ארכיטקטורת פרוטוקול TCP / IP ושכבותיה

תקשורת היא תהליך העברת המידע ממקום למקום אחר. או שזה יכול להיות העברת שיחות ממכשיר אחד לאחר או העברת קבצים ממחשב אחד למשנהו. מלחמות העולם הביאו להתפתחות אדירה של מוצרי האלקטרוניקה לתקשורת. כיום אנו משתמשים בשיטות תקשורת דיגיטליות בכל מקום. עם התפתחות הטכנולוגיה מיושמים סוגים רבים של התקני תקשורת. כדי ליצור תקשורת נכונה וללא טעויות בין התקנים מסוגים שונים ותצורות שונות, על כל המכשירים לפעול על פי כמה פרוטוקולים סטנדרטיים. פרוטוקול סטנדרטי כזה לתקשורת בין מכשירים שונים הוא פרוטוקול TCP / IP.

מהו פרוטוקול TCP / IP?

פרוטוקול TCP / IP מייצג את פרוטוקול בקרת השידור / פרוטוקול האינטרנט. הוא פותח על ידי משרד ההגנה של ארצות הברית בשנות השישים. זהו מודל רעיוני שיש לו סט של פרוטוקולי תקשורת משמש להעברת מידע דרך האינטרנט ו- רשת מחשבים.

פרוטוקול זה מספר לנו כיצד יש לטפל, לאחסן, להעביר, לקודד ולפענח נתונים על ידי המכשירים לצורך תקשורת מקצה לקצה בין התקנים. זהו הפרוטוקול העיקרי של חבילת פרוטוקול Intenet. TCP / IP מספק העברה מהימנה, בטוחה וללא שגיאות של נתונים בין יישומים הפועלים על מארחים באמצעות מדיה באינטרנט.

יישומי אינטרנט פופולריים רבים כגון האינטרנט, דואר אלקטרוני וכו 'משתמשים בפרוטוקול זה.

פרוטוקול TCP / IP יסודי

TCP / IP הוא פרוטוקול שכבתי הנמצא בשימוש נרחב ברשת. כדי להבין את אופן הפעולה של פרוטוקול הרשת, נסתכל על דוגמה למסירה פשוטה.

לשלוח משלוח ממקום אחד למשנהו מדובר במשימות מסוימות. בהתחלה, יש לארוז את החבילה ולטפל בה. ואז איש המסירה לוקח את החבילה מהשולח לחדר משלוח הדואר. כאן החבילות ממוינות לפי כתובת ומועברות בטנדרים ונשלחות למשרד מרוחק. במשרד המרוחק החבילות מונחות במגש לדוור הדואר. ואז הדואר אוסף את החבילה ומעביר אותה למקבל.

פרוטוקול הרשת כגון TCP / IP פועל באופן דומה גם בזמן שליחת מידע ונתונים ממכשיר אחד לאחר. יש לו ארבע שכבות המחלקות את המשימות בהתאם. הם שכבת היישומים, שכבת התחבורה, שכבת הרשת ושכבת קישור הנתונים מלמעלה למטה. לכל השכבות הללו יש פונקציות ספציפיות שלהם והן מתקשרות עם השכבות שמעליהן ומתחתיהן בעת ​​העברת נתונים.

ארכיטקטורת פרוטוקול TCP / IP

זהו מחסנית פרוטוקול בת ארבע שכבות. זה עוזר בקישור הדדי של התקני רשת דרך האינטרנט. כל שכבה מכילה פרוטוקולים מסוימים המסייעים לתפקוד השכבה. ארבע השכבות של פרוטוקול TCP / IP הן שכבת יישומים, שכבת תחבורה, רשת / שכבת אינטרנט ושכבת הנתונים / שכבה פיזית.

פרוטוקול זרימת נתונים של TCP / IP

יישומי, מצגת ושכבות מושב של מודל OSI משולבים כשכבת היישום / התהליך בפרוטוקול TCP / IP. זוהי השכבה העליונה של מחסנית פרוטוקול זו. שכבה זו שולטת בממשק המשתמש ותקשורת הצומת לצומת. שכבה זו מספקת את ממשק הרשת, פונקציות עבודה באינטרנט ותחבורה. הוא שולח את הנתונים לשכבת התחבורה.

אמינות, בקרת הזרימה ותיקון הנתונים הנשלחים דרך הרשת מטופלים על ידי שכבת התחבורה. פרוטוקול Datagram של משתמשים ופרוטוקול בקרת השידור נמצאים בשכבת התחבורה. לאחר שכבת ההובלה, השליטה ניתנת לשכבת האינטרנט.

שכבת האינטרנט מכונה גם שכבת הרשת. תפקידו להעביר את חבילות הנתונים דרך האינטרנט ליעד. חבילות נתונים יכולות לקחת כל אחד מהמסלולים המותאמים המוצעים על ידי שכבה זו. הפרוטוקול החשוב ביותר - פרוטוקול IP קיים בשכבה זו. פרוטוקול זה אחראי על הוספת כתובות ה- IP לנתונים, ניתוב המנות, אנקפסולציה של נתונים, עיצוב.

השכבה האחרונה בערמת פרוטוקול TCP / IP היא שכבת הגישה לרשת. זהו השילוב של שכבות הקישור הפיזיות והנתונים של מודל ה- OSI. העברת הנתונים פיזית ברשת בין שני מכשירים נשלטת על ידי שכבה זו. מיפוי כתובות ה- IP של המכשירים לכתובות פיזיות נעשה גם בשכבה זו.

חבילת פרוטוקול

פרוטוקול הוא מערכת חוקים המספרת ומכוונת כיצד מערכות צריכות לתקשר. חבילת פרוטוקולים היא אוסף של פרוטוקולים שנועדו לעבוד יחד. חבילת הפרוטוקולים הכוללת פרוטוקול אחד בלבד מכונה פרוטוקול מחסנית אחת. אך סוג זה של פרוטוקול הוא מאוד לא יציב ולעתים קרובות דורש לשנות את כל תוכנת הפרוטוקול אם נעשים שינויים כלשהם ביישום.

כדי להקל על השימוש בפרוטוקול הוצע ערימת הפרוטוקול בשכבות. סוג זה של ערימת פרוטוקולים מורכב מפרוטוקולים המסודרים ברמות שונות כאשר כל רמה מבצעת משימה מסוימת. כל רמה יכולה לתקשר עם הרמות שמעליהן ומתחתיהן. כאן ניתן לשנות או לשנות את המשימה או את התפקוד של רמה או שכבה מבלי להשפיע על שכבות אחרות.

TCP / IP היא חבילת פרוטוקול בת 4 שכבות. זה לוקח את מודל OSI כמסגרת הרעיונית שלו. סוויטה זו מורכבת מפרוטוקולים שונים המסודרים בארבע רמות. זה נקרא על שם שני הפרוטוקולים הפופולריים ביותר שלו - פרוטוקול בקרת השידור ופרוטוקול האינטרנט.

הפרוטוקולים הקיימים בשכבת היישומים

HTTP - פרוטוקול העברת HyperText. פרוטוקול זה מאפשר למשתמש לגשת לנתונים דרך האינטרנט. ניתן להשתמש בו בסביבת ההיפר-טקסט ולשלוח נתונים בצורה של טקסטים פשוטים, שמע ווידאו.

SNMP - פרוטוקול ניהול רשת פשוט, שמנהל מכשירים דרך האינטרנט.

SMTP - פרוטוקול העברת דואר יחיד. פרוטוקול זה מנהל שליחה וקבלה של מיילים

DNS - מערכת שמות מתחם, היא ממפה את שמות המארחים לכתובת ה- IP המארחת המחוברים לאינטרנט.

TELNET - רשת טרמינל, ליצירת חיבור בין המחשב המקומי למחשב המרוחק.

FTP - פרוטוקול העברת קבצים, המשמש להעברת קבצים ממחשב אחד למשנהו.

הפרוטוקולים הקיימים בשכבת התחבורה

UDP - פרוטוקול יחידת נתונים של משתמש. זה מספר למשתמש על נוכחותה של שגיאה. פרוטוקול זה מספק העברת נתונים מקצה לקצה. לחבילת נתונים, פרוטוקול זה מוסיף 8 בתים של כותרת. הכותרת מורכבת מארבעה שדות - כתובת יציאת מקור של 16 סיביות, כתובת יציאת יעד של 16 סיביות, שדה של 16 סיביות לציון אורך כולל ושדה בדיקת בדיקה של 16 סיביות.

כתובת יציאת המקור נותנת את הכתובת של תוכנית היישום שיצרה את ההודעה. כתובת יציאת היעד היא הכתובת של יישום היעד שאליו יש להעביר את הנתונים. שדה האורך הכולל נותן מידע על המספר הכולל של בתים הקיימים בתאריך. המידע הקיים בשדה בדיקת הבדיקה משמש לאיתור שגיאות.

TCP - פרוטוקול בקרת שידור. פרוטוקול זה פעיל למשך העברת הנתונים. זה ממעגל וירטואלי בין שולח למקלט. בצד השולח, הפרוטוקול מפרק את הנתונים בצורה של יחידות קטנות הנקראות פלחים. כל קטע משויך למספר רצף המסייע לסדר מחדש את הקטעים מההודעה המקורית.

בקצה המקלט, TCP אוסף את כל הקטעים ומסדר אותם מחדש על פי מספרי הרצף שלהם. בכל פעם שזוהה שגיאה על ידי הפרוטוקול הוא מעביר מחדש את הקטע. לאחר שהוודא שכל המקטעים מועברים ואושרים וההעברה הושלמה, הפרוטוקול ואז משליך את המעגל הווירטואלי.

פרוטוקולים קיימים בשכבת האינטרנט

פרוטוקול IP - זהו הפרוטוקול המשמעותי ביותר של חבילת פרוטוקול TCP / IP. כדי לזהות את המכשיר דרך האינטרנט ולקבוע את ניתוב עבודות האינטרנט, פרוטוקול זה מיישם כתובות מארחות לוגיות הנקראות כתובות IP עבור כל התקן מארח. פרוטוקול זה מקבל את הנתונים משכבת ​​התחבורה ומבטיח העברה מאובטחת של נתונים ממכשיר אחד למשנהו.

הוא ממיר את קטעי הנתונים לנתוני IP. אם גודל הדאטאגרמה גדול מהמגבלה שמספקת השכבה הבאה - שכבת הקישור, פרוטוקול ה- IP שבר את הדאגרמה לחלקים קטנים, כך שהם יכולים להיות מועברים בקלות דרך הרשת המקומית. בסוף הקבלה, מגזרים אלה מסודרים מחדש ויוצרים את המסר המקורי. נתבים משמשים לשליחת הנתונים בין מכשירים המחוברים דרך הרשת הרחוקה.

ARP - כתובת פרוטוקול החלטה. פרוטוקול זה מוצא את הכתובות הפיזיות מכתובות ה- IP. מכשירי השולח שרוצים לדעת את הכתובת הפיזית של מכשיר המקלט שולחים בקשת ARP דרך הרשת. כל המכשירים הקיימים ברשתות מקבלים בקשה זו, מעבדים אותה והמקבל מזהה את כתובת ה- IP הקיימת בבקשה ושולח את כתובתה הפיזית למרות תשובת ARP.

לפיכך כל הפרוטוקולים הללו יחד יוצרים את חבילת פרוטוקול TCP / IP. יישומים יבחרו איזה סוג פרוטוקול להשתמש בכל שכבה על סמך הפונקציות המסופקות על ידי הפרוטוקולים. ניתן לשנות בקלות את חבילת הפרוטוקול הזו ותואמת את כל סוגי חומרת המחשב ומערכות ההפעלה. במקור הוא תוכנן עבור מערכת ההפעלה UNIX.

נתבים ומתגים הם דוגמאות למכשירי הרשת המשמשים להעברת נתונים בין התקנים המחוברים דרך האינטרנט. כמו פרוטוקול TCP / IP לוקח את מודל OSI כהפניה, אילו שכבות של מודל OSI משולבים כשכבת יישומים של פרוטוקול TCP / IP?