پروتکل IPv4 پروتکل SNMP (مبانی) tcp ip برای dummies چیست

11.10.2023

در دنیای مدرن، اطلاعات در عرض چند ثانیه پخش می شود. این خبر به تازگی ظاهر شده است و یک ثانیه بعد در برخی از وب سایت های اینترنتی موجود است. اینترنت یکی از مفیدترین پیشرفت های ذهن انسان به حساب می آید. برای بهره مندی از تمامی مزایای اینترنت، باید به این شبکه متصل شوید.

تعداد کمی از مردم می دانند که فرآیند ساده بازدید از صفحات وب شامل یک سیستم پیچیده از اقدامات است که برای کاربر نامرئی است. هر کلیک روی یک لینک صدها عملیات محاسباتی مختلف را در قلب کامپیوتر فعال می کند. اینها شامل ارسال درخواست، دریافت پاسخ و موارد دیگر است. پروتکل های به اصطلاح TCP/IP مسئول هر عملی در شبکه هستند. آنها چه هستند؟

هر پروتکل اینترنت TCP/IP در سطح خود عمل می کند. به عبارت دیگر، هرکس کار خودش را می کند. کل خانواده پروتکل های TCP/IP مقدار زیادی کار را به طور همزمان انجام می دهد. و کاربر در این زمان فقط تصاویر روشن و خطوط طولانی متن را می بیند.

مفهوم پشته پروتکل

پشته پروتکل TCP/IP مجموعه ای سازمان یافته از پروتکل های شبکه اصلی است که به صورت سلسله مراتبی به چهار سطح تقسیم می شود و سیستمی برای توزیع انتقال بسته ها بر روی یک شبکه کامپیوتری است.

TCP/IP معروف ترین پشته پروتکل شبکه است که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد. اصول پشته TCP/IP برای هر دو شبکه محلی و گسترده اعمال می شود.

اصول استفاده از آدرس ها در پشته پروتکل

پشته پروتکل شبکه TCP/IP مسیرها و مسیرهایی را که بسته ها در آن ارسال می شوند، توصیف می کند. این وظیفه اصلی کل پشته است که در چهار سطح انجام می شود که با استفاده از یک الگوریتم ثبت شده با یکدیگر تعامل دارند. برای اطمینان از ارسال صحیح بسته و تحویل دقیقاً به نقطه ای که آن را درخواست کرده است، آدرس IP معرفی و استاندارد شده است. این به دلیل وظایف زیر بود:

آدرس‌های انواع مختلف باید هماهنگ باشند.به عنوان مثال، تبدیل دامنه وب سایت به آدرس IP سرور و برگشت آن، یا تبدیل نام میزبان به آدرس و برگشت. به این ترتیب، دسترسی به نقطه نه تنها با استفاده از آدرس IP، بلکه با نام بصری آن امکان پذیر می شود.
آدرس ها باید منحصر به فرد باشند.این به این دلیل است که در برخی موارد خاص بسته باید فقط به یک نقطه خاص برسد.
نیاز به پیکربندی شبکه های محلی

در شبکه‌های کوچکی که از چندین نود استفاده می‌شود، همه این کارها به سادگی و با استفاده از ساده‌ترین راه‌حل‌ها انجام می‌شوند: جمع‌آوری جدولی که مالکیت دستگاه و آدرس IP مربوطه آن را توضیح می‌دهد، یا می‌توانید به صورت دستی آدرس‌های IP را در همه آداپتورهای شبکه توزیع کنید. با این حال، برای شبکه های بزرگ با هزار یا دو هزار ماشین، وظیفه صدور دستی آدرس چندان امکان پذیر به نظر نمی رسد.

به همین دلیل است که رویکرد ویژه ای برای شبکه های TCP/IP ابداع شد که به یکی از ویژگی های متمایز پشته پروتکل تبدیل شد. مفهوم مقیاس پذیری معرفی شد.

لایه های پشته پروتکل TCP/IP

در اینجا سلسله مراتب خاصی وجود دارد. پشته پروتکل TCP/IP دارای چهار لایه است که هر یک مجموعه پروتکل های خاص خود را مدیریت می کند:

سطح کاربردی: ایجاد شده تا کاربر را قادر به تعامل با شبکه کند در این سطح هر آنچه کاربر می بیند و انجام می دهد پردازش می شود. این لایه به کاربر امکان دسترسی به خدمات مختلف شبکه را می دهد، به عنوان مثال: دسترسی به پایگاه های داده، توانایی خواندن لیستی از فایل ها و باز کردن آنها، ارسال پیام ایمیل یا باز کردن یک صفحه وب. همراه با داده ها و اقدامات کاربر، اطلاعات سرویس در این سطح منتقل می شود.

لایه حمل و نقل:این یک مکانیسم انتقال بسته خالص است. در این سطح، نه محتویات بسته و نه وابستگی آن به هیچ اقدامی اصلاً مهم نیست. در این سطح، فقط آدرس گره ای که بسته از آن ارسال می شود و آدرس گره ای که بسته باید به آن تحویل داده شود اهمیت دارد. به عنوان یک قاعده، اندازه قطعات ارسال شده با استفاده از پروتکل های مختلف می تواند تغییر کند، بنابراین، در این سطح، بلوک های اطلاعات را می توان در خروجی تقسیم کرد و به یک کل واحد در مقصد مونتاژ کرد. اگر در زمان ارسال قطعه بعدی، قطع اتصال کوتاه مدت رخ دهد، این امر باعث از دست رفتن اطلاعات احتمالی می شود.

لایه انتقال شامل پروتکل‌های زیادی است که به کلاس‌ها تقسیم می‌شوند، از ساده‌ترین پروتکل‌ها که به سادگی داده‌ها را منتقل می‌کنند تا پروتکل‌های پیچیده که مجهز به عملکرد تأیید دریافت یا درخواست مجدد یک بلوک از دست رفته داده هستند.

این سطح سطح بالاتر (کاربردی) را با دو نوع خدمات ارائه می دهد:

تحویل تضمینی را با استفاده از پروتکل TCP ارائه می دهد.
در صورت امکان از طریق UDP تحویل می شود .

برای اطمینان از تحویل تضمینی، یک اتصال طبق پروتکل TCP ایجاد می شود که به بسته ها اجازه می دهد در خروجی شماره گذاری شوند و در ورودی تأیید شوند. شماره گذاری بسته ها و تایید دریافت به اصطلاح اطلاعات سرویس است. این پروتکل از انتقال در حالت "Duplex" پشتیبانی می کند. علاوه بر این، به لطف مقررات سنجیده پروتکل، بسیار قابل اعتماد در نظر گرفته می شود.

پروتکل UDP برای لحظاتی در نظر گرفته شده است که پیکربندی انتقال از طریق پروتکل TCP غیرممکن است یا باید در بخش انتقال داده شبکه ذخیره کنید. همچنین، پروتکل UDP می تواند با پروتکل های سطح بالاتر تعامل داشته باشد تا قابلیت اطمینان انتقال بسته را افزایش دهد.

لایه شبکه یا "لایه اینترنت":لایه پایه برای کل مدل TCP/IP. عملکرد اصلی این لایه با لایه ای به همین نام در مدل OSI یکسان است و حرکت بسته ها را در یک شبکه ترکیبی متشکل از چندین زیر شبکه کوچکتر توصیف می کند. لایه های مجاور پروتکل TCP/IP را به هم پیوند می دهد.

لایه شبکه لایه اتصال بین لایه انتقال بالاتر و سطح پایین تر رابط های شبکه است. لایه شبکه از پروتکل هایی استفاده می کند که درخواستی را از لایه انتقال دریافت می کند و از طریق آدرس دهی تنظیم شده، درخواست پردازش شده را به پروتکل رابط شبکه منتقل می کند و نشان می دهد که داده ها به کدام آدرس ارسال شود.

پروتکل های شبکه TCP/IP زیر در این سطح استفاده می شوند: ICMP، IP، RIP، OSPF. اصلی ترین و محبوب ترین در سطح شبکه، البته، IP (پروتکل اینترنت) است. وظیفه اصلی آن انتقال بسته ها از یک روتر به روتر دیگر است تا زمانی که یک واحد داده به رابط شبکه گره مقصد برسد. پروتکل IP نه تنها در هاست، بلکه در تجهیزات شبکه نیز مستقر است: روترها و سوئیچ های مدیریت شده. پروتکل IP بر اساس اصل بهترین تلاش و تحویل بدون تضمین عمل می کند. یعنی برای ارسال بسته نیازی به برقراری ارتباط از قبل نیست. این گزینه منجر به صرفه جویی در ترافیک و زمان در جابجایی بسته های خدمات غیر ضروری می شود. بسته به سمت مقصد خود هدایت می شود و این امکان وجود دارد که گره غیرقابل دسترسی باقی بماند. در این حالت پیغام خطا برگردانده می شود.

سطح رابط شبکه:مسئول اطمینان از اینکه شبکه های فرعی با فناوری های مختلف می توانند با یکدیگر تعامل داشته باشند و اطلاعات را در یک حالت انتقال دهند. این در دو مرحله ساده انجام می شود:

رمزگذاری یک بسته در یک واحد داده شبکه میانی.
اطلاعات مقصد را به استانداردهای زیر شبکه مورد نیاز تبدیل می کند و واحد داده را ارسال می کند.

این رویکرد به ما اجازه می دهد تا به طور مداوم تعداد فناوری های شبکه پشتیبانی شده را گسترش دهیم. به محض اینکه یک فناوری جدید ظاهر می شود، بلافاصله در پشته پروتکل TCP/IP قرار می گیرد و به شبکه هایی با فناوری های قدیمی اجازه می دهد تا داده ها را به شبکه های ساخته شده با استانداردها و روش های مدرن تر انتقال دهند.

واحدهای داده منتقل شده

در طول وجود چنین پدیده ای مانند پروتکل های TCP/IP، اصطلاحات استاندارد برای واحدهای داده ارسال شده ایجاد شد. بسته به فناوری های مورد استفاده شبکه مقصد، داده ها در حین انتقال می توانند به روش های مختلفی تقسیم شوند.

برای داشتن ایده ای از آنچه با داده ها اتفاق می افتد و در چه مقطع زمانی، لازم بود اصطلاحات زیر را ارائه دهیم:

جریان داده ها- داده هایی که از پروتکل های یک لایه کاربردی بالاتر به لایه انتقال می رسد.
یک قطعه قطعه ای از داده است که یک جریان بر اساس استانداردهای پروتکل TCP به آن تقسیم می شود.
دیتاگرام(به خصوص افراد بی سواد آن را به عنوان "Datagram" تلفظ می کنند) - واحدهای داده ای که با تقسیم یک جریان با استفاده از پروتکل های بدون اتصال (UDP) به دست می آیند.
کیسه پلاستیکی- یک واحد داده تولید شده از طریق پروتکل IP.
پروتکل‌های TCP/IP بسته‌های IP را در بلوک‌هایی از داده‌هایی که از طریق شبکه‌های ترکیبی منتقل می‌شوند، بسته‌بندی می‌کنند. پرسنلیا قاب ها.

انواع آدرس های پشته پروتکل TCP/IP

هر پروتکل انتقال داده TCP/IP از یکی از انواع آدرس زیر برای شناسایی هاست استفاده می کند:

آدرس های محلی (سخت افزاری).
آدرس های شبکه (آدرس IP).
نام های دامنه

آدرس های محلی (آدرس های MAC) - در اکثر فناوری های شبکه محلی برای شناسایی رابط های شبکه استفاده می شود. هنگامی که در مورد TCP/IP صحبت می شود، کلمه local به معنای رابطی است که نه در یک شبکه ترکیبی، بلکه در یک زیرشبکه جداگانه عمل می کند. به عنوان مثال، زیر شبکه یک رابط متصل به اینترنت محلی و شبکه اینترنت ترکیبی خواهد بود. یک شبکه محلی می تواند بر روی هر فناوری ساخته شود و صرف نظر از این، از دیدگاه یک شبکه ترکیبی، ماشینی که در یک زیر شبکه اختصاصی جداگانه قرار دارد، محلی نامیده می شود. بنابراین، هنگامی که یک بسته وارد شبکه محلی می شود، آدرس IP آن با آدرس محلی مرتبط می شود و بسته به آدرس MAC رابط شبکه ارسال می شود.

آدرس های شبکه (آدرس IP). فناوری TCP/IP آدرس دهی جهانی خود را برای گره ها برای حل یک مشکل ساده فراهم می کند - ترکیب شبکه ها با فناوری های مختلف در یک ساختار بزرگ انتقال داده. آدرس دهی IP کاملاً مستقل از فناوری مورد استفاده در شبکه محلی است، اما یک آدرس IP به یک رابط شبکه اجازه می دهد تا یک ماشین را در یک شبکه ترکیبی نشان دهد.

در نتیجه، سیستمی توسعه یافت که در آن به هاست ها یک آدرس IP و یک ماسک زیر شبکه اختصاص داده می شود. زیرشبکه ماسک نشان می دهد که چند بیت به شماره شبکه و چند بیت به شماره میزبان اختصاص داده شده است. یک آدرس IP شامل 32 بیت است که به بلوک های 8 بیتی تقسیم می شود.

هنگامی که یک بسته ارسال می شود، اطلاعاتی در مورد شماره شبکه و شماره گره ای که بسته باید به آن ارسال شود به آن اختصاص می یابد. ابتدا روتر بسته را به زیر شبکه مورد نظر ارسال می کند و سپس میزبانی انتخاب می شود که منتظر آن است. این فرآیند توسط پروتکل Address Resolution Protocol (ARP) انجام می شود.

آدرس‌های دامنه در شبکه‌های TCP/IP توسط یک سیستم نام دامنه (DNS) طراحی شده مدیریت می‌شوند. برای انجام این کار، سرورهایی وجود دارند که نام دامنه را که به صورت رشته ای از متن ارائه می شود، با آدرس IP مطابقت می دهند و بسته را مطابق با آدرس دهی جهانی ارسال می کنند. هیچ تناسبی بین نام رایانه و آدرس IP وجود ندارد، بنابراین برای تبدیل نام دامنه به آدرس IP، دستگاه فرستنده باید به جدول مسیریابی که در سرور DNS ایجاد شده است دسترسی داشته باشد. به عنوان مثال، آدرس سایت را در مرورگر می نویسیم، سرور DNS آن را با آدرس IP سروری که سایت در آن قرار دارد مطابقت می دهد و مرورگر اطلاعات را می خواند و پاسخ دریافت می کند.

علاوه بر اینترنت، امکان صدور نام دامنه برای رایانه ها نیز وجود دارد. بنابراین، روند کار بر روی یک شبکه محلی ساده شده است. نیازی به به خاطر سپردن تمام آدرس های IP نیست. در عوض، می توانید به هر کامپیوتر هر نامی بدهید و از آن استفاده کنید.

آدرس آی پی. قالب. اجزاء. پوشش زیر شبکه

آدرس IP یک عدد 32 بیتی است که در نمایش سنتی به صورت اعدادی از 1 تا 255 نوشته می شود که با نقطه از هم جدا می شوند.

نوع آدرس IP در فرمت های مختلف ضبط:

آدرس IP اعشاری: 192.168.0.10.
فرم باینری همان آدرس IP: 11000000.10101000.00000000.00001010.
ورود آدرس در سیستم اعداد هگزادسیمال: C0.A8.00.0A.

هیچ جداکننده ای بین شناسه شبکه و شماره نقطه در ورودی وجود ندارد، اما رایانه می تواند آنها را از هم جدا کند. سه راه برای این کار وجود دارد:

حاشیه ثابتبا این روش، کل آدرس به صورت مشروط به دو قسمت یک طول ثابت، بایت به بایت تقسیم می شود. بنابراین، اگر یک بایت برای شماره شبکه بدهیم، 2 8 شبکه از هر گره 2 24 بدست می آوریم. اگر مرز بایت دیگری به سمت راست منتقل شود، شبکه های بیشتری وجود خواهد داشت - 2 16، و گره های کمتری - 2 16. امروزه این رویکرد منسوخ شده و مورد استفاده قرار نمی گیرد.
پوشش زیر شبکه.ماسک با یک آدرس IP جفت شده است. ماسک دارای دنباله ای از مقادیر "1" در بیت هایی است که به شماره شبکه اختصاص داده شده اند، و تعداد مشخصی از صفرها در مکان هایی از آدرس IP که به شماره گره اختصاص داده شده اند. مرز بین یک و صفر در ماسک مرز بین شناسه شبکه و شناسه میزبان در آدرس IP است.
روش کلاس های آدرس.روش مصالحه هنگام استفاده از آن، اندازه شبکه توسط کاربر قابل انتخاب نیست، اما پنج کلاس وجود دارد - A، B، C، D، E. سه کلاس - A، B و C - برای شبکه های مختلف در نظر گرفته شده است، و D و E رزرو شده است. برای شبکه های ویژه در یک سیستم کلاس، هر کلاس مرز شماره شبکه و شناسه گره مخصوص به خود را دارد.

کلاس های آدرس IP

به کلاس Aاینها شامل شبکه هایی می شود که در آنها شبکه با اولین بایت شناسایی می شود و سه عدد باقیمانده شماره گره هستند. تمام آدرس های IP که دارای یک مقدار بایت اول از 1 تا 126 در محدوده خود هستند، شبکه های کلاس A هستند. شبکه های کلاس A از نظر کمیت بسیار کمی هستند، اما هر یک از آنها می تواند تا 2 24 امتیاز داشته باشد.

کلاس B- شبکه هایی که دو بیت بالاترین آنها برابر با 10 است. در آنها 16 بیت برای شماره شبکه و شناسه نقطه اختصاص داده شده است. در نتیجه، معلوم می شود که تعداد شبکه های کلاس B از نظر کمی با تعداد شبکه های کلاس A متفاوت است، اما آنها تعداد گره های کمتری دارند - تا 65536 (2 16) واحد.

در شبکه ها کلاس C- گره های بسیار کمی وجود دارد - 2 8 در هر کدام، اما تعداد شبکه ها بسیار زیاد است، به این دلیل که شناسه شبکه در چنین ساختارهایی سه بایت را اشغال می کند.

شبکه های کلاس D- قبلاً متعلق به شبکه های ویژه است. با دنباله 1110 شروع می شود و آدرس چندپخشی نامیده می شود. رابط هایی با آدرس های کلاس A، B و C می توانند بخشی از یک گروه باشند و علاوه بر آدرس فردی، یک آدرس گروهی نیز دریافت کنند.

آدرس ها کلاس E- ذخیره برای آینده چنین آدرس‌هایی با دنباله 11110 شروع می‌شوند. به احتمال زیاد، این آدرس‌ها در صورت کمبود آدرس‌های IP در شبکه جهانی، به عنوان آدرس‌های گروهی استفاده خواهند شد.

راه اندازی پروتکل TCP/IP

راه اندازی پروتکل TCP/IP در همه سیستم عامل ها در دسترس است. اینها Linux، CentOS، Mac OS X، Free BSD، Windows 7 هستند. پروتکل TCP/IP فقط به یک آداپتور شبکه نیاز دارد. البته سیستم عامل های سرور توانایی بیشتری دارند. پروتکل TCP/IP به طور گسترده ای با استفاده از سرویس های سرور پیکربندی شده است. آدرس‌های IP در رایانه‌های رومیزی معمولی در تنظیمات اتصال شبکه تنظیم می‌شوند. در آنجا آدرس شبکه، دروازه - آدرس IP نقطه ای که به شبکه جهانی دسترسی دارد و آدرس نقاطی که سرور DNS در آن قرار دارد را پیکربندی می کنید.

پروتکل اینترنت TCP/IP را می توان به صورت دستی پیکربندی کرد. اگرچه این همیشه ضروری نیست. شما می توانید پارامترهای پروتکل TCP/IP را از آدرس توزیع پویا سرور به طور خودکار دریافت کنید. این روش در شبکه های بزرگ شرکتی استفاده می شود. در سرور DHCP، می توانید یک آدرس محلی را به یک آدرس شبکه نگاشت کنید و به محض اینکه دستگاهی با یک آدرس IP معین در شبکه ظاهر شد، سرور بلافاصله یک آدرس IP از پیش آماده شده به آن می دهد. این فرآیند رزرو نامیده می شود.

پروتکل رزولوشن آدرس TCP/IP

تنها راه برای ایجاد رابطه بین مک آدرس و آدرس IP، حفظ جدول است. اگر جدول مسیریابی وجود داشته باشد، هر رابط شبکه از آدرس های خود (محلی و شبکه) آگاه است، اما این سوال مطرح می شود که چگونه می توان تبادل بسته ها را بین گره ها با استفاده از پروتکل TCP/IP 4 به درستی سازماندهی کرد.

چرا پروتکل Address Resolution Protocol (ARP) اختراع شد؟ به منظور پیوند خانواده پروتکل های TCP/IP و سایر سیستم های آدرس دهی. یک جدول نقشه برداری ARP روی هر گره ایجاد می شود و با نظرسنجی کل شبکه پر می شود. هر بار که کامپیوتر خاموش می شود این اتفاق می افتد.

جدول ARP

این همان چیزی است که نمونه ای از جدول ARP کامپایل شده به نظر می رسد.

پس از نه ماه توسعه، بسته چند رسانه ای FFmpeg 4.2 در دسترس است که شامل مجموعه ای از برنامه ها و مجموعه ای از کتابخانه ها برای عملیات در قالب های چند رسانه ای مختلف (ضبط، تبدیل و […]

Linux Mint 19.2 یک نسخه پشتیبانی طولانی مدت است که تا سال 2023 پشتیبانی می شود. همراه با نرم افزار به روز شده و شامل پیشرفت ها و بسیاری از موارد جدید […]

توزیع Linux Mint 19.2 منتشر شد

عرضه توزیع Linux Mint 19.2، دومین به‌روزرسانی از شاخه Linux Mint 19.x است که بر روی پایه بسته Ubuntu 18.04 LTS شکل گرفته و تا سال 2023 پشتیبانی می‌شود. توزیع کاملاً سازگار [...]

نسخه‌های جدید سرویس BIND در دسترس هستند که حاوی رفع اشکال و بهبود ویژگی‌ها هستند. نسخه های جدید را می توان از صفحه دانلودها در وب سایت توسعه دهنده دانلود کرد: […]

Exim یک عامل انتقال پیام (MTA) است که در دانشگاه کمبریج برای استفاده در سیستم های یونیکس متصل به اینترنت توسعه یافته است. مطابق با [...]

پس از تقریباً دو سال توسعه، انتشار ZFS بر روی لینوکس 0.8.0 ارائه شد، یک پیاده سازی از سیستم فایل ZFS، که به عنوان یک ماژول برای هسته لینوکس طراحی شده است. این ماژول با هسته های لینوکس از 2.6.32 تا […]

وردپرس 5.1.1 آسیب پذیری را برطرف می کند که به شما امکان می دهد کنترل سایت خود را در دست بگیرید

IETF (گروه وظیفه مهندسی اینترنت) که پروتکل ها و معماری اینترنت را توسعه می دهد، یک RFC برای پروتکل ACME (محیط مدیریت گواهی خودکار) تکمیل کرده است.

مرجع صدور گواهینامه غیرانتفاعی Let’s Encrypt که توسط انجمن کنترل می شود و گواهینامه ها را به صورت رایگان در اختیار همه قرار می دهد، نتایج سال گذشته را خلاصه کرد و در مورد برنامه های سال 2019 صحبت کرد. […]

نسخه جدید Libreoffice منتشر شد - Libreoffice 6.2

بنیاد اسناد از انتشار LibreOffice 6.2 خبر داد. تغییرات و اضافات در نسخه جدید: Libreoffice Writer توانایی پنهان کردن تغییرات دوباره کار شده است: ویرایش ▸ تغییر مسیر ▸ نمایش […]

آدرس های IP (پروتکل اینترنت نسخه 4، پروتکل اینترنت نسخه 4) - نوع اصلی آدرس هایی هستند که در لایه شبکه مدل OSI برای انتقال بسته ها بین شبکه ها استفاده می شوند. آدرس های IP از چهار بایت تشکیل شده است، به عنوان مثال 192.168.100.111.

تخصیص آدرس های IP به هاست انجام می شود:

به صورت دستی، توسط مدیر سیستم در طول راه اندازی شبکه پیکربندی شده است.
به طور خودکار، با استفاده از پروتکل های خاص (به ویژه، با استفاده از پروتکل DHCP - پروتکل پیکربندی میزبان پویا، پروتکل پیکربندی میزبان پویا).

پروتکل IPv4در سپتامبر 1981 توسعه یافت.

پروتکل IPv4در سطح اینترنت (شبکه) پشته پروتکل TCP/IP عمل می کند. وظیفه اصلی پروتکل انتقال بلوک‌های داده (داده‌گرام) از میزبان فرستنده به میزبان مقصد است، جایی که فرستنده و گیرنده رایانه‌هایی هستند که به طور منحصربه‌فرد توسط آدرس‌های با طول ثابت (آدرس IP) شناسایی می‌شوند. همچنین IP پروتکل اینترنت در صورت لزوم قطعه بندی و جمع آوری دیتاگرام های ارسالی را برای انتقال داده از طریق شبکه های دیگر با اندازه بسته های کوچکتر انجام می دهد.

نقطه ضعف پروتکل IP عدم اطمینان پروتکل است، یعنی قبل از شروع انتقال، اتصال برقرار نمی شود، به این معنی که تحویل بسته ها تأیید نمی شود، صحت داده های دریافتی نظارت نمی شود (با استفاده از a checksum) و عملیات تایید انجام نمی شود (تبادل پیام های سرویس با node -destination و آمادگی آن برای دریافت بسته ها).

پروتکل IP هر دیتاگرام را به عنوان یک قطعه داده مستقل ارسال و پردازش می کند، یعنی بدون هیچ گونه اتصال دیگری به دیتاگرام های دیگر در اینترنت جهانی.

پس از ارسال دیتاگرام از طریق IP به شبکه، اقدامات بعدی با این دیتاگرام به هیچ وجه توسط فرستنده کنترل نمی شود. به نظر می رسد که اگر یک دیتاگرام به دلایلی نتواند بیشتر از طریق شبکه منتقل شود، از بین می رود. اگرچه گره ای که دیتاگرام را از بین برده است، این فرصت را دارد که دلیل شکست را از طریق آدرس بازگشت (به ویژه با استفاده از پروتکل ICMP) به فرستنده گزارش کند. ضمانت تحویل داده ها به پروتکل های سطح بالاتر (لایه حمل و نقل) سپرده شده است که مکانیسم های ویژه ای برای این کار (پروتکل TCP) دارند.

همانطور که می دانید روترها در لایه شبکه مدل OSI کار می کنند. بنابراین یکی از اساسی ترین وظایف پروتکل IP پیاده سازی مسیریابی دیتاگرام و به عبارتی تعیین مسیر بهینه برای دیتاگرام ها (با استفاده از الگوریتم های مسیریابی) از گره ارسال کننده شبکه به هر گره دیگری در شبکه بر اساس آدرس IP

در هر گره شبکه ای که یک دیتاگرام از شبکه دریافت می کند به صورت زیر است:

فرمت هدر IP

ساختار بسته های IP نسخه 4 در شکل نشان داده شده است

نسخه - برای IPv4 مقدار فیلد باید 4 باشد.
IHL - (طول سرصفحه اینترنت) طول هدر بسته IP در کلمات 32 بیتی (dword). این فیلد است که شروع بلوک داده را در بسته نشان می دهد. حداقل مقدار معتبر برای این فیلد 5 است.
نوع سرویس (مخفف TOS) - یک بایت حاوی مجموعه ای از معیارها است که نوع سرویس بسته های IP را تعیین می کند که در شکل نشان داده شده است.

شرح بایت سرویس ذره ذره:

0-2 - اولویت (اولویت) این بخش IP
3 - نیاز به زمان تاخیر در انتقال قطعه IP (0 - عادی، 1 - تاخیر کم)
4- نیاز به توان مسیری که بخش IP باید در طول آن ارسال شود (0 - کم، 1 - توان عملیاتی بالا)
5 - نیاز به قابلیت اطمینان (قابلیت اطمینان) انتقال قطعه IP (0 - عادی، 1 - قابلیت اطمینان بالا)
6-7 - ECN - پیام تاخیر صریح (کنترل جریان IP).

طول بسته - طول بسته در octets، از جمله هدر و داده ها. حداقل مقدار معتبر برای این فیلد 20 و حداکثر 65535 است.
شناسه مقداری است که توسط فرستنده بسته تخصیص داده می شود و برای تعیین توالی صحیح قطعات در هنگام مونتاژ بسته در نظر گرفته شده است. برای یک بسته تکه تکه شده، همه قطعات دارای شناسه یکسان هستند.
3 بیت پرچم بیت اول همیشه باید صفر باشد، بیت دوم DF (تجزیه نشود) تعیین می کند که آیا بسته می تواند تکه تکه شود یا خیر، و بیت سوم MF (قطعات بیشتر) نشان می دهد که آیا این بسته آخرین بسته در زنجیره بسته ها است یا خیر.
افست قطعه مقداری است که موقعیت قطعه را در جریان داده تعیین می کند. افست با تعداد بلوک های هشت بایتی مشخص می شود، بنابراین این مقدار برای تبدیل به بایت نیاز به ضرب در 8 دارد.
Time to Live (TTL) تعداد روترهایی است که این بسته باید از آنها عبور کند. با عبور روتر، این عدد یک عدد کاهش می یابد. اگر مقدار این فیلد صفر باشد، بسته باید دور انداخته شود و ممکن است پیام Time Exceeded (کد ICMP 11 نوع 0) برای فرستنده بسته ارسال شود.
پروتکل - شناسه پروتکل اینترنت لایه بعدی نشان می دهد که بسته حاوی کدام داده پروتکل است، مانند TCP یا ICMP.
جمع چک سرصفحه - بر اساس RFC 1071 محاسبه می شود

بسته IPv4 رهگیری شده با استفاده از Wireshark Sniffer:

تکه تکه شدن بسته IP

در مسیر یک بسته از فرستنده به گیرنده، ممکن است شبکه‌های محلی و جهانی از انواع مختلف با اندازه‌های مجاز مختلف فیلدهای داده قاب‌های سطح پیوند (حداکثر واحد انتقال - MTU) وجود داشته باشد. بنابراین، شبکه‌های اترنت می‌توانند فریم‌هایی را با حداکثر ۱۵۰۰ بایت داده ارسال کنند، شبکه‌های X.25 با اندازه میدان داده فریم ۱۲۸ بایت مشخص می‌شوند، شبکه‌های FDDI می‌توانند فریم‌هایی با اندازه ۴۵۰۰ بایت را انتقال دهند، و شبکه‌های دیگر محدودیت‌های خاص خود را دارند. پروتکل IP قادر است دیتاگرام هایی را که طول آنها از MTU شبکه میانی بیشتر است، به دلیل تکه تکه شدن - تجزیه یک "بسته بزرگ" به تعدادی بخش (قطعات) ارسال کند که اندازه هر یک از آنها شبکه میانی را برآورده می کند. . پس از اینکه تمام قطعات از طریق شبکه میانی منتقل شدند، در گره گیرنده توسط ماژول پروتکل IP به یک "بسته بزرگ" بازگردانده می شوند. توجه داشته باشید که بسته از قطعات فقط توسط گیرنده مونتاژ می شود و نه توسط هیچ یک از روترهای میانی. روترها فقط می توانند بسته ها را تکه تکه کنند، نه اینکه آنها را دوباره سرهم کنند. این به این دلیل است که قطعات مختلف یک بسته لزوماً از مسیریاب های مشابه عبور نمی کنند.

برای اشتباه نگرفتن قطعات بسته های مختلف، از فیلد Identification استفاده می شود که مقدار آن باید برای تمام قطعات یک بسته یکسان باشد و تا پایان عمر هر دو بسته برای بسته های مختلف تکرار نشود. هنگام تقسیم داده های بسته، اندازه تمام قطعات به جز آخرین مورد باید مضربی از 8 بایت باشد. این به شما امکان می دهد فضای کمتری را در هدر به قسمت Fragment offset اختصاص دهید.

بیت دوم فیلد More fragments اگر برابر با یک باشد نشان می دهد که این قطعه آخرین قطعه در بسته نیست. اگر بسته بدون قطعه قطعه ارسال شود، پرچم "More fragments" روی 0 تنظیم می شود و قسمت Fragment Offset با بیت های صفر پر می شود.

اگر بیت اول فیلد Flags (Don’t fragment) برابر با یک باشد، قطعه قطعه کردن بسته ممنوع است. اگر قرار باشد این بسته از طریق شبکه ای با MTU ناکافی ارسال شود، روتر مجبور می شود آن را دور بیندازد (و این را از طریق ICMP به فرستنده گزارش دهد). این پرچم در مواردی استفاده می شود که فرستنده می داند که گیرنده منابع کافی برای بازسازی بسته ها از قطعات را ندارد.

تمام آدرس های IP را می توان به دو بخش منطقی تقسیم کرد - شماره شبکه و شماره گره شبکه (شماره میزبان). برای تعیین اینکه کدام قسمت از آدرس IP متعلق به شماره شبکه و کدام قسمت متعلق به شماره میزبان است، با مقادیر اولین بیت های آدرس مشخص می شود. همچنین اولین بیت های یک آدرس IP برای تعیین اینکه یک آدرس IP خاص متعلق به کدام کلاس است استفاده می شود.

شکل ساختار آدرس IP کلاس های مختلف را نشان می دهد.

اگر آدرس با 0 شروع شود، شبکه به عنوان کلاس A طبقه بندی می شود و شماره شبکه یک بایت را اشغال می کند، 3 بایت باقی مانده به عنوان شماره گره در شبکه تفسیر می شود. شبکه‌های کلاس A دارای اعدادی از 1 تا 126 هستند. (عدد 0 استفاده نمی‌شود و شماره 127 برای مقاصد خاص رزرو شده است، همانطور که در زیر بحث خواهد شد.) شبکه‌های کلاس A کم هستند، اما تعداد گره‌ها در آنها می‌تواند به 2 برسد. 24، یعنی 16777216 گره.

اگر دو بیت اول آدرس برابر با 10 باشد، شبکه متعلق به کلاس B است. در شبکه های کلاس B، 16 بیت، یعنی 2 بایت، به شماره شبکه و شماره گره اختصاص داده می شود. بنابراین، یک شبکه کلاس B یک شبکه با اندازه متوسط با حداکثر تعداد گره 2 16 است که 65536 گره است.

اگر آدرس با دنباله 110 شروع شود، پس این یک شبکه کلاس C است. در این حالت، 24 بیت برای شماره شبکه و 8 بیت برای شماره گره اختصاص داده می شود. شبکه‌های این کلاس رایج‌ترین هستند؛ تعداد گره‌ها در آنها به ۲۸، یعنی ۲۵۶ گره محدود می‌شود.

اگر آدرس با دنباله 1110 شروع شود، یک آدرس کلاس D است و نشان دهنده یک آدرس خاص و چندپخشی است. اگر یک بسته حاوی یک آدرس کلاس D به عنوان آدرس مقصد باشد، تمام گره هایی که این آدرس به آنها اختصاص داده شده است باید چنین بسته ای را دریافت کنند.

اگر آدرس با دنباله 11110 شروع شود، به این معنی است که این آدرس متعلق به کلاس E است. آدرس های این کلاس برای استفاده در آینده رزرو شده است.

جدول محدوده اعداد شبکه و حداکثر تعداد گره های مربوط به هر کلاس شبکه را نشان می دهد.

شبکه های بزرگ آدرس های کلاس A، شبکه های متوسط آدرس های کلاس B و شبکه های کوچک آدرس های کلاس C را دریافت می کنند.

استفاده از ماسک در آدرس دهی IP

به منظور به دست آوردن طیف خاصی از آدرس های IP، از شرکت ها خواسته شد تا فرم ثبت نامی را پر کنند که در آن تعداد رایانه های فعلی و افزایش برنامه ریزی شده در تعداد رایانه ها ذکر شده است و در نتیجه، به شرکت یک کلاس داده می شود. آدرس های IP: A، B، C، بسته به داده های مشخص شده در فرم ثبت نام.

این مکانیسم برای صدور محدوده آدرس IP به طور معمول کار می کرد، این به این دلیل بود که در ابتدا سازمان ها تعداد کمی کامپیوتر و بر این اساس، شبکه های کامپیوتری کوچک داشتند. اما به دلیل رشد سریع اینترنت و فناوری های شبکه، رویکرد توصیف شده برای توزیع آدرس های IP شروع به ایجاد خرابی هایی کرد که عمدتاً مربوط به شبکه های کلاس "B" بود. در واقع، سازمان‌هایی که تعداد رایانه‌هایشان از چند صد (مثلاً 500) تجاوز نمی‌کرد، مجبور بودند یک شبکه کلاس «B» کامل را برای خود ثبت کنند (زیرا کلاس «C» فقط برای 254 رایانه است و کلاس «B» برای 65534). به همین دلیل، شبکه های کلاس B به اندازه کافی موجود نبود، اما در عین حال محدوده وسیعی از آدرس های IP هدر رفت.

طرح سنتی تقسیم یک آدرس IP به شماره شبکه (NetID) و یک شماره میزبان (HostID) بر اساس مفهوم یک کلاس است که توسط مقادیر چند بیت اول آدرس تعیین می شود. دقیقاً به این دلیل است که اولین بایت آدرس 185.23.44.206 در محدوده 128-191 قرار می گیرد که می توان گفت که این آدرس متعلق به کلاس B است، به این معنی که شماره شبکه دو بایت اول است که با دو بایت صفر تکمیل می شود - 185.23.0.0 و گره شماره - 0.0.44.206.

چه می‌شود اگر از ویژگی دیگری استفاده کنیم که بتوان از آن برای تنظیم انعطاف‌پذیرتر مرز بین شماره شبکه و شماره گره استفاده کرد؟ در حال حاضر ماسک ها به عنوان چنین نشانه ای به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.

ماسک- این شماره ای است که در ارتباط با آدرس IP استفاده می شود. ورودی ماسک باینری حاوی مواردی در آن بیت ها است که باید به عنوان شماره شبکه در آدرس IP تفسیر شوند. از آنجایی که شماره شبکه بخشی جدایی ناپذیر از آدرس است، شماره های موجود در ماسک نیز باید نشان دهنده یک دنباله پیوسته باشند.

برای کلاس های شبکه استاندارد، ماسک ها معانی زیر را دارند:

کلاس A - 11111111.00000000.00000000.00000000 (255.0.0.0);
کلاس B - 11111111. 11111111. 00000000. 00000000 (255.255.0.0);
کلاس C - 11111111. 11111111.11111111. 00000000 (255.255.255.0).

با ارائه یک ماسک به هر آدرس IP، می توانید مفهوم کلاس های آدرس را کنار بگذارید و سیستم آدرس دهی را انعطاف پذیرتر کنید. به عنوان مثال، اگر آدرس 185.23.44.206 مورد بحث در بالا با ماسک 255.255.255.0 مرتبط باشد، شماره شبکه 185.23.44.0 خواهد بود و نه 185.23.0.0، همانطور که توسط سیستم کلاس تعریف شده است.

محاسبه شماره شبکه و شماره گره با استفاده از ماسک:

در ماسک ها، تعداد یک ها در دنباله ای که مرز شماره شبکه را مشخص می کند، لازم نیست مضرب 8 باشد تا تقسیم آدرس به بایت ها تکرار شود. به عنوان مثال، اجازه دهید برای آدرس IP 129.64.134.5 ماسک 255.255.128.0 مشخص شود، یعنی به صورت باینری:

آدرس IP 129.64.134.5 - 10000001. 01000000.10000110. 00000101
ماسک 255.255.128.0 - 11111111.11111111.10000000. 00000000

اگر ماسک را نادیده بگیرید، مطابق با سیستم کلاس، آدرس 129.64.134.5 متعلق به کلاس B است، به این معنی که شماره شبکه 2 بایت اول است - 129.64.0.0 و شماره گره 0.0.134.5 است.

اگر از یک ماسک برای تعیین مرز شماره شبکه استفاده می‌کنید، سپس 17 واحد متوالی در ماسک، "سوپرایمد" (ضرب منطقی) روی آدرس IP، عدد را به عنوان شماره شبکه در عبارت باینری تعیین کنید:

یا به صورت اعشاری - شماره شبکه 129.64.128.0 و شماره گره 0.0.6.5 است.

همچنین یک نسخه کوتاه از نشانه گذاری ماسک به نام وجود دارد پیشوندیا یک ماسک کوتاه به طور خاص، شبکه 80.255.147.32 با ماسک 255.255.255.252 را می توان به صورت 80.255.147.32/30 نوشت که "/30" تعداد واحدهای باینری را در ماسک نشان می دهد، یعنی سی واحد باینری (از سمت چپ شمارش می شود). به سمت راست).

برای وضوح، جدول مطابقت بین پیشوند و ماسک را نشان می دهد:

مکانیزم ماسک در مسیریابی IP گسترده است و ماسک ها را می توان برای اهداف مختلفی استفاده کرد. با کمک آنها، مدیر می تواند شبکه خود را بدون نیاز به شماره های شبکه اضافی از ارائه دهنده خدمات ساختار دهد. بر اساس همین مکانیسم، ارائه‌دهندگان خدمات می‌توانند فضاهای آدرس چندین شبکه را با معرفی به اصطلاح «ترکیب کنند. پیشوندها"به منظور کاهش اندازه جداول مسیریابی و در نتیجه افزایش عملکرد روترها. علاوه بر این، نوشتن یک ماسک به عنوان پیشوند بسیار کوتاهتر است.

آدرس های IP ویژه

پروتکل IP چندین قرارداد برای تفسیر آدرس های IP متفاوت دارد:

0.0.0.0 - نشان دهنده آدرس دروازه پیش فرض است، یعنی. آدرس رایانه ای که بسته های اطلاعاتی باید به آن ارسال شوند اگر مقصدی در شبکه محلی (جدول مسیریابی) پیدا نکردند.
255.255.255.255 – آدرس پخش. پیام های ارسال شده به این آدرس توسط تمام گره های شبکه محلی حاوی رایانه ای که منبع پیام است دریافت می شود (به سایر شبکه های محلی منتقل نمی شود).
"شماره شبکه." "همه صفرها" - آدرس شبکه (به عنوان مثال 192.168.10.0)؛
"همه صفرها." "node number" - یک گره در این شبکه (به عنوان مثال 0.0.0.23). می تواند برای انتقال پیام به یک گره خاص در یک شبکه محلی استفاده شود.
اگر فیلد شماره گره مقصد فقط شامل یکی باشد، بسته ای با چنین آدرسی به تمام گره های شبکه با شماره شبکه داده شده ارسال می شود. به عنوان مثال، بسته ای با آدرس 192.190.21.255 به تمام گره های شبکه 192.190.21.0 تحویل داده می شود. به این نوع توزیع، پیام پخش می گویند. هنگام آدرس دهی، لازم است محدودیت هایی که توسط هدف خاص برخی از آدرس های IP ایجاد می شود، در نظر گرفته شود. بنابراین، نه شماره شبکه و نه شماره گره نمی توانند فقط از یک های باینری یا فقط صفرهای باینری تشکیل شوند. نتیجه این است که حداکثر تعداد گره های ارائه شده در جدول برای شبکه های هر کلاس، در عمل باید به 2 کاهش یابد. به عنوان مثال، در شبکه های کلاس C، 8 بیت برای شماره گره اختصاص داده شده است که به شما امکان می دهد 256 را تنظیم کنید. اعداد: از 0 تا 255. با این حال، در عمل، حداکثر تعداد گره ها در یک شبکه کلاس C نمی تواند از 254 تجاوز کند، زیرا آدرس های 0 و 255 دارای هدف خاصی هستند. از همان ملاحظات، نتیجه می شود که گره پایانی نمی تواند آدرسی مانند 98.255.255.255 داشته باشد، زیرا شماره گره در این آدرس کلاس A فقط از آدرس های باینری تشکیل شده است.
آدرس IP معنای خاصی دارد که اولین اکتت آن 127.x.x.x است. برای آزمایش برنامه ها و پردازش تعاملات درون یک ماشین استفاده می شود. هنگامی که یک برنامه داده ها را به آدرس IP 127.0.0.1 ارسال می کند، یک "حلقه" تشکیل می شود. داده ها از طریق شبکه منتقل نمی شوند، اما همانطور که تازه دریافت شده اند به ماژول های سطح بالا بازگردانده می شوند. بنابراین، در یک شبکه IP، تخصیص آدرس های IP به ماشین هایی که با 127 شروع می شوند ممنوع است. این آدرس Loopback نامیده می شود. می توانید آدرس 127.0.0.0 را به شبکه داخلی ماژول مسیریابی میزبان و آدرس 127.0.0.1 را به آدرس این ماژول در شبکه داخلی اختصاص دهید. در واقع، هر آدرس شبکه 127.0.0.0 برای تعیین ماژول مسیریابی آن خدمت می کند و نه فقط 127.0.0.1، برای مثال 127.0.0.3.

پروتکل IP مفهوم پخش را ندارد به معنایی که در پروتکل های لایه پیوند شبکه های محلی استفاده می شود، زمانی که داده ها باید کاملاً به همه گره ها تحویل داده شوند. هر دو آدرس IP پخش محدود و آدرس IP پخش دارای محدودیت های انتشار اینترنت هستند - آنها یا به شبکه ای که میزبان منبع بسته به آن تعلق دارد یا به شبکه ای که شماره آن در آدرس مقصد مشخص شده است محدود می شود. بنابراین، تقسیم شبکه به قطعات با استفاده از مسیریاب‌ها، طوفان پخش را در مرزهای یکی از بخش‌هایی که کل شبکه را تشکیل می‌دهند، بومی‌سازی می‌کند، زیرا راهی برای آدرس دهی همزمان بسته به تمام گره‌های همه شبکه‌های شبکه مرکب وجود ندارد.

آدرس های IP مورد استفاده در شبکه های محلی

تمام آدرس های استفاده شده در اینترنت باید ثبت شوند که منحصر به فرد بودن آنها را در مقیاس جهانی تضمین می کند. به این آدرس ها آدرس IP واقعی یا عمومی می گویند.

برای شبکه های محلی غیر متصل به اینترنت، ثبت آدرس های IP به طور طبیعی مورد نیاز نیست، زیرا، در اصل، هر آدرس ممکنی را می توان در اینجا استفاده کرد. با این حال، به منظور جلوگیری از احتمال تداخل زمانی که چنین شبکه‌ای متعاقباً به اینترنت متصل می‌شود، توصیه می‌شود فقط از محدوده‌های زیر از آدرس‌های IP خصوصی در شبکه‌های محلی استفاده کنید (این آدرس‌ها در اینترنت وجود ندارند و استفاده از آنها در آنجا امکان پذیر نیست)، ارائه شده در جدول.

پروتکل های TCP/IP اساس اینترنت جهانی هستند. به بیان دقیق تر، TCP/IP لیست یا پشته ای از پروتکل ها و در واقع مجموعه قوانینی است که به وسیله آن اطلاعات مبادله می شود (مدل سوئیچینگ بسته پیاده سازی می شود).

در این مقاله به تحلیل اصول عملکرد پشته پروتکل TCP/IP می پردازیم و سعی می کنیم اصول عملکرد آنها را درک کنیم.

نکته: اغلب مخفف TCP/IP به کل شبکه ای اطلاق می شود که بر اساس این دو پروتکل TCP و IP کار می کند.

در مدل چنین شبکه ای علاوه بر پروتکل های اصلی TCP (لایه انتقال) و IP (پروتکل لایه شبکه)شامل پروتکل های برنامه و لایه شبکه (عکس را ببینید). اما اجازه دهید مستقیماً به پروتکل های TCP و IP برگردیم.

پروتکل های TCP/IP چیست؟

TCP - پروتکل کنترل انتقال. پروتکل کنترل انتقال این برای اطمینان و ایجاد ارتباط قابل اعتماد بین دو دستگاه و انتقال داده قابل اعتماد است. در این حالت، پروتکل TCP اندازه بهینه بسته داده ارسال شده را کنترل می کند و در صورت شکست انتقال، بسته جدید را ارسال می کند.

IP - پروتکل اینترنت.پروتکل اینترنت یا پروتکل آدرس اساس کل معماری انتقال داده است. پروتکل IP برای تحویل یک بسته داده شبکه به آدرس مورد نظر استفاده می شود. در این حالت، اطلاعات به بسته هایی تقسیم می شوند که به طور مستقل از طریق شبکه به مقصد مورد نظر حرکت می کنند.

فرمت های پروتکل TCP/IP

فرمت پروتکل IP

دو فرمت برای آدرس های IP پروتکل IP وجود دارد.

فرمت IPv4 این یک عدد باینری 32 بیتی است. یک شکل راحت برای نوشتن یک آدرس IP (IPv4) به صورت چهار گروه اعداد اعشاری (از 0 تا 255) است که با نقطه از هم جدا می شوند. به عنوان مثال: 193.178.0.1.

فرمت IPv6 این یک عدد باینری 128 بیتی است. به عنوان یک قاعده، آدرس های IPv6 در قالب هشت گروه نوشته می شوند. هر گروه شامل چهار رقم هگزادسیمال است که با یک کولون از هم جدا شده اند. آدرس IPv6 مثال 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7889.

پروتکل های TCP/IP چگونه کار می کنند

اگر راحت است، ارسال بسته های داده از طریق شبکه را مانند ارسال نامه از طریق پست در نظر بگیرید.

اگر ناخوشایند است، دو کامپیوتر را تصور کنید که به یک شبکه متصل هستند. علاوه بر این، شبکه اتصال می تواند هر کدام، هم محلی و هم جهانی باشد. در اصل انتقال داده ها تفاوتی وجود ندارد. یک کامپیوتر روی شبکه را می توان میزبان یا گره نیز در نظر گرفت.

پروتکل IP

هر کامپیوتر در شبکه آدرس منحصر به فرد خود را دارد. در اینترنت جهانی، رایانه دارای این آدرس است که به آن آدرس IP (آدرس پروتکل اینترنت) می گویند.

در قیاس با پست، آدرس IP یک شماره خانه است. اما شماره خانه برای دریافت نامه کافی نیست.

اطلاعات منتقل شده از طریق شبکه نه توسط خود رایانه، بلکه توسط برنامه های نصب شده روی آن منتقل می شود. چنین برنامه هایی عبارتند از سرور ایمیل، وب سرور، FTP و غیره. برای شناسایی بسته اطلاعات ارسال شده، هر برنامه به یک پورت خاص متصل می شود. به عنوان مثال: وب سرور در پورت 80 گوش می دهد، FTP در پورت 21 گوش می دهد، سرور ایمیل SMTP در پورت 25 گوش می دهد، سرور POP3 نامه های صندوق پستی را در پورت 110 می خواند.

بنابراین، در بسته آدرس در پروتکل TCP/IP، خط دیگری در مخاطبین ظاهر می شود: پورت. آنالوگ با پست - پورت شماره آپارتمان فرستنده و گیرنده است.

مثال:

آدرس منبع:

IP: 82.146.47.66

آدرس مقصد:

IP: 195.34.31.236

شایان ذکر است: آدرس IP + شماره پورت "سوکت" نامیده می شود. در مثال بالا: از سوکت 82.146.47.66:2049 یک بسته به سوکت 195.34.31.236:53 ارسال می شود.

پروتکل TCP

پروتکل TCP پروتکل لایه بعدی بعد از پروتکل IP است. این پروتکل برای کنترل انتقال اطلاعات و یکپارچگی آن در نظر گرفته شده است.

به عنوان مثال، اطلاعات ارسال شده به بسته های جداگانه تقسیم می شود. بسته ها به طور مستقل به گیرنده تحویل داده می شود. در طول فرآیند انتقال، یکی از بسته ها ارسال نشد. پروتکل TCP تا زمانی که گیرنده بسته را دریافت کند، ارسال مجدد را فراهم می کند.

پروتکل انتقال TCP تمام مشکلات و جزئیات انتقال داده را از پروتکل های سطح بالاتر (فیزیکی، کانال، IP شبکه) پنهان می کند.

تعامل بین رایانه ها در اینترنت از طریق پروتکل های شبکه انجام می شود که مجموعه ای از قوانین خاص توافق شده است که براساس آن دستگاه های انتقال داده های مختلف اطلاعات را مبادله می کنند. پروتکل هایی برای فرمت های کنترل خطا و انواع دیگر پروتکل ها وجود دارد. رایج ترین پروتکل مورد استفاده در اینترنت کار جهانی TCP-IP است.

این چه نوع فناوری است؟ نام TCP-IP از دو پروتکل شبکه گرفته شده است: TCP و IP. البته ساخت شبکه‌ها به این دو پروتکل محدود نمی‌شود، بلکه تا آنجا که به سازمان‌دهی انتقال داده‌ها مربوط می‌شود، اساسی هستند. در واقع TCP-IP مجموعه‌ای از پروتکل‌ها است که به شبکه‌های مجزا اجازه می‌دهد تا با هم جمع شوند و شکل بگیرند

پروتکل TCP-IP که تنها با تعاریف IP و TCP قابل توصیف نیست، شامل پروتکل های UDP، SMTP، ICMP، FTP، telnet و غیره نیز می شود. این پروتکل ها و سایر پروتکل های TCP-IP کامل ترین عملکرد اینترنت را ارائه می دهند.

در زیر شرح مفصلی از هر پروتکل موجود در مفهوم کلی TCP-IP ارائه می دهیم.

. پروتکل اینترنت(IP) وظیفه انتقال مستقیم اطلاعات در شبکه را بر عهده دارد. اطلاعات به قطعات (به عبارت دیگر بسته ها) تقسیم شده و از فرستنده به گیرنده منتقل می شود. برای آدرس دهی دقیق، باید آدرس دقیق یا مختصات گیرنده را مشخص کنید. چنین آدرس هایی از چهار بایت تشکیل شده است که با نقطه از یکدیگر جدا می شوند. آدرس هر کامپیوتر منحصر به فرد است.

با این حال، استفاده از پروتکل IP به تنهایی ممکن است برای انتقال صحیح داده کافی نباشد، زیرا حجم بیشتر اطلاعات ارسالی بیش از 1500 کاراکتر است که دیگر در یک بسته قرار نمی گیرد و ممکن است برخی از بسته ها در حین انتقال گم شوند یا به داخل ارسال شوند. ترتیب اشتباه، آنچه مورد نیاز است.

. پروتکل کنترل انتقال(TCP) در سطح بالاتری نسبت به قبلی استفاده می شود. بر اساس توانایی پروتکل IP برای انتقال اطلاعات از یک میزبان به میزبان دیگر، پروتکل TCP اجازه می دهد تا حجم زیادی از اطلاعات ارسال شود. TCP همچنین مسئول تقسیم اطلاعات ارسال شده به بخش های جداگانه - بسته ها - و بازیابی صحیح داده ها از بسته های دریافت شده پس از انتقال است. در این حالت، این پروتکل به طور خودکار ارسال بسته های حاوی خطا را تکرار می کند.

مدیریت سازماندهی انتقال داده ها در حجم زیاد را می توان با استفاده از تعدادی پروتکل که اهداف عملکردی خاصی دارند انجام داد. به طور خاص، انواع زیر از پروتکل های TCP وجود دارد.

1. FTP(پروتکل انتقال فایل) انتقال فایل را سازماندهی می کند و برای انتقال اطلاعات بین دو گره اینترنتی با استفاده از اتصالات TCP در قالب یک فایل متنی باینری یا ساده، به عنوان ناحیه ای با نام در حافظه کامپیوتر استفاده می شود. در این حالت مهم نیست که این گره ها در کجا قرار دارند و چگونه به یکدیگر متصل می شوند.

2. پروتوکل دیتاگرام کاربر، یا پروتکل دیتاگرام کاربر، مستقل از اتصال است و داده ها را در بسته هایی به نام دیتاگرام UDP منتقل می کند. با این حال، این پروتکل به اندازه TCP قابل اعتماد نیست زیرا فرستنده نمی داند که آیا بسته واقعاً دریافت شده است یا خیر.

3. ICMP(Internet Control Message Protocol) برای انتقال پیام های خطایی که در هنگام تبادل داده ها در اینترنت رخ می دهد وجود دارد. با این حال، پروتکل ICMP فقط خطاها را گزارش می کند، اما دلایلی که منجر به این خطاها شده است را حذف نمی کند.

4. شبکه راه دور- که برای پیاده سازی یک رابط متنی در شبکه با استفاده از انتقال TCP استفاده می شود.

5. SMTP(پروتکل انتقال نامه ساده) یک پیام الکترونیکی ویژه است که فرمت پیام هایی را که از یک رایانه به نام کلاینت SMTP به رایانه دیگری که سرور SMTP را اجرا می کند ارسال می کند، تعیین می کند. در این صورت می توان این انتقال را برای مدتی به تعویق انداخت تا زمانی که کار هم کلاینت و هم سرور فعال شود.

طرح انتقال داده از طریق پروتکل TCP-IP

1. پروتکل TCP کل داده ها را به بسته ها تقسیم می کند و آنها را شماره گذاری می کند و آنها را در پاکت های TCP بسته بندی می کند که به شما امکان می دهد ترتیب دریافت قسمت هایی از اطلاعات را بازیابی کنید. هنگامی که داده ها در چنین پاکتی قرار می گیرند، یک چک جمع محاسبه می شود، که سپس در هدر TCP نوشته می شود.

3. سپس TCP بررسی می کند که آیا همه بسته ها دریافت شده اند یا خیر. اگر در حین دریافت، مورد جدید محاسبه شده با آنچه در پاکت نشان داده شده مطابقت نداشته باشد، این نشان می دهد که برخی از اطلاعات در حین انتقال از بین رفته یا تحریف شده است، پروتکل TCP-IP مجدداً ارسال این بسته را درخواست می کند. تایید دریافت داده ها از گیرنده نیز الزامی است.

4. پس از تایید دریافت تمام بسته ها، پروتکل TCP آنها را بر اساس آن سفارش می دهد و دوباره آنها را در یک کل واحد جمع می کند.

پروتکل TCP از انتقال داده های مکرر و دوره های انتظار (یا بازه های زمانی) برای اطمینان از تحویل مطمئن اطلاعات استفاده می کند. بسته ها را می توان در دو جهت به طور همزمان انتقال داد.

بنابراین، TCP-IP نیاز به ارسال مجدد را از بین می برد و برای فرآیندهای برنامه (مانند Telnet و FTP) منتظر می ماند.

دیدگاه ها

VKontakte را ذخیره کنید