان گفت هزاران پکت که تصویر را تشکیل می‌دهند، هر یک دارای محتوایی هستند و محتوای آنها قسمت کوچکی از تصویر را با خود به همراه دارد.

هدرهای بسته‌ها چگونه منتقل می‌شوند؟

در حقیقت، هر پکت بیش از یک هدر دارد و هر هدر توسط یک بخش متفاوت از شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرد. هدرها توسط انواع خاصی از پروتکل‌های شبکه، به صورت ضمیمه منتقل می‌شوند.

پروتکل، یک روش استاندارد برای قالب‌بندی داده‌ها است و هر کامپیوتر می‌تواند این داده‌ها را تفسیر کند. بسیاری از پروتکل‌های مختلف هستند که باعث می‌شوند اینترنت کار کند. اکثر پکت‌هایی که از طریق اینترنت عبور می‌کنند، شامل Transmission Control Protocol یا TCP و Internet Protocol یا IP می‌باشند.

منظور از trailer و footer چیست؟

هدر هر پکت ابتدایی‌ترین قسمت آن است به طوری که روترها، سوییچ‌ها، کامپیوترها و هر چیز دیگری که یک پکت را پردازش می‌کند، ابتدا هدر را مشاهده می‌کنند. هر پکت دارای trailer و footer می‌باشد که به انتهایی‌ترین قسمت پکت ضمیمه شده‌اند و مانند هدرها، اطلاعات اضافه در مورد پکت‌ها ارائه می‌دهند.

فقط پروتکل‌های خاص شبکه قادر به ضمیمه کردن trailer یا footer به پکت‌ها می‌باشند و اکثر پروتکل‌ها فقط می‌توانند هدر را ضمیمه کنند. به عنوان مثال ESP (بخشی از مجموعه‌ی IPSec) به عنوان پروتکل لایه شبکه می‌تواند trailer را به پکت متصل کند.

IP Packet چیست؟

پروتکل اینترنت (IP) یک پروتکل لایه شبکه است که با مسیریابی در ارتباط است و برای اطمینان از رسیدن صحیح بسته‌ها به مقصد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

گاهی اوقات پکت‌ها توسط پروتکل مورد استفاده تعریف می‌شوند. به یک پکت به همراه IP header آن، IP packet گفته می‌شود. IP header حاوی اطلاعات مهمی در مورد منبع پکت (منبع آدرس IP)، مقصد پکت (آدرس IP مقصد)، اندازه‌ی پکت و همچنین مدت زمانی است که روترهای شبکه می‌بایست آن را در مسیر هدایت کنند تا مشکلی برای آن پیش نیاید. در ضمن می‌تواند اطلاعاتی در مورد رسیدن آسیب احتمالی به پکت و همچنین اصلاح پکت آسیب دیده ارائه دهد.

تفاوت packet و datagram

دیتاگرام به بخشی از داده‌های ارسال شده از طریق شبکه‌ی packet-switched گفته می‌شود. یک دیتاگرام حاوی اطلاعات کافی جهت هدایت از مبدا به مقصد می‌باشد. با استفاده از این تعریف می‌توان گفت یک IP packet نمونه‌ای از دیتاگرام می‌باشد. اساسا دیتاگرام جایگزینی برای packet محسوب می‌شود.

منظور از ترافیک شبکه و ترافیک مخرب شبکه چیست؟

ترافیک شبکه واژه‌ای است که به پکت‌هایی که از طریق شبکه عبور می‌کنند اطلاق می‌گردد. دقیقا مانند ترافیک خودرو که به ماشین‌ها و کامیون‌ها در جاده گفته می‌شود.

با این حال، همه‌ی پکت‌ها خوب و مقید نیستند و همه‌ی ترافیک شبکه ایمن نمی‌باشد. گاهی اوقات مهاجمان، با ارسال پکت‌های داده که به منظور به خطر انداختن یا غلبه بر شبکه طراحی شده یک ترافیک مخرب ایجاد می‌کنند. این حملات ممکن است به صورت حملات DDoS یا حملات سایبری دیگر رخ دهد.