پروتکل TCP/IP و معرفی لایه های آن در شبکه

  • یکشنبه ۲۲ مرداد ۱۳۹۶
  • بازدید 306 نفر
  • 1 امتیاز2 امتیاز3 امتیاز4 امتیاز5 امتیاز (64 امتیاز از 13 رای)
    Loading...

what is the tcp ip protocol 1366 1 پروتکل TCP/IP و معرفی لایه های آن در شبکه

پروتکل TCP/IP چیست

در این مقاله قصد داریم عناصر موجود در ساختار آدرس دهی، چگونگی مسیریابی بسته های داده، معماری پروتکل، وظایف TCP/IP و پروتکل TCP/IP را مورد بررسی قرار دهیم. پروتکل TCP/IP در سیستم عامل ویندوز نصب شده و مجموعه ای از پروتکل های بهم پیوسته مرکزی TCP/IP نامیده می شوند و تمام اپلیکیشن و پروتکل ها در مجموعه TCP/IP وابسته به سرویس های اصلی هستند.

معماری پروتکل TCP/IP

مدل پروتکل TCP/IP در ۴ لایه جای گرفته که به آن مدل دارپا (DARPA) گفته می شود و هر لایه در این مدل با یک یا بیش از یک لایه در مدل هفت لایه OSI مطابقت دارد.

لایه های مدل TCP/IP:

۱- لایه Network Interface

لایه با لایه های Data Link  و Physical در مدل OSI  همخوانی دارد و موظف است بسته های TCP/IP را روی شبکه رسانه انتقال قرار دهد و با نام Network Interface شناخته می شود و بسته های ICP/IP را از شبکه (رسانه انتقال) تحویل می گیرد. طراحی این لایه طوری است که بتواند با انواع روش دسترسی به شبکه فریم و رسانه شبکه کار کند. TCP/IP به خاطر قابلیت بالایی که دارد در همخوانی با هر رسانه شبکه باعث شده تا با رسانه جدیدی مثل ATM سازگاری داشته باشد.

۲- لایه Internet

لایه اینترنت مشابه Network در مدل OSI است.

وظایف لایه اینترنت

  • آدرس دهی
  • بسته بندی و مسیریابی
پروتکل های اصلی لایه اینترنت عبارتند از: (ARP، ICMP، ICMP، TCP و UDP)
  • IP: پروتکل مسیریابی است که آدرس دهی، مسیریابی و قطعه قطعه کردن (Fragmentation) و سرهم کردن (Reassembly) بسته ها را کنترل می کند.
  • ARP: تبدیل کننده آدرس لایه اینترنت به آدرس Network Interface مثل آدرس سخت افزاری را کنترل می کند.
  • ICMP: وظیفه رفع خطا و گزارش خطا موقع عدم تحویل موفق یک سیستم IP را دارد.
  • ICMP: به عنوان مدیر اعضای گروه IP Multicast می باشد.

۳- لایه Transport

سرویس ارتباطی دیتاگرام و session را برای لایه Application تهیه می کند و پروتکل های اصلی این لایه عبارتند از:

  • (TCP) Transmission Control protocol : قبل از این که اطلاعات را بفرستد از وجود یک خط ارتباطی بین دو طرف اطمینان پیدا می کند و بسته های ارسال شده را کنترل کرده و آنهایی را که دچار مشکل شده باشند بازیابی مجدد می نماید.
  • (UDP) User Datagram Protocol: سرویسی است یک به یک یا یک به چند اتصال بی سیم ارتباطات غیر قابل اطمینان را ایجاد می کند. وقتی می خواهیم مقدار کمی اطلاعات منتقل کنیم از UDP استفاده می شود. مثل داده ای که در یک بسته سیگنال جای گرفته است که یا آن اطلاعات ارزش چندانی ندارند و اگر به مقصد نرسد اهمیت خاصی ندارد مثل پخش فیلم آنلاین. زمانی از UDP استفاده می کنیم که پروتکل های آن در لایه بالا دستی برای تحویل سرویش قابل اعتماد باشد و عملکرد لایه Transport در لایه TCP/IP مثل لایه Transport در مدل OSI هست.

۴- لایه Application

ویژگی های لایه Application :

لایه Application به سرویس های لایه های دیگر اجازه دسترسی می دهد تا به لایه های دیگر دسترسی داشته باشد و بتوانند پروتکل هایی را که برای تبدیل دیتا استفاده می کنند تعریف نمایند و تعداد پروتکل ها در لایه Application زیاد است و مرتباً هم درحال افزایش است و اکثر پروتکل های معروف در این لایه آنهایی هستند که نقش کاربر را در تبادل اطلاعات دارند.

مهم ترین پروتکل در لایه Application :
  • (HTTP) Hyper Text Transfer Protocol: در صفحات وب برای تبادل فایل ها استفاده می شود.
  • (FTP) File Transfer Protocol: برای انتقال متقابل فایل استفاده می شود.
  • (SMTP) Simple Mail Transfer Protocol: برای انتقال فایل ضمیمه و انتقال پیام های ایمیل استفاده می شود.
  • (Telnet): برای ورود به سیستم در شبکه از طریق ریموت استفاده می شود و یک پروتکل شبیه ساز است.
  • (RIP)Routing Information Protocol: پروتکلی است که روترها از آن در مسیریابی برای تبادل اطلاعات داخل شبکه استفاده می کنند.
  • (SNMP) Simple Network Management Protocol: برای جمع آوری اطلاعات و مدیریت شبکه بین کنسول مدیریتی شبکه  و دیوایس مثل روترها، Bridge و هاب های هوشمند مورد استفاده است.

از دیگر رابط های کاربری در لایه Application می توانیم Windows Sockets و  Net Bios نام ببریم که Windows Sockets استانداری را برای (API) Application Programming Interface ایجاد و یک رابط برای پیاده سازی توسط نرم افزار است و به دیگر برنامه ها اجازه می دهد با هم ارتباط داشته باشند. Net Bios هم یک رابط کاربری استاندارد و صنعتی برای دسترسی به خدمات پروتکل sessionها، دیتاگرام و تطابق آدرس ها است. لایه Application در پروتکل TCP/IP مشابه لایه Session، Presentation  و Application در مدل OSI است.

پروتکل IP :

پروتکلی است غیر قابل اطمینان که مسئول آدرس دهی، مسیریابی بسته های IP بین هاست می باشد. Connection less به معنی این است که قبل از فرستادن دیتا هیچsession ای برقرار نمی شود با این که تلاش برای رساندن بسته به مقصد را دارد و تضمینی برای این کار ندارد. بسته IP امکان گم شدن و بهم خوردن ترتیب، تأخیر و تکراری بودن در هنگام ارسال بسته را دارد. در این شرایط IP برای بازیابی این خطاها تلاش نمی کند که در این موقع مسئولیت به عهده لایه بالاتر TCP خواهد بود. در لایه TCP به سیستم IP دیتاگرام می گویند و بسته IP در هر لایه حتی با اضافه شدن فیلدهای خاص نام مخصوصی به خود دارند.

بخش های کلیدی در هدر IP :

  • Destination Address: IP مقصد آخری در دیتاگرام است.
  • Source Address : آدرس IP فرستنده اصلی و اولیه دیتاگرام هست.
  • Identification: در شناسایی دیتاگرام IP و تمام قطعه های خرد شده (fragmented) یک دیتاگرام IP که عمل خرد شدن در آن انجام شده استفاده می شود.
  • Checksum: برای تشخیص یکپارچگی هدر IP یک محاسبه ریاضی در سطح بیت بکار می رود.
  • (TTL) Time to Live: نشان دهنده تعداد بخش های شبکه که دیتاگرام قبل از بین رفتن توسط روتر اجازه عبور دارد را نشان می دهد. و پارامتر TTL توسط مبدأ تنظیم شده و برای جلوگیری از افتادن در حلقه ی بی نهایت استفاده می شود.
  • روتر وظیفه دارد یک بسته IP که ارسال می شود به محض ردش دن بسته یک واحد از آن مقدار TTP کم کند.
  • Protocol: پروتکل های جازسازی شده در این بخش را مشخص می کند. مثل TCP، UDP،ICMP  و …

what is the tcp ip protocol 1366 2 پروتکل TCP/IP و معرفی لایه های آن در شبکه

خرد شدن (Fragmentation) و سرهم شدن مجدد (Reassembly) :

وقتی روتر بسته ای را دریافت می کند که بزرگتر از حد استاندارد است پروتکل IP بسته را به قطعات کوچکتر خرد کرده و طبق ترتیبی که دارند مجدداً در مقصد سرهم می کند تا بسته اصلی تشکیل شود.

Fragmentation می تواند در محیط های ترکیبی از رسانه های مختلف شبکه بعنوان مثال ترکیبی از اترنت و توکن رینگ Fragmentation وReassembly  به صورت زیر عمل می کنند:

  1. وقتی که یک بسته IP توسط مبدأ فرستاده می شود در بخش Identification یک مقدار منحصر به فرد قرار می گیرد.
  2. پروتکل IP بسته اصلی را به Fragmentها کوچکتر تقسیم می کند. هر قطعه با هدر IP مخصوص به خودش ارسال می شود که شامل بخش اصلی Identification مشخص کننده این است که همه قطعه ها متعلق به یک بسته است همچنین بخش More Fragments flag مشخص می کند که قطعه های دیگر در راه است و این پارامتر در قطعه آخر قرار نمی گیرد چون بعد از آن قطعه ای نمی آید در نهایت بخش Fragment Offset نشان دهنده وضعیت قطعه در بسته اصلی است.
  1. روتر بسته IP را دریافت می کند. پروتکل IP در روتر می داند حداکثر بخش قابل انتقال (MTU)Maximum Transmission Unit در شبکه ای که بسته در آن ارسال شده است کمتر از سایز بسته فعلی است.

وقتی که قطعه ها توسط پروتکل IP تحویل داده شدند، بخش Identification آنها را شناسایی می کند که متعلق به یک بسته باشند و بعد با کمک بخش fragment offset قطعه ها بازیابی و سرهم بندی می شوند.

خوشحال خواهیم شد اگر نظر خودتون رو درباره این مطلب ثبت کنید

خطا!دکمه ریفریش را بزنید