Выход удалось найти Леонарду Клейнроку из того же Массачусетского университета, который выдвинул принцип пакетной коммуникации. В отличие от канальной коммуникации (когда данные загружаются в одну линию связи последовательно непрерывным потоком), по замыслу Клейнрока ряд данных разбивается на небольшие фрагменты (пакеты), каждому из которых присваивается свой порядковый номер. Эти информационные единицы отправляются в сеть общего пользования не по одному каналу, а по различным линиям в зависимости от их загруженности. Одновременная, а не последовательная передача данных, сразу вывела скорость связи на новый качественный уровень. Также одна линия связи могла обслуживать сразу несколько компьютеров, ибо по ней можно было в порядке очередности слать пакеты, созданные разными пользователями. Концепция информационных пакетов и сделала возможным появление современного Интернета.
По своей структуре информационные пакеты напоминают письма. Роль адреса выполняет идентификатор приемника – это индивидуальный или групповой номер, присвоенный каждому принимающему абоненту в сети. Благодаря идентификатору компьютер может «опознавать», который направлен именно для него, либо для группы, в которую он входит. Идентификатор передатчика – это аналог обратного адреса, он позволяет установить, от какого компьютера пришел данный пакет. Управляющая информация играет роль почтового штемпеля – она указывает тип пакета, его номер, размер, формат, маршрут его доставки, и то, что с ним надо делать получателю. Основное значение управляющей информации – указать, к какому сообщению относится данный пакет, и каково его место в этом сообщении. Данные – это само содержание послания, то есть та информация, которая пересылается по сети. Контрольная сумма – это конверт, гарантирующий целостность сообщения. Контрольная сумма представляет собой краткое описание данные пакета, его объем и пр. Благодаря сравнению содержания полученного пакета с контрольной суммой можно судить о том, было ли полученное сообщение повреждено, изменено и пр. Стоповая комбинация является сигналом о том, что получение пакета закончено.
Основой функционирования пакетной связи является устройство, которое осуществляет распределение пакетов по доступным каналам – IP-маршрутизатор. Оно является своеобразным «перевалочным пунктом» для данных. К нему присоединяются линии связи от нескольких компьютеров, по которым движутся пакеты данных. Задача маршрутизатора заключается в том, чтобы получить пакет, прочитать идентификатор получателя и переслать информацию получателю (промежуточному или конечному).
Точное распознание получателя осуществляется за счет присвоенного ему уникального кода – IP-адреса. IP-адрес состоит из нескольких разделов, каждый из которых содержит все более и более подробные сведения о маршруте пакета.
Например, если адрес имеет следующий вид:
425.38.72.245
то, 425 – это номер сети, а 38 – это номер определенного узла в ней. Число 72 – адрес конкретного провайдера, а 137 – адрес компьютера.
Соответственно, идентификатор приемника в каждом пакете данных содержит сведения об IP-адресе получающего компьютера. Считывая эти данные в пакете, IP-маршрутизатор может переслать пакет именно в ту сеть, где находится компьютер получателя. Если номер сети в пакете совпадает с номером сети, который закреплен в самом маршрутизаторе, то считывается следующий номер в идентификаторе, и пакет направляется в узел данной сети, который соответствует считанному номеру. То же самое делает маршрутизатор узла, и так далее, пока пакет не доходит до компьютера получателя.