پروتکل انتقال داده tcp ip. پروتکل TCP-IP چیست؟

می بینید که TCP/IP در لایه های سوم و چهارم مدل OSI قرار دارد. هدف از این کار واگذاری فناوری LAN به توسعه دهندگان است. هدف TCP/IP این است پیام رسانی V شبکه های محلیهر نوع و برقراری ارتباط با استفاده از هر برنامه شبکه.

پروتکل TCP/IP با مرتبط شدن با مدل OSIدر دو پایین ترین لایه - لایه داده و لایه فیزیکی. این به TCP/IP اجازه می‌دهد تا زمینه مشترک تقریباً با هر فناوری شبکه و در نتیجه با هر پلتفرم رایانه‌ای را پیدا کند. TCP/IP شامل چهار لایه انتزاعی است که در زیر فهرست شده است.

برنج. 3.1.

• رابط شبکه. به TCP/IP اجازه می دهد تا به طور فعال با تمام مدرن ها تعامل داشته باشد فناوری های شبکهبر اساس مدل OSI
• اینترنت. نحوه مدیریت IP را مشخص می کند ارسال پیام هااز طریق روترها در فضای شبکه مانند اینترنت.
• حمل و نقل. مکانیسم تبادل اطلاعات بین رایانه ها را تعریف می کند.
• کاربردی. برنامه های کاربردی شبکه را برای انجام وظایفی مانند حمل و نقل، ایمیل و غیره مشخص می کند.

به دلیل پذیرش گسترده آن، TCP/IP به استاندارد اینترنت واقعی تبدیل شده است. کامپیوتری که روی آن پیاده سازی شده است فناوری شبکه، بر اساس مدل OSI (Ethernet یا Token Ring) قابلیت ارتباط با سایر دستگاه ها را دارد. در مبانی شبکه، ما به لایه های 1 و 2 هنگام بحث در مورد فناوری های LAN نگاه کردیم. اکنون به پشته OSI می رویم و می بینیم که چگونه یک کامپیوتر در اینترنت یا داخل ارتباط برقرار می کند شبکه خصوصی. این بخش پروتکل TCP/IP و تنظیمات آن را مورد بحث قرار می دهد.

TCP/IP چیست؟

اینکه کامپیوترها می توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند خود یک معجزه است. از این گذشته ، اینها رایانه هایی از تولید کنندگان مختلف هستند که با سیستم عامل ها و پروتکل های مختلف کار می کنند. در غیاب برخی از پایه های مشترک، چنین دستگاه هایی قادر به تبادل اطلاعات نخواهند بود. هنگام ارسال از طریق شبکه، داده ها باید در قالبی باشند که هم دستگاه فرستنده و هم دستگاه گیرنده بتوانند آن را درک کنند.

TCP/IP این شرط را از طریق لایه اینترنت کار خود برآورده می کند. این لایه به طور مستقیم با لایه شبکه مدل مرجع OSI مطابقت دارد و بر اساس یک قالب پیام ثابت به نام دیتاگرام IP است. دیتاگرام چیزی شبیه یک سبد است که تمام اطلاعات پیام در آن قرار می گیرد. به عنوان مثال، هنگامی که یک صفحه وب را در یک مرورگر بارگذاری می کنید، آنچه روی صفحه می بینید به صورت تکه تکه توسط یک دیتاگرام ارائه می شود.

به راحتی می توان دیتاگرام ها را با بسته ها اشتباه گرفت. دیتاگرام است واحد اطلاعات، در حالی که یک بسته یک شیء پیام فیزیکی است (ایجاد شده در لایه های سوم و بالاتر) که در واقع در سراسر شبکه ارسال می شود. اگرچه برخی این اصطلاحات را قابل تعویض می دانند، اما تمایز آنها در واقع در زمینه خاصی مهم است - البته نه در اینجا. درک این نکته مهم است که پیام به قطعات تقسیم می شود، از طریق شبکه منتقل می شود و دوباره در دستگاه گیرنده مونتاژ می شود.

جنبه مثبت این رویکرد این است که اگر یک بسته در حین انتقال خراب شود، تنها آن بسته نیاز به ارسال مجدد دارد، نه کل پیام. نکته مثبت دیگر این است که هیچ میزبانی مجبور نیست به طور نامحدود منتظر بماند برای مدت طولانیتا زمانی که انتقال روی میزبان دیگر به پایان برسد، پیام خود را ارسال کند.

TCP و UDP

هنگام ارسال یک پیام IP از طریق شبکه، یکی از پروتکل های انتقال استفاده می شود: TCP یا UDP. TCP (پروتکل کنترل انتقال) نیمه اول مخفف TCP/IP است. پروتکل User Datagram Protocol (UDP) به جای TCP برای انتقال کمتر استفاده می شود پیام های مهم. هر دو پروتکل برای پیام رسانی صحیح در شبکه های TCP/IP استفاده می شوند. یک تفاوت قابل توجه بین این پروتکل ها وجود دارد.

TCP یک پروتکل قابل اعتماد نامیده می شود زیرا با گیرنده ارتباط برقرار می کند تا تأیید کند که پیام دریافت شده است.

UDP یک پروتکل غیرقابل اعتماد نامیده می شود زیرا حتی سعی نمی کند با گیرنده برای اطمینان از تحویل ارتباط برقرار کند.

مهم است که به یاد داشته باشید که فقط از یک پروتکل می توان برای ارسال پیام استفاده کرد. به عنوان مثال، هنگام بارگذاری یک صفحه وب، TCP تحویل بسته ها را بدون دخالت UDP کنترل می کند. از سوی دیگر، پروتکل انتقال فایل بی اهمیت (TFTP) تحت کنترل پروتکل UDP پیام ها را دانلود یا ارسال می کند.

روش حمل و نقل مورد استفاده بستگی به برنامه دارد - می تواند ایمیل، HTTP، برنامه مسئول باشد کار شبکه، و غیره. توسعه دهندگان برنامه های شبکهتا جایی که ممکن است از UDP استفاده کنید، زیرا این پروتکل ترافیک اضافی را کاهش می دهد. پروتکل TCP تلاش بیشتری را برای تحویل تضمین شده انجام می دهد و بسته های بسیار بیشتری را نسبت به UDP ارسال می کند. شکل 3.2 برنامه های شبکه را فهرست کرده و نشان می دهد که کدام برنامه ها از TCP و کدام از UDP استفاده می کنند. به عنوان مثال، FTP و TFTP تقریباً همین کار را انجام می دهند. با این حال، TFTP عمدتا برای دانلود و کپی برنامه های دستگاه شبکه استفاده می شود. TFTP می تواند از UDP استفاده کند زیرا اگر پیامی خراب شود، اتفاق بدی نمی افتد، زیرا پیام برای کاربر نهایی در نظر گرفته نشده است، بلکه برای مدیر شبکه است که سطح اولویت آن بسیار پایین تر است. مثال دیگر جلسه صوتی ویدیویی است که می تواند از پورت ها برای جلسات TCP و UDP استفاده کند. بنابراین، یک جلسه TCP برای تبادل داده ها هنگامی که یک اتصال تلفنی برقرار می شود، آغاز می شود مکالمه تلفنیاز طریق UDP منتقل می شود. این به سرعت پخش صدا و ویدئو مربوط می شود. اگر بسته ای گم شود، ارسال مجدد آن منطقی نیست، زیرا دیگر با جریان داده مطابقت نخواهد داشت.

فرمت دیتاگرام IP

بسته های IP را می توان به دیتاگرام تقسیم کرد. قالب دیتاگرام فیلدهایی را برای محموله و داده های کنترل انتقال پیام ایجاد می کند. شکل 3.3 نمودار یک دیتاگرام را نشان می دهد.

توجه داشته باشید. فریب اندازه فیلد داده در دیتاگرام را نخورید. دیتاگرام با داده های اضافی بارگذاری نمی شود. فیلد داده در واقع بزرگترین فیلد در دیتاگرام است.

مهم است که به یاد داشته باشید که بسته های IP می توانند طول های متفاوتی داشته باشند. در Networking Fundamentals گفته شد که بسته های اطلاعاتی در شبکه اترنت دارای حجم 64 تا 1400 بایت هستند. در شبکه Token Ring، طول آنها 4000 بایت است، در شبکه ATM - 53 بایت.

توجه داشته باشید. استفاده از بایت ها در دیتاگرام می تواند شما را گیج کند، زیرا انتقال داده اغلب با مفاهیمی مانند مگابیت و گیگابیت در ثانیه همراه است. با این حال، از آنجایی که رایانه ها ترجیح می دهند با بایت های داده کار کنند، دیتاگرام ها نیز از بایت ها استفاده می کنند.

اگر دوباره به فرمت دیتاگرام در شکل 3.3 نگاه کنید، متوجه خواهید شد که حاشیه های سمت چپ ثابت هستند. این اتفاق می افتد زیرا CPUاپراتور بسته باید بداند که هر فیلد از کجا شروع می شود. بدون استانداردسازی این فیلدها، بیت‌های نهایی یک هج‌پنج از 0s و 1s خواهند بود. در سمت راست دیتاگرام بسته هایی با طول متغیر قرار دارند. هدف از فیلدهای مختلف دیتاگرام به شرح زیر است.

• VER. نسخه پروتکل IP مورد استفاده توسط ایستگاهی که پیام اصلی از آنجا منشا گرفته است. نسخه فعلی IP نسخه 4 است. این فیلد تضمین می کند که نسخه های مختلفدر بین فضا
• HLEN. این فیلد طول هدر را به دستگاه دریافت کننده اطلاع می دهد تا CPU بداند که فیلد داده از کجا شروع می شود.
• نوع خدمات کدی که نوع کنترل بسته را از نظر سطح سرویس (قابلیت اطمینان، تقدم، عقب‌نشینی و غیره) به روتر می‌گوید.
• طول (طول). تعداد کل بایت های بسته، از جمله فیلدهای هدر و فیلد داده.
• شناسه، frags و frags افست. این فیلدها به روتر می گویند که چگونه بسته را قطعه قطعه کند و مجدداً جمع کند و چگونه تفاوت در اندازه فریم را جبران کند که ممکن است هنگام عبور یک بسته از بخش های LAN با فناوری های مختلف شبکه (اترنت، FDDI و غیره) رخ دهد.
• TTL. مخفف Time to Live عددی است که هر بار که یک بسته ارسال می شود یک عدد کاهش می یابد. اگر طول عمر صفر شود، بسته وجود ندارد. TTL از حلقه ها و سرگردانی بی پایان بسته های گم شده در اینترنت جلوگیری می کند.
• پروتکل پروتکل انتقال مورد استفاده برای انتقال بسته. اغلب، این فیلد پروتکل TCP را مشخص می کند، اما می توان از پروتکل های دیگری نیز استفاده کرد.
• جمع چک سرصفحه چک جمع عددی است که برای بررسی صحت پیام استفاده می شود. اگر چک جمع هاتمام بسته های پیام با مقدار صحیح مطابقت ندارند، این بدان معنی است که پیام مخدوش شده است.
• آدرس IP منبع آدرس 32 بیتی میزبانی که پیام را ارسال کرده است (معمولاً یک رایانه شخصی یا سرور).
• نشانی آی پی مقصد. آدرس 32 بیتی میزبانی که پیام به آن ارسال شده است (معمولاً یک رایانه شخصی یا سرور).
• گزینه های IP برای آزمایش شبکه یا سایر اهداف خاص استفاده می شود.
• لایه گذاری. تمام موقعیت های بیت استفاده نشده (خالی) را پر می کند تا پردازنده بتواند موقعیت بیت اول را به درستی در قسمت داده تعیین کند.
• داده ها. محموله پیام ارسال شده به عنوان مثال، قسمت داده بسته ممکن است حاوی متن یک ایمیل باشد.

همانطور که قبلا ذکر شد، بسته شامل دو جزء اصلی است: داده های مربوط به پردازش پیام، قرار داده شده در هدر، و اطلاعات واقعی. بخش اطلاعات در بخش بارگذاری است. شما می توانید این بخش را به عنوان انبار بار یک سفینه فضایی در نظر بگیرید. عنوان مربوط به تمام کامپیوترهای درونی شاتل در کابین خلبان است. تمام اطلاعات مورد نیاز روترها و کامپیوترهای مختلف را در طول مسیر پیام مدیریت می کند و برای حفظ نظم خاصی که در آن پیام از بسته های جداگانه جمع می شود استفاده می شود.

به طور خلاصه، این مجموعه ای از قوانین است که بر "ارتباطات" رایانه ها بین خود از طریق یک شبکه حاکم است. حدود دوازده مورد از آنها وجود دارد و هر کدام از آنها قوانینی را برای انتقال یک نوع داده خاص تعریف می کنند. اما برای سهولت کار، همه آنها در به اصطلاح "پشته" ترکیب می شوند و آن را به نام مهمترین پروتکل می نامند - پروتکل TCP/IP (پروتکل کنترل انتقال و پروتکل اینترنت). کلمه "پشته" به این معنی است که همه این پروتکل ها مانند "پشته ای از پروتکل ها" هستند که در آن پروتکل لایه بالایی بدون پروتکل لایه پایین نمی تواند کار کند.

پشته TCP/IP شامل 4 لایه است:

1. کاربردی - پروتکل های HTTP، RTP، FTP، DNS. سطح بالا؛ مسئول کار برنامه های کاربردی، مثلا خدمات پستی، نمایش داده ها در مرورگر و موارد دیگر.

2. حمل و نقل - پروتکل های TCP، UDP، SCTP، DCCP، RIP. این سطح از پروتکل ها تعامل صحیح رایانه ها با یکدیگر را تضمین می کند و یک هادی داده بین شرکت کنندگان مختلف شبکه است.

3. شبکه - پروتکل IP. این لایه با دادن یک آدرس دیجیتالی منحصربفرد به رایانه های موجود در شبکه، شناسایی را فراهم می کند.

4. کانال - پروتکل های اترنت، IEEE 802.11، اترنت بی سیم. پایین ترین سطح؛ با تجهیزات فیزیکی تعامل دارد، رسانه انتقال داده و ویژگی های آن را توصیف می کند.

بنابراین، رایانه شما از پشته پروتکل "HTTP - TCP - IP - Ethernet" برای نمایش این مقاله استفاده می کند.

نحوه انتقال اطلاعات از طریق اینترنت

هر کامپیوتر در شبکه یک میزبان نامیده می شود و با استفاده از پروتکلی به همین نام، یک آدرس IP منحصر به فرد دریافت می کند. این آدرس به شکل زیر نوشته شده است: چهار عدد از 0 تا 255 که با نقطه از هم جدا شده اند، به عنوان مثال 195.19.20.203. برای ارتباط موفق شبکه، آدرس IP باید شامل شماره پورت نیز باشد. از آنجایی که اطلاعات نه توسط خود کامپیوترها، بلکه توسط برنامه ها رد و بدل می شود، هر نوع برنامه نیز باید آدرس مخصوص به خود را داشته باشد که در شماره پورت نمایش داده می شود. به عنوان مثال، پورت 21 برای FTP، پورت 80 برای HTTP است. تعداد کل پورت‌های کامپیوتر محدود و برابر با 65536 است که از 0 تا 65535 شماره‌گذاری شده‌اند. شماره پورت‌های 0 تا 1023 توسط برنامه‌های کاربردی سرور رزرو شده است، و جایگاه پورت‌ها از 1024 تا 65535 توسط پورت‌های سرویس گیرنده اشغال می‌شود، که برنامه‌ها می‌توانند به‌صورت دلخواه از آن‌ها استفاده کنند. "پورت های مشتری" به صورت پویا اختصاص داده می شوند.

ترکیبی آدرس های IP و شماره پورتبه نام " سوکت". در آن، مقادیر آدرس و پورت با یک دو نقطه از هم جدا می شوند، به عنوان مثال، 195.19.20.203:110

بنابراین، برای اینکه یک کامپیوتر راه دور با IP 195.19.20.203 ایمیل دریافت کند، فقط باید داده ها را به پورت 110 آن تحویل دهید. و از آنجایی که این پورت شبانه روز به پروتکل POP3 که مسئول دریافت ایمیل است گوش می دهد، پس بقیه موارد مربوط به فناوری است.

تمام داده ها در شبکه برای راحتی به بسته ها تقسیم می شوند. یک بسته یک فایل 1-1.5 مگابایتی است که شامل داده های آدرس فرستنده و گیرنده، اطلاعات ارسال شده، به علاوه داده های سرویس است. تقسیم فایل ها به بسته ها می تواند تا حد زیادی بار روی شبکه را کاهش دهد، زیرا. مسیر هر یک از آنها از فرستنده تا گیرنده لزوماً یکسان نخواهد بود. اگر ترافیک در یک نقطه از شبکه رخ دهد، بسته ها قادر خواهند بود با استفاده از مسیرهای ارتباطی دیگر، آن را دور بزنند. این فناوری استفاده از اینترنت را به بهترین نحو ممکن ممکن می سازد: اگر بخشی از بخش حمل و نقل آن از بین برود، اطلاعات می تواند همچنان منتقل شود، اما به روش های دیگر. هنگامی که بسته ها به رایانه هدف می رسند، شروع به کامپایل کردن آنها در یک فایل واحد با استفاده از سربار آنها می کند. کل فرآیند را می توان با نوعی پازل بزرگ مقایسه کرد که بسته به اندازه فایل منتقل شده، می تواند به اندازه های واقعاً عظیمی برسد.

همانطور که قبلا ذکر شد، پروتکل IP به هر یک از اعضای شبکه، از جمله سایت ها، یک آدرس عددی منحصر به فرد می دهد. با این حال، به خاطر سپردن میلیون ها آدرس IP از توان هر شخصی خارج است! بنابراین، سرویس نام دامنه DNS (سیستم نام دامنه) ایجاد شد که آدرس‌های IP عددی را به نام‌های الفبایی تبدیل می‌کند که به خاطر سپردن آسان‌تر است. به عنوان مثال، به جای اینکه هر بار عدد افتضاح 5.9.205.233 را تایپ کنید، می توانید تایپ کنید. نوار آدرسمرورگر www.site.

وقتی آدرس سایت مورد نظر را در مرورگر تایپ می کنیم چه اتفاقی می افتد؟ بسته ای از رایانه ما با درخواست به سرور DNS در پورت 53 ارسال می شود. این پورت توسط سرویس DNS رزرو شده است که پس از پردازش درخواست ما، یک آدرس IP مربوط به نام سایت الفبایی عددی را برمی گرداند. پس از آن، کامپیوتر ما به سوکت 5.9.205.233:80 کامپیوتر 5.9.205.233 که میزبان پروتکل HTTP مسئول نمایش سایت ها در مرورگر است، متصل می شود و بسته ای را با درخواست دریافت صفحه www.site ارسال می کند. ما باید یک اتصال در پورت 80 برقرار کنیم، زیرا این پورت مربوط به وب سرور است. شما می توانید با میل شدید، پورت 80 را مستقیماً در نوار آدرس مرورگر - http://www.site:80 مشخص کنید. وب سرور درخواست دریافت شده از ما را پردازش می کند و چندین بسته حاوی آن را صادر می کند متن HTML، که توسط مرورگر ما نمایش داده می شود. در نتیجه صفحه اصلی را روی صفحه می بینیم

پشتهTCP/ IP.

پشته TCP/IP مجموعه ای از پروتکل های شبکه مرتب شده به صورت سلسله مراتبی است. این پشته از دو پروتکل اصلی - TCP (پروتکل کنترل انتقال) و IP (پروتکل اینترنت) نامگذاری شد. علاوه بر آنها، پشته شامل چندین ده پروتکل مختلف است. در حال حاضر، پروتکل های TCP/IP اصلی ترین پروتکل ها برای اینترنت و همچنین برای اکثر شبکه های شرکتی و محلی هستند.

در سیستم عامل Microsoft Windows Server 2003، پشته TCP/IP به عنوان پشته اصلی انتخاب می شود، اگرچه پروتکل های دیگر پشتیبانی می شوند (به عنوان مثال، پشته IPX/SPX، پروتکل NetBIOS).

پشته پروتکل TCP/IP دو ویژگی مهم دارد:

استقلال پلت فرم، یعنی می توان آن را بر روی انواع مختلف پیاده سازی کرد سیستم های عاملو پردازنده ها؛

باز بودن، یعنی استانداردهایی که پشته TCP / IP ساخته می شود، برای هر کسی در دسترس است.

تاریخچه خلقتTCP/ IP.

در سال 1967، آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته وزارت دفاع ایالات متحده (ARPA) توسعه یک شبکه کامپیوتری را آغاز کرد که قرار بود تعدادی از دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی را که دستورات آژانس را انجام می دادند، به هم مرتبط کند. این پروژه ARPANET نام داشت. تا سال 1972، شبکه 30 گره را به هم متصل کرد.

در چارچوب پروژه ARPANET، پروتکل های اصلی پشته TCP / IP - IP، TCP و UDP - در سال های 1980-1981 توسعه و منتشر شد. یک عامل مهم در گسترش TCP / IP، پیاده سازی این پشته در سیستم عامل UNIX 4.2 BSD (1983) بود.

در پایان دهه 1980، ARPANET بسیار توسعه یافته به عنوان اینترنت (شبکه های متصل به هم) شناخته شد و دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی را در ایالات متحده، کانادا و اروپا متحد کرد.

در سال 1992 ظاهر شد سرویس جدیداینترنت - WWW (World Wide Web - World Wide Web)، بر اساس پروتکل HTTP. تا حد زیادی به دلیل WWW، اینترنت و به همراه آن پروتکل های TCP / IP در دهه 90 توسعه سریعی دریافت کردند.

در آغاز قرن بیست و یکم، پشته TCP / IP نقش اصلی را در وسایل ارتباطی نه تنها برای شبکه های جهانی، بلکه برای شبکه های محلی به دست می آورد.

مدلOSI.

مدل تعامل سیستم های باز(OSI - Open Systems Interconnection) توسط سازمان بین المللی استاندارد (ISO - International Organization for Standardization) برای یک رویکرد یکسان در ساخت و اتصال شبکه ها ایجاد شد. توسعه مدل OSI در سال 1977 آغاز شد و در سال 1984 با تصویب استاندارد به پایان رسید. از آن زمان، این مدل مرجعی برای توسعه، توصیف و مقایسه پشته های پروتکل های مختلف بوده است.

بیایید به طور خلاصه عملکردهای هر سطح را در نظر بگیریم.

مدل OSI شامل هفت لایه است: فیزیکی، پیوند داده، شبکه، انتقال، جلسه، ارائه و برنامه.

لایه فیزیکی (لایه فیزیکی) اصول سیگنال دهی، سرعت انتقال، مشخصات کانال های ارتباطی را توصیف می کند. سطح توسط سخت افزار (آداپتور شبکه، پورت هاب، کابل شبکه) پیاده سازی می شود.

لایه پیوند (لایه پیوند داده) دو کار اصلی را حل می کند - در دسترس بودن رسانه انتقال را بررسی می کند (رسانه انتقال اغلب بین چندین گره شبکه تقسیم می شود) و همچنین خطاهایی را که در حین انتقال رخ می دهد شناسایی و تصحیح می کند. پیاده سازی سطح نرم افزار-سخت افزار است (به عنوان مثال، یک آداپتور شبکه و درایور آن).

لایه شبکه (لایه شبکه) ترکیبی از شبکه های فعال در پروتکل های کانال و کانال های مختلف را ارائه می دهد. لایه های فیزیکی، به یک شبکه ترکیبی. در این حالت هر یک از شبکه های موجود در یک شبکه واحد فراخوانی می شود زیر شبکه(زیر شبکه). در سطح شبکه، دو وظیفه اصلی برای حل وجود دارد - مسیریابی(مسیریابی، انتخاب روش بهینه برای ارسال پیام) و خطاب به(در آدرس دهی، هر گره در شبکه ترکیبی باید یک نام منحصر به فرد داشته باشد). معمولاً عملکردهای لایه شبکه توسط یک دستگاه خاص اجرا می شود - روتر(روتر) و نرم افزار آن.

لایه انتقال مشکل انتقال پیام قابل اعتماد در یک شبکه ترکیبی را با تایید تحویل و ارسال مجدد بسته ها حل می کند. این سطح و تمامی موارد زیر در نرم افزار پیاده سازی شده است.

لایه نشست (لایه جلسه) به شما امکان می دهد اطلاعات مربوط به وضعیت فعلی جلسه ارتباط را به خاطر بسپارید و در صورت قطع اتصال، جلسه را از این حالت از سر بگیرید.

لایه ارائه، تبدیل اطلاعات ارسال شده از یک رمزگذاری به رمزگذاری دیگر (به عنوان مثال، از ASCII به EBCDIC) را فراهم می کند.

لایه برنامه رابط بین بقیه لایه های مدل و برنامه های کاربردی کاربر را پیاده سازی می کند.

ساختارTCP/ IP. ساختار TCP/IP بر اساس مدل OSI نیست، بلکه بر اساس مدل خودش است که DARPA (دفاع ARPA - نام جدید آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته) یا DoD (وزارت دفاع - وزارت دفاع ایالات متحده) نامیده می شود. این مدل دارای چهار سطح می باشد. مطابقت مدل OSI با مدل DARPA و همچنین پروتکل های اصلی پشته TCP / IP در شکل نشان داده شده است. 2.2.

لازم به ذکر است که سطح پایین مدل DARPA - سطح رابط های شبکه - به طور دقیق، عملکردهای کانال و سطوح فیزیکی را انجام نمی دهد، بلکه فقط اتصال (رابط) سطوح بالای دارپا را با فناوری های شبکه های موجود در شبکه ترکیبی (به عنوان مثال اترنت، FDDI، ATM) فراهم می کند.

تمام پروتکل های موجود در پشته TCP/IP در اسناد RFC استاندارد شده اند.

مستنداتRFC.

استانداردهای رسمی تایید شده برای اینترنت و TCP/IP به عنوان اسناد RFC (درخواست نظرات - پیشنهاد کاری) منتشر می شوند. استانداردها توسط کل جامعه ISOC (انجمن اینترنت - جامعه اینترنتی، یک سازمان عمومی بین المللی) توسعه یافته است. هر عضو ISOC می تواند سندی را برای انتشار در RFC ارسال کند. علاوه بر این، این سند توسط کارشناسان فنی، تیم های توسعه و ویرایشگر RFC بررسی می شود و مطابق با RFC 2026 تصویب می شود. مراحل بعدیسطوح بلوغ نامیده می شود:

پیش نویس(اینترنت پیش نویس) - در این مرحله کارشناسان با سند آشنا می شوند، اضافات و تغییرات ایجاد می شود.

استاندارد پیشنهادی(استاندارد پیشنهادی) - به سند یک شماره RFC اختصاص داده شده است، کارشناسان قابلیت اجرا راه حل های پیشنهادی را تایید کردند، سند امیدوارکننده تلقی می شود، مطلوب است که در عمل آزمایش شود.

پیش نویس استاندارد(استاندارد پیش نویس) - یک سند در صورتی به پیش نویس استاندارد تبدیل می شود که حداقل دو توسعه دهنده مستقل مشخصات پیشنهادی را اجرا و با موفقیت به کار برده باشند. اصلاحات و بهبودهای جزئی همچنان در این مرحله مجاز هستند.

استاندارد اینترنت(استاندارد اینترنت) - بالاترین مرحله تایید استاندارد، مشخصات سند به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد و خود را در عمل ثابت کرده است. فهرستی از استانداردهای اینترنت در RFC 3700 آورده شده است. از هزاران RFC، تنها چند ده سند دارای وضعیت "استاندارد اینترنت" هستند.

علاوه بر استانداردها، RFC ها می توانند توصیف مفاهیم و ایده های جدید شبکه، دستورالعمل ها، نتایج مطالعات تجربی ارائه شده برای اطلاعات و غیره باشند.

تجربی(تجربی) - سندی حاوی اطلاعات در مورد تحقیق علمیو تحولاتی که ممکن است مورد علاقه اعضای ISOC باشد.

اطلاعاتی(اطلاعاتی) - سندی که برای ارائه اطلاعات منتشر می شود و نیازی به تایید جامعه ISOC ندارد.

بهترین تجربه مدرن(Best Current Practice) - سندی که برای انتقال تجربه پیشرفت‌های خاص مانند اجرای پروتکل در نظر گرفته شده است.

وضعیت در عنوان سند RFC بعد از کلمه نشان داده شده است دسته بندی (دسته بندی). برای اسناد در وضعیت استانداردها (استاندارد پیشنهادی، پیش نویس استاندارد، استاندارد اینترنت)، نام مشخص شده است استانداردها مسیر، زیرا ممکن است سطح آمادگی تغییر کند.

شماره های RFC به صورت متوالی تخصیص داده می شوند و هرگز مجدداً صادر نمی شوند. RFC اصلی هرگز به روز نمی شود. نسخه به روز شده با شماره جدید منتشر می شود. سند RFC منسوخ و جایگزین وضعیت می شود تاریخی(تاریخی).

تمام اسناد RFC موجود در حال حاضر را می توان به عنوان مثال در وب سایت مشاهده کرد www.rfc-editor.org . در آگوست 2007، بیش از 5000 مورد وجود داشت. RFCهای اشاره شده در این دوره در پیوست I فهرست شده اند.

مروری بر پروتکل های اصلی

پروتکل IP (اینترنت پروتکل) – این پروتکل اصلی لایه شبکه است که مسئول آدرس دهی در چندین شبکه و انتقال بسته بین شبکه ها است. پروتکل IP است دیتاگرامپروتکل، یعنی تحویل بسته ها به میزبان مقصد را تضمین نمی کند. پروتکل لایه انتقال TCP وظیفه ارائه تضمین ها را بر عهده دارد.

پروتکل ها پاره كردن (مسیریابی اطلاعات پروتکل – پروتکل اطلاعات مسیریابی ) وOSPF (باز کن کوتاه ترین مسیر اولین – « کوتاه ترین مسیرها ابتدا باز می شوند" ) - پروتکل های مسیریابی در شبکه های IP.

پروتکل ICMP (اینترنت کنترل پیام پروتکل – پروتکل پیام کنترل در شبکه های ترکیبی) برای تبادل اطلاعات در مورد خطاها بین روترهای شبکه و گره منبع بسته طراحی شده است. با کمک بسته های ویژه، عدم امکان تحویل بسته، مدت زمان مونتاژ بسته از قطعات، مقادیر غیرعادی پارامتر، تغییر مسیر ارسال و نوع سرویس، وضعیت سیستم و ... را گزارش می کند.

پروتکل ARP (نشانی وضوح پروتکل - پروتکل ترجمه آدرس) آدرس های IP را به آدرس های سخت افزاری شبکه های محلی تبدیل می کند. تبدیل معکوس با استفاده از پروتکل انجام می شود RAPR (ARP معکوس).

TCP (انتقال کنترل پروتکل - پروتکل کنترل انتقال) به دلیل تشکیل اتصالات منطقی، انتقال قابل اعتماد پیام ها را بین گره های شبکه راه دور فراهم می کند. TCP اجازه می دهد بدون خطا یک جریان بایت تولید شده در یکی از رایانه ها را به هر رایانه دیگری که بخشی از شبکه ترکیبی است تحویل دهد. TCP جریانی از بایت ها را به قطعات تقسیم می کند - بخش هاو آنها را به لایه شبکه منتقل می کند. پس از اینکه این بخش ها به مقصد تحویل شدند، TCP آنها را در یک جریان پیوسته از بایت ها دوباره جمع می کند.

UDP (کاربر دیتاگرام پروتکل – پروتکل دیتاگرام کاربر) انتقال داده را به روش دیتاگرام فراهم می کند.

http (فرامتن انتقال پروتکل - پروتکل انتقال ابرمتن) - پروتکل تحویل سند وب، پروتکل اصلی سرویس WWW.

FTP (فایل انتقال پروتکل - پروتکل انتقال فایل) - پروتکلی برای انتقال اطلاعات ذخیره شده در فایل ها.

ترکیدن 3 (پست دفتر پروتکل نسخه 3 – پروتکل اداره پست) و SMTP (ساده ایمیل انتقال پروتکل - پروتکل انتقال نامه ساده) - پروتکل هایی برای تحویل ایمیل های دریافتی (POP3) و ارسال خروجی (SMTP).

شبکه راه دور - یک پروتکل شبیه سازی ترمینال 1 که به کاربر امکان می دهد به ایستگاه های راه دور دیگر از دستگاه خود متصل شده و با آنها کار کند، گویی ترمینال راه دور اوست.

SNMP (ساده شبکه مدیریت پروتکل - یک پروتکل ساده مدیریت شبکه) برای تشخیص سلامت دستگاه های مختلف شبکه طراحی شده است.

برای تبادل اطلاعات بین رایانه ها استانداردهایی برای انتقال و پردازش اطلاعات ایجاد شد که به آنها پروتکل های شبکه می گفتند. رایج ترین پروتکل ها IP، ICMP، TCP، UDP، SMTP، POP/POP3، IMAP، HTTP/HTTPS و FTP هستند، اما پروتکل های کمتر شناخته شده دیگری مانند SSH، TELNET و غیره وجود دارند.

برای اینکه دو نفر بتوانند صحبت کنند، باید به یک زبان صحبت کنند. با این حال، آنها برای درک یکدیگر نیازی به رعایت دقیق دستور زبان و ساختارهای زبان رسمی ندارند. برای تبادل اطلاعات بین رایانه ها، همه چیز باید به وضوح تعریف و ساختار یافته باشد. بنابراین باید از استانداردهای انتقال و پردازش استفاده شود انواع مختلفاطلاعات پروتکل ها بر اساس توافقات بین المللی ایجاد می شوند و تبادل اطلاعات بین هر رایانه در هر مکان را تضمین می کنند. پروتکل های مختلفی برای نیازها و انواع اطلاعات مختلف وجود دارد.

IP، ICMP، TCP و UDP

IP (پروتکل اینترنت) و TCP (پروتکل کنترل انتقال) دو پروتکل کاملاً متفاوت هستند که معمولاً با یکدیگر مرتبط هستند. معمولاً از ترکیب چندین پروتکل به طور همزمان استفاده می شود، زیرا عملکرد پروتکل های مختلف را می توان به گونه ای ترکیب کرد که راه حلی برای مشکل به دست آورد. در ترکیب، هر پروتکل عملیات را در سطح خود انجام می دهد.

هنگام انتقال اطلاعات از طریق اینترنت، به قطعات کوچک تقسیم می شود - بسته های اینترنتی که مستقل از یکدیگر منتقل می شوند. این امر به طور قابل توجهی سرعت انتقال اطلاعات را افزایش می دهد زیرا قسمت های مختلف می توانند در مسیرهای مختلف منتقل شوند و پس از آن در محل دریافت مجدداً در یک کل واحد جمع می شوند. همچنین اقدامی برای جلوگیری از از دست رفتن اطلاعات در حین انتقال است. پروتکل TCP وظیفه ایجاد و مونتاژ مجدد بسته های اینترنتی را به ترتیب صحیح در مقصد بر عهده دارد و همچنین صحت اطلاعات را بررسی می کند. اگر برخی از بسته ها در حین انتقال گم شوند، دوباره ارسال می شوند.

پروتکل اینترنت (IP) برای تحویل اطلاعات استفاده می شود آدرس مورد نظر. هر رایانه ای که اتصال اینترنتی دارد آدرس منحصر به فرد خود را دارد - . هر بسته ارسالی حاوی یک آدرس تحویل است. یک بسته اینترنت می تواند قبل از رسیدن به مقصد از مسیریاب های زیادی عبور کند. پروتکل اینترنت مسئول مسیریابی بسته به کامپیوتر مشخص شده است. IP ارتباط فیزیکی بین رایانه ها ایجاد نمی کند. می توان آن را همراه با پروتکل های دیگری که اتصال ایجاد می کنند استفاده کرد.

برای انتقال اطلاعات کوچک می توانید استفاده کنید پروتکل UDP(پروتوکل دیتاگرام کاربر). همچنین در ارتباط با پروتکل اینترنت استفاده می شود، اما بسیار ساده تر از TCP است. برخلاف TCP، UDP تحویل بسته‌ها را به ترتیب صحیح تضمین نمی‌کند و ارسال بسته‌های از دست رفته را کپی نمی‌کند، بنابراین منابع سیستم کمتری مصرف می‌کند و سرعت انتقال بسیار بالاتر است. این در برنامه های کاربردی که نیاز به بزرگ استفاده می شود توان عملیاتیخطوط ارتباطی، یا زمان تحویل داده کوتاه، به عنوان مثال، برای ارتباطات صوتی یا تصویری.

همچنین یک پروتکل کاملا متفاوت وجود دارد. سطح پایین– ICMP (پروتکل پیام کنترل اینترنت). عمدتاً برای اهداف تشخیصی یا خدماتی مانند گزارش خطاها و سایر موارد استثنایی که در حین انتقال داده رخ می دهد، مانند سرویس درخواستی در دسترس نیست یا میزبان یا روتر پاسخ نمی دهد، استفاده می شود.

پروتکل های ایمیل - SMTP، POP، IMAP

ارسال و دریافت ایمیل نیازمند پروتکل های خاص خود است. نامه معمولاً با استفاده از پروتکل انتقال نامه ساده (SMTP) ارسال می شود. همچنین برای انتقال نامه بین آنها استفاده می شود سرورهای پست الکترونیکی. هنگام تنظیم کلاینت های ایمیل (مثلاً Outlook Express)، باید آدرس را مشخص کنید سرورهای SMTP. کلاینت های ایمیل معمولاً از POP (پروتکل اداره پست) برای دریافت نامه از سرور صندوق پست استفاده می کنند. اداره پست). در حال حاضر ویرایش سوم (نسخه) آن در حال اجراست که POP3 (پروتکل پست ورژن 3 - پروتکل پست اداره، نسخه 3) نام دارد. برای اینکه بتوانید هنگام تنظیم ایمیل در سرویس گیرنده ایمیل دریافت کنید، باید آدرس سرور POP3 را مشخص کنید. آدرس‌های سرورهای SMTP و POP3 ممکن است مطابقت داشته باشند یا نباشند، آنها باید با ارائه‌دهنده ایمیل شما بررسی شوند. پروتکل های SMTP و POP3 به همراه پروتکل TCP برای انتقال و تحویل نامه از طریق اینترنت کار می کنند.

همچنین یک پروتکل کاربردی تر، اما کمتر شناخته شده برای خواندن ایمیل وجود دارد - IMAP (پروتکل دسترسی به پیام اینترنتی - پروتکل دسترسی به ایمیل اینترنتی). این پروتکلبه شما این امکان را می دهد تا به نامه های ذخیره شده در صندوق پستی سرور بدون نیاز به دانلود آن دسترسی داشته باشید کامپیوتر محلی. هنگامی که نیاز به دسترسی به پیام های صندوق پستی از چندین رایانه دارید، این بسیار راحت است. IMAP همچنین در ارتباط با پروتکل TCP کار می کند.

پروتکل های HTTP و HTTPS

صفحات وب از زبان نشانه گذاری HyperText (HTML) استفاده می کنند. صفحات HTML با استفاده از استانداردی به نام پروتکل انتقال ابرمتن (HTTP) از طریق اینترنت منتقل می شوند. اساس HTTP فناوری «مشتری-سرور» است، یعنی کاربر برای درخواست اطلاعات، اتصال به سرور را آغاز می کند و سرور منتظر می ماند تا اتصال درخواست را دریافت کند، درخواست را پردازش می کند و پیامی را با نتیجه برمی گرداند. HTTP در ارتباط با پروتکل TCP کار می کند. آدرس هایی که از پروتکل HTTP استفاده می کنند با "http:" شروع می شوند.

مرتبط با پروتکل HTTP پروتکل HTTPS(HTTP over TLS - HTTP over TLS). این رمزگذاری برای انتقال داده ها برای محافظت فراهم می کند اطلاعات محرمانه. URL هایی که از پروتکل HTTP استفاده می کنند با "https:" شروع می شوند.

پروتکل انتقال فایل - FTP

پروتکل انتقال فایل (FTP) برای انتقال فایل ها از طریق شبکه های کامپیوتری از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر استفاده می شود. این فرصت را فراهم می کند کنترل سادهفایل ها روی یک کامپیوتر راه دور این یک پروتکل نسبتا قدیمی است که قبلاً عملیاتی شده بود وب جهانی(WWW - شبکه جهانی وب). در حال حاضر، عمدتاً برای آپلود فایل ها به سرورهای وب استفاده می شود، اما ذخیره سازی فایل نیز وجود دارد که از طریق پروتکل FTP کار می کند. این در ارتباط با پروتکل TCP کار می کند. URL هایی که از پروتکل FTP استفاده می کنند با "ftp:" شروع می شوند.

برای کارکرد همزمان سرورها با استفاده از پروتکل ها SMTP, ترکیدن, IMAP, http, HTTPS, FTPو سایرین نیازی به کامپیوترهای جداگانه یا آدرس های IP ندارند. همه این سرورها را می توان روی یک کامپیوتر با یک آدرس IP نصب کرد. این به دلیل این واقعیت است که هر یک از پروتکل ها از پروتکل های خود استفاده می کند.