1. Fysieke laagontvangst:

* Signaalontvangst: De netwerkinterfacekaart (NIC) ontvangt het binnenkomende signaal (elektrische, optische of radiogolven) dat het pakket draagt.

* Signaalconversie: De NIC zet het signaal om in een digitaal formaat dat de computer kan begrijpen (bits en bytes).

* Foutdetectie van fysieke laag: De NIC voert vaak basisfoutdetectie uit, waarbij wordt gecontroleerd op zaken als signaalintegriteit en framingfouten op de fysieke laag. Als er fouten worden gedetecteerd, kan het pakket meteen worden verwijderd.

2. Datalinklaagverwerking (meestal Ethernet):

* Frameafbakening: De NIC identificeert het begin en einde van het dataframe met behulp van framebegrenzers (bijvoorbeeld preambule en Start Frame Delimiter in Ethernet).

* Frame Check Sequence (FCS)-verificatie: De NIC berekent de FCS (ook bekend als CRC - Cyclic Redundancy Check) voor het ontvangen frame en vergelijkt deze met de FCS die in het frame is opgenomen. Dit is een robuustere foutcontrole dan op de fysieke laag. Als de FCS niet overeenkomt, wat wijst op gegevensbeschadiging tijdens de verzending, wordt het frame weggegooid.

* Bestemming MAC-adrescontrole: De NIC haalt het bestemmings-MAC-adres uit de frameheader en vergelijkt dit met het eigen MAC-adres van de NIC of het uitgezonden MAC-adres.

* Overeenkomst: Als de MAC-adressen overeenkomen (of het een uitzending is), wordt het frame geaccepteerd en doorgegeven aan de volgende laag (netwerklaag).

* Mismatch: Als de MAC-adressen niet overeenkomen, wordt het frame doorgaans weggegooid. In de promiscue modus (gebruikt voor netwerkmonitoring) kan de NIC zo zijn geconfigureerd dat alle frames worden vastgelegd, ongeacht het MAC-adres van de bestemming.

* Bron MAC-adres leren (voor switches): Als het ontvangende apparaat een netwerkswitch is, leert het de toewijzing van het bron-MAC-adres aan de poort waarop het frame is ontvangen. Dit helpt toekomstige frames efficiënter door te schakelen.

3. Netwerklaagverwerking (meestal IP):

* Pakketextractie: De NIC geeft de payload van het frame (het IP-pakket) door aan de netwerkstack van het besturingssysteem.

* IP-headervalidatie: De netwerkstack controleert de IP-header op geldigheid:

* Versie: Controleert de IP-versie (IPv4 of IPv6).

* Kopcontrolesom: Valideert de controlesom van de IP-header om ervoor te zorgen dat de header niet beschadigd is. Als de controlesom ongeldig is, wordt het pakket weggegooid.

* Time to Live (TTL) / Hoplimiet: Verlaagt het TTL- (IPv4) of Hop Limit-veld (IPv6). Als de TTL/Hop-limiet 0 bereikt, wordt het pakket weggegooid om routeringslussen te voorkomen, en wordt mogelijk een ICMP-bericht 'Time Exceeded' teruggestuurd naar de bron.

* Bestemming IP-adres controleren: De netwerkstack vergelijkt het doel-IP-adres in de IP-header met het eigen IP-adres van de host.

* Overeenkomst: Als de IP-adressen overeenkomen, is het pakket bestemd voor deze host en wordt het verder verwerkt.

* Mismatch: Als de IP-adressen niet overeenkomen:

* Geen router: Als de host niet als router is geconfigureerd, wordt het pakket verwijderd.

* Router: Als de host is geconfigureerd als een router, raadpleegt hij zijn routeringstabel om de volgende hop voor het pakket te bepalen en stuurt het pakket dienovereenkomstig door (na het verlagen van de TTL/Hop-limiet en het bijwerken van de header-controlesom).

* Fragmentatie/hermontage (indien nodig): Als het pakket bij de bron (of een tussenliggende router) gefragmenteerd was omdat het te groot was voor het netwerkpad (MTU-problemen), moet de ontvangende host de fragmenten mogelijk opnieuw samenstellen tot het oorspronkelijke IP-pakket.

* Protocolidentificatie: De netwerkstack gebruikt het veld "Protocol" in de IP-header (bijvoorbeeld 6 voor TCP, 17 voor UDP, 1 voor ICMP) om te bepalen welk transportlaagprotocol het pakket gebruikt.

4. Transportlaagverwerking (TCP of UDP):

* Poortnummeridentificatie: De transportlaag haalt het bestemmingspoortnummer uit de TCP- of UDP-header. Het poortnummer identificeert de specifieke toepassing of service die op de host draait en die de gegevens moet ontvangen.

* Validatie van transportlaagkop: De transportlaag controleert de integriteit van de header.

* Checksum: TCP- en UDP-headers bevatten een controlesom om ervoor te zorgen dat de gegevens tijdens de verzending niet zijn beschadigd. Als de controlesom ongeldig is, wordt het pakket doorgaans weggegooid.

* Verbindingsbeheer (alleen TCP): Als het pakket een TCP-pakket is, verwerkt de transportlaag verbindingsgerichte functies:

* Volgnummerverificatie: TCP gebruikt volgnummers om ervoor te zorgen dat pakketten in de juiste volgorde worden ontvangen en om ontbrekende pakketten te detecteren. De ontvanger verifieert het volgnummer om de datastroom correct opnieuw samen te stellen.

* Bevestiging (ACK) Verzenden: De ontvanger stuurt bevestigingen (ACK's) terug naar de afzender om te bevestigen dat pakketten met succes zijn ontvangen.

* Stroomcontrole: TCP implementeert stroomcontrolemechanismen om te voorkomen dat de afzender de ontvanger overspoelt met gegevens.

* Gegevenslevering: De transportlaag levert de gegevens (de payload van het TCP- of UDP-pakket) aan de juiste applicatie of dienst die wordt geïdentificeerd door het poortnummer.

5. Verwerking van applicatielaag:

* Gegevensinterpretatie: De applicatie ontvangt de gegevens van de transportlaag. Vervolgens interpreteert het de gegevens volgens het specifieke protocol (bijvoorbeeld HTTP, SMTP, DNS).

* Actie op basis van gegevens: De applicatie onderneemt passende actie op basis van de ontvangen gegevens. Dit kan het volgende inhouden:

* Een webpagina weergeven in een browser (HTTP).

* Een e-mail bezorgen (SMTP).

* Het oplossen van een domeinnaam (DNS).

* Een videostream afspelen.

Overzichtstabel:

| Laag | Kernacties |

|--------------|--------------------------------------------------------------------|

| Fysiek | Signaalontvangst, conversie, basisfoutdetectie |

| Gegevenslink | Frameafbakening, FCS-verificatie, MAC-adresfiltering |

| Netwerk | Validatie van IP-headers, matchen van IP-adressen, routering, fragmentatie/hermontage |

| Vervoer | Poortnummeridentificatie, headervalidatie, verbindingsbeheer (TCP) |

| Toepassing | Gegevensinterpretatie, toepassingsspecifieke verwerking |

Belangrijke overwegingen:

* Foutafhandeling: Foutdetectie en -afhandeling zijn cruciaal in elke laag. Pakketten die als beschadigd worden beschouwd, worden doorgaans weggegooid.

* Multithreading/multiverwerking: Moderne besturingssystemen maken gebruik van multithreading en multiprocessing om het netwerkverkeer efficiënt af te handelen. De netwerkstack kan meerdere pakketten tegelijkertijd verwerken.

* Prestatieoptimalisatie: Besturingssystemen maken gebruik van verschillende technieken om de netwerkprestaties te optimaliseren, zoals bufferbeheer, caching en onderbrekingsbeperking.

* Netwerkbeveiliging: Firewalls en inbraakdetectiesystemen (IDS) kunnen pakketten op verschillende lagen inspecteren om kwaadaardig verkeer te identificeren en te blokkeren.

* Hardwareversnelling: Sommige NIC's bieden hardwareversnelling voor bepaalde netwerktaken, zoals het berekenen van TCP-checksums, waardoor de prestaties kunnen worden verbeterd.

Deze gedetailleerde uitsplitsing illustreert het complexe proces dat betrokken is bij het ontvangen en verwerken van een pakket. Elke laag voert specifieke functies uit om betrouwbare en efficiënte gegevensoverdracht te garanderen.