TCP / IP дегеніміз не: негізгі ерекшеліктері
TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) — құрылғылардың желіде ақпарат алмасу жолын анықтайтын ережелер мен стандарттар жиынтығы.
Байланысты 7 деңгейге бөлетін теориялық OSI (Open Systems Interconnection) моделінен айырмашылығы, TCP/IP 4 қолданады:
Екі модель де желідегі құрылғылар арасындағы өзара әрекеттесуді сипаттағанымен, олар бір-бірінен тәуелсіз пайда болды және бірегей құрылымы мен мақсатына ие.
OSI моделі, TCP/IP моделі сияқты, коммуникацияның барлық аспектілерін қамтиды, бірақ күрделілігі мен академиялық сипатына байланысты ол іс жүзінде кеңінен қолданылмады.
Оның икемділігі мен тиімділігінің арқасында TCP/IP стегі заманауи Интернеттің негізіне айналды. Дегенмен, кейбір нұсқаулар мен құжаттамалар жүйелерді OSI тұрғысынан сипаттауды жиі жөн көреді, өйткені ол білім беру қызметін атқаратын теорияны зерттеудегі негізгі болып қала береді.
Олардың байланыстары мен айырмашылықтары қандай?
OSI-бұл функцияларды қатаң саралаумен әмбебап стандартты құру әрекеті. TCP / IP-бұл нақты жағдайда жасалған инженерлік шешімдерге негізделген практикалық бейімделудің нәтижесі.
OSI Интернеттің өсуімен қатар дамыды, ОНДА TCP/IP стегі іске асырылды, сондықтан басым болды. ОНЫ OSI үлгісімен ауыстыру әрекеттері сәтсіз аяқталды, себебі жаңа протоколдарға (МЫСАЛЫ, IP орнына CLNP) қолдау көрсетілмеді.
OSI орталықтандырылған стандарттауды қабылдады, АЛ TCP / IP орталықтандырылмаған, «сынақ» шешімдеріне негізделген (мысалы, IP және TCP арасындағы тапсырмаларды бөлу).
TCP / IP енгізу және масштабтау оңайырақ болып шықты және ОНЫҢ http және FTP сияқты протоколдары OSI жүйесінде жеке қабаттар орындайтын функцияларды, мысалы, өкілдік немесе сеансты өз мойнына алды.
| Қабаттар саны | 7 (сессия, өкілдік және т.б. сияқты деңгейлер бар.) | 4 (БІРНЕШЕ OSI қабаттарының функцияларын қамтитын кеңейтілген қабаттар) |
| Тағайындау | Оқытудың теориялық моделі | Желілік протоколдардың жұмыс стегі |
| Хаттамалар (мысалдар) | CLNP, ES-IS, TP0/TP4 | IP, TCP, UDP, HTTP, DNS |
| Мекен-жайы | Күрделі Мекенжайлар (NSAP) | Қарапайым IP Мекенжайлары |
| Қателерді өңдеу | Әр деңгейде | Көлік қабаты (TCP)негізінде |
TCP / IP қалай жұмыс істейді
TCP / IP архитектурасы ИНТЕРНЕТТІҢ жұмысын реттейтін КӨПТЕГЕН IETF техникалық құжаттарының бірі болып табылатын RFC 1122 стандартында сипатталған.
Бұл стандартта TCP / IP моделі төрт деңгейден тұрады. Мысалы, Эндрю Таненбаум «Компьютерлік Желілер» кітабында төменгі деңгейді екі арналы және физикалық деп бөледі.
TCP / IP стекінің негізгі міндеттері
Ақпаратты фрагментациялау: Деректерді оңай беру үшін пакеттерге бөледі.
Маршруттау: жіберуші мен алушы арасындағы оңтайлы маршрутты Таңдау.
Тұтастықты тексеру: қателерді Түзету және жоғалған деректерді қайта жіберу.
Қосылымды басқару: түйіндер арасындағы байланысты орнату, техникалық қызмет көрсету және тоқтату.
TCP / IP Модель Деңгейлері
Жоғарыда айтылғандай, tcp / IP моделі төрт негізгі деңгейден тұрады, олардың әрқайсысы белгілі бір функцияларды орындайды.:
Арна деңгейі
Ол бір физикалық желі немесе оның жеке сегменті ішінде деректерді беруге жауап береді. Ол Құрылғылардың Ethernet немесе Wi-Fi сияқты тарату арнасымен өзара әрекеттесуін реттейді. Физикалық қабатта берілу кезінде пайда болатын қателерді анықтайды және түзетеді. Арна қабатының негізгі міндеттері:
–
Жақтауды құру: Ақпарат құрылымдық бірліктерге топтастырылған-кадрлар (LLC, HDLC, PPP, Ethernet протоколдары және т.б.).)- физикалық орта арқылы жіберу үшін. Адрестік жүйе ПАЙДАЛАНЫЛАДЫ, МҰНДА MAC мекенжайлары құрылғы идентификаторы ретінде қызмет етеді.
Қоршаған ортаға қол жетімділік: құрылғылардың деректерді беру ретін анықтайтын Механизмдер орнатылған, бұл бір уақытта беру кезінде қақтығыстарды болдырмауға көмектеседі. Арна қабаты сонымен қатар жақтаулардың алушыға дұрыс жеткізілуіне жауап береді. Осы деңгейдегі хаттамалардың ішінде: ARP-IP мекенжайларын MAC мекенжайларына салыстырады.
Деректердің тұтастығын бақылау: деректерді беру кезінде бүлінген деректерді анықтау үшін бақылау сомасын есептеу сияқты Тексеру әдістері қолданылады.
Желі аралық қабат
Желілік қабат деп те аталатын қабат пакеттерді әртүрлі желілер арасында жылжытуға жауап береді. Ол маршрутизацияны және құрылғылардың бірегей адрестелуін қамтамасыз ететін IP протоколына негізделген. Желіаралық қабаттың негізгі функциялары:
Құрылғыны сәйкестендіру: желідегі Әрбір құрылғыға желінің жалпы құрылымындағы орнын бірегей анықтау үшін бірегей IP мекенжайы тағайындалады.
Маршруттау: әр түрлі желілер арқылы мүмкін болатын ауысуларды ескере отырып, пакеттердің жіберушіден алушыға өтуінің оңтайлы бағытын Анықтайды.
Фрагментация және қалпына келтіру: қажет болса, үлкен пакеттер беру үшін кішірек бөліктерге бөлінеді және қабылдағыш жағында бастапқы түрінде қайта жасалады.
Басқаша айтқанда, жергілікті желілер ауқымды жаһандық инфрақұрылымға біріктірілуде, ол арқылы құрылғылар арасында магистральдық және шеткі маршрутизаторлар арқылы ақпарат беріледі. Дәл осы кезеңде IP мекенжайлары мен ішкі желі маскалары маңызды бола бастайды.
Ішкі желі маскасы құрылғының жіберушімен бір желіге жататынын анықтауға көмектеседі. Егер алушы бір ішкі желіде болса, пакет тікелей жеткізіледі. Әйтпесе, деректер маршрутизаторлар тізбегі арқылы қажетті межелі жерге жеткенше беріледі.
IP Протоколы (Интернет Протоколы) ол маршрутизатордың мақсатты құрылғының қай ішкі желіге жататынын анықтауда шешуші рөл атқарады. Желіге қосылған әрбір құрылғының өзінің бірегей IP мекенжайы болады, Ал Интернетте БІРДЕЙ IP мекенжайы бар екі құрылғының болуына жол берілмейді. IP протоколының бірнеше нұсқалары бар, олардың біріншісі кеңінен қолданылатын IPv4 болды.
IPv4 қосылымдарының көбеюіне байланысты мекенжайлар жеткіліксіз: оларды пайдаланылмаған құрылғылардан босатуға немесе мамандандырылған биржаларда сатып алуға тура келеді.
Мәселені шешу үшін 1998 жылы IPv6 стандарты әзірленді, онда адрес 128 битке дейін ұлғайтылды. Бұл 212 000 түрлі мекенжайларды жасауға мүмкіндік береді, олардың саны соншалықты үлкен, тіпті желінің ең үлкен өсуімен де жеткілікті болады. Бірақ Қазір Интернет IPv6-ны толық пайдалануға дайын деп айту әлі мүмкін емес.
IP — ден басқа, қосалқы функцияларды қамтамасыз ету үшін желіаралық қабат шеңберінде басқа протоколдар қолданылады.:
ICMP (Internet Control Message Protocol) желідегі құрылғылар арасында қате туралы хабарларды және басқа диагностикалық ақпаратты жіберуге арналған. Бұл маршрутизаторлар мен хосттарға тағайындалған орынның болмауы сияқты пакеттерді жеткізу мәселелері туралы хабарлауға көмектеседі. Пайдаланушы қолданбалары ДИАГНОСТИКА үшін пайдаланылатын ping немесе traceroute сияқты желілік утилиталарды қоспағанда, ICMP-ді тікелей пайдаланбайды. ICMP тасымалдау деңгейіндегі TCP және UDP-ге қарағанда пайдаланушы деректерін тасымалдамайтынын ескеру маңызды. IPv6 — мен жұмыс істеу үшін хаттаманың Жеке нұсқасы Бар-ICMPv6.
IGMP (Internet Group Management Protocol) IPv4 желілеріндегі топтық қосылымдарды басқару үшін қолданылады. Бұл құрылғыларға белгілі бір топқа арналған деректерді сұрауға мүмкіндік береді, мысалы, бейне ағыны немесе көп ойыншы ойындарына қатысу жағдайында. IPv6 желілерінде ICMPv6-ға енгізілген MLD (Multicast Listener Discovery) протоколы ұқсас функцияларды орындайды.
Көлік деңгейі
Бұл деңгейде желілік құрылғылар арасында ақпараттың сенімді жеткізілуі қамтамасыз етіледі. Мұндағы негізгі протоколдар TCP және UDP (User Datagram Protocol) болып табылады.
Деректерді беру кезінде жоғалу қаупі сөзсіз, бірақ ақпараттың барлық түрлері бұған бірдей сезімтал емес. Осылайша, мәтіндік құжаттағы бірнеше таңбаның жоғалуы оның мазмұнын айтарлықтай бұрмалауы мүмкін, ал бейне ағынынан бірнеше кадрдың жоғалуы көрерменге байқалуы екіталай. Сондықтан:
TCP жеткізілген пакеттердің тұтастығы маңызды болған кезде қолданылады және оны тексеру үшін жауап күтіледі.
UDP-де тұтастық маңызды емес, жылдамдықты қамтамасыз ететін жауап пакеті күтілмейді.
Көлік қабатының негізгі міндеттері:
қосылымды басқару: желілік түйіндер арасындағы байланыстарды ұйымдастыру, жүргізу және дұрыс тоқтату,
тарату жылдамдығын бақылау: арналар мен қабылдау құрылғыларының шамадан тыс жүктелуіне жол бермеу үшін деректер ағынын реттеу,
қателерді анықтау және түзету: тұтастықты бақылау әдістерін қолдану, соның ішінде бақылау сомалары және бүлінген пакеттерді қайта жіберу.
Қолдану қабаты
Желі арқылы қол жетімді бағдарламалар осы деңгейде жұмыс істейді. Қарапайым мысал-сервердің мазмұнын шолғышта веб-сайт ретінде көрсететін веб-сервер.
Қолданбалы қабат функциялары:
қосымшалар үшін интерфейстер құру: бағдарламаларға желілік ресурстарға қосылуға мүмкіндік беретін стандартты әдістерді ұсыну,
сессияны басқару: қосымшалар арасында деректер алмасу сеанстарының басталуын, жүргізілуін және дұрыс аяқталуын бақылау,
деректерді пішімдеу және дайындау: ақпаратты желі арқылы жіберуге және кейіннен алушы тарапынан өңдеуге жарамды форматқа түрлендіру.
TCP / IP архитектурасында қосымшалар tcp немесе UDP протоколдары арқылы тасымалдау қабатымен өзара әрекеттеседі, бірақ олар берілетін деректердің құрылымын терең түсінуді қажет етпейді
IP, порттар және розеткалар: қолданбалар бір-бірін қалай табады
Бірегей IP мекенжайлары құрылғыларға интернет жұмысы деңгейінде тағайындалғанымен, іс жүзінде деректер машиналар арасында емес, осы құрылғыларда жұмыс істейтін арнайы қолданбалар арасында алмасады.
Құрылғыдағы белгілі бір қолданбаны дұрыс анықтау үшін ТЕК IP мекенжайы жеткіліксіз. Бұл үшін порт нөмірі қосымша пайдаланылады. Ip мекенжайы мен порт бірігіп, қосымшалар деректермен алмасатын бірегей «кіру нүктесі» деп аталатын розетканы құрайды.
Дәл осы розеткалар арқылы веб-сайтты жүктеу, пошта жіберу немесе бейне ағыны болсын, желілік байланыстардың басым көпшілігі жүзеге асырылады.
«Розетка» сөзі «хост» немесе «пайдаланушы»сөздерінің синонимі ретінде жиі қолданылады. Сонымен қатар, розетка процессорды қосу ұясы деп аталады, АЛ UNIX жүйелерінде ұқсас схема бойынша жұмыс істейтін, бірақ IP мекенжайы мен порттың орнына файл атауын пайдаланатын розетка файлдары бар.
Қолданбалы қабаттағы әрбір қолданба деректер алмасу үшін өзінің протоколын және желіге кіру үшін оған тағайындалған порт нөмірін пайдаланады. Жанжалдар мен шатасулардың алдын алу үшін IANA (Интернетке Тағайындалған Нөмірлер Басқармасы) ғаламдық Интернетте порттарды бөлуге жауапты. Бұл ұйым IP мекенжайларының ауқымын орнатады және порттарды танымал желілік қызметтерге тағайындайды.
Бұл қолданбалар үшін көрсетілген портты пайдалануды міндеттемейді, бірақ бұл параметрді басқасына өзгерту қосымша параметрлерді қажет етеді. Олар екінші жағындағы құрылғылар дұрыс қолданба үшін дұрыс портты көрсету арқылы сіздікі құрылғыларға дұрыс «қол жеткізе» алуы үшін қажет, өйткені әдепкі бойынша ОЛАР IANA анықтағандарын дәл пайдаланады.
Мысалдар:
Пошта қосымшалары жіберу үшін 25 портты (SMTP протоколы) пайдаланады.
Поштаны қабылдау үшін 110 порты (POP3 протоколы) пайдаланылады.
Веб-серверлер http протоколына сәйкес мазмұнды (мысалы, сайттарды) көрсетеді, порт 80.
Ftp протоколы арқылы файлдарды тасымалдау 21 порт болып табылады.
Порт КӨБІНЕСЕ IP-ДЕН кейін көрсетіледі және одан қос нүктемен бөлінеді, мысалы, келесідей көрінеді: 182.68.75.102:80.
Тағы бір маңызды порт, 53, dns домендік атау қызметіне арналған. Ол желілік домендердің алфавиттік атауларын сандық IP мекенжайларына және керісінше түрлендіреді және БІЗДІ IP мекенжайларының нөмірлерін есте сақтау қажеттілігінен құтқарады. Оның орнына, жүйе желі параметрлерінен DNS серверінің 53 портына сұрау жіберу арқылы домендік атаудың IP мекенжайын дербес сұрайды.
Символдық адрестерді IP-ге түрлендіру
БІЗ DNS тақырыбын жаһандық желінің қалай жұмыс істейтінін толық сипаттайтын TCP/IP моделінің контекстінде көтергендіктен, қарапайым пайдаланушылардың немен бетпе-бет келетінін атап өткен жөн. Адамдарға символдық есімдерді есте сақтау оңайырақ (мысалы, google.com ) сандық IP мекенжайларына қарағанда. Домендік атаулар жүйесі (DNS, Домендік Атаулар Жүйесі) дәл осы үшін бар. Пайдаланушы URL МЕКЕНЖАЙЫН шолғышқа енгізген КЕЗДЕ келесі процесс жүреді:
Браузер кэшті сәйкес IP мекенжайына тексереді.
Егер деректер болмаса, сұрау жергілікті DNS серверіне жіберіледі.
Егер жергілікті DNS-те қажетті ақпарат болмаса, сұраныс жоғары DNS серверіне жіберіледі.
IP мекенжайын алғаннан кейін браузер серверге TCP/IP қосылымын орнатады.
DNS Интернетпен жұмыс істеуді айтарлықтай жеңілдетеді, бұл оны пайдаланушыларға ыңғайлы және қолжетімді етеді.
TCP / IP моделі өзінің практикалық және модульділігіне байланысты ғаламдық Интернетті құрудың негізіне айналды. OSI-ден айырмашылығы, ол теориялық тұрғыдан сипаттап қана қоймайды, сонымен қатар деректерді берудің бүкіл циклін қамтитын желілік құрылғылар арасындағы байланыстың барлық механизмін іс жүзінде жүзеге асырады: физикалық ортадан қолданбалы өзара әрекеттесуге дейін.
TCP/IP принциптерін білу Интернеттің қалай жұмыс істейтінін түсінуге ғана емес, сонымен қатар желіні басқарудың және диагностиканың нақты міндеттерін шешуге көмектеседі.