پروتکل TCP/IP

از زمان پیدایش آن در دهه 1970مجموعه پروتکلTCP/IPبه عنوان استاندارد صنعتی برای پروتکل های انتقال داده در لایه های شبکه و انتقال مدل OSI پذیرفته شده است.علاوه بر این،این مجموعه شامل تعداد زیادی پروتکل های دیگر است که از لایه پیوند داده تا لایه کاربردی کار میکنند.
سیستم های عامل به تسهیل شکل ظاهری پشته می پردازند تا آن را برای کاربران عادی قابل فهم تر کنند.مثلاً در یک ایستگاه کاری ویندوز،نصبTCP/IPبا انتخاب فقط یک واحد که پروتکل نامیده
می شود انجام می شود ،در حالی که در حقیقت طی این فرآیند ، پشتیبان یک خانواده کامل از پروتکل ها نصب می گردد ، که پروتکل کنترل ارسال (TCP) و پروتکل اینترنت (IP) فقط دو تا از آنها هستند.انتخابهای دیگر غیر از TCP/IPنیز تا حدود زیادی به همین صورت عمل می کنند. مجموعه پروتکل IPX شامل چند پروتکل است که عملکرد آنها شبیه TCP/IPمی باشد ، و NETBEUIهر چند خیلی ساده تر است اما برای انجام بسیاری از عملیات خود به پروتکل های دیگری وابسته می باشد ، مثل (SMB)
SERVER MESSAGE BLOCKS.
آگاهی از نحوه عملکرد پروتکل های مختلف TCP/IPو نحوه کار آنها با هم برای ارائه سرویسهای ارتباطی لازمه مدیریت شبکه های TCP/IPمی باشد .
خواص TCP/IP
اینکه چرا TCP/IPبه مجموعه پروتکل منتخب برای غالب شبکه های داده تبدیل شده است دلایل متعددی دارد ،و یکی از آنها این است که اینها پروتکلهایی هستند که در اینترنت مورد استفاده قرار می گیرند. TCP/IP مدتی پیش از عرضه PC برای پشتیبانی از اینترنت جوان طراحی شد (که بعدها آرپانت نام گرفت)، در واقع در زمانی که تعامل بین محصولات ساخت سازندگان مختلف تقریباً مسئله جدیدی بود ، اینترنت از انواع مختلف زیادی از کامپیوترها تشکیل شده بود و هست و بدین لحاظ به مجموعه پروتکلی نیاز بود که توسط همه آنها به طور مشترک مورد استفاده قرار گیرد .
مهمترین عنصری کهTCP/IPرا از سایر مجموعه پروتکل ها که سرویس های لایه های شبکه و انتقال را در اختیار می گذارند متمایز می کند مکانیزم آدرس دهی جامع آن است .به هر یک از وسیله های روی یک شبکه TCP/IP یک (یا گاهی بیش ازیک)آدرس IPاختصاص داده می شود که آن را به طور یکتا به سیستم های دیگر میشناساند.
بیشترPCهای شبکه های امروزی از آداپتورهای واسط شبکه اترنت یاTOKEN RING استفاده می کنند که شناسه های یکتایی(آدرس های MAC) به صورت سخت افزاری در آنها حک شده است و این شناسه ها باعث می شوند که آدرس هایIP مازاد مصرف شوند.اما به بسیاری از انواع دیگر کامپوترها شناسه هایی توسط مدیران شبکه اختصاص داده می شود،و هیچ مکانیزمی وجود نداردکه تضمین کند سیستم دیگری از یک شبکه تقابلی جهانی همچون اینترنت از همان شناسه استفاده نمی کند.
از آنجا که یک مجمع مرکزی وجود دارد که آدرسهای IPرا ثبت می کند،میتوان مطمئن بود که هیچ دو دستگاهی از اینترنت(اگر پیکربندی درستی داشته باشند) آدرسشان یکی نیست .به دلیل همین آدرس دهی است که پروتکل هایTCP/IPمی توانند تقریباً هر پلت فرم نرم افزاری یا سخت افزاری را که در حال حاضر به کار میرود پشتیبانی کنند.
پروتکل های IPX همیشه اساساً با ناول نت ور همراه خواهند بود، وازNETBEUI تقریباً فقط در شبکه های مایکرو سافت ویندوز استفاده می شود . اما TCP/IP واقعاً تعامل جهانی پلت فرمها را ممکن می سازد، به طوری که همه آن را پشتیبانی می کنند و هرگز مغلوب پروتکل دیگری نشده است .
جنبه منحصربه فرد دیگر پروتکلهای TCP/IP نحوه طراحی ،تخلیص و تصویب استانداردهای آنهاست . به جای وابستگی به یک مجمع تدوین استاندارد همچون IEEE، پروتکلهای TCP/IP با حفظ اصول دموکراسی و توسط یک گروه اتفاقی از داوطلبان که از طریق خود اینترنت ارتباط گسترده ای دارند تدوین میشوند ،و مقدم هر کس که علاقمند به شرکت در تدوین یک پروتکل باشد گرامی داشته می شود. علاوه بر این خود استانداردها توسط مجمعی تحت عنوان (IETF)
INTERNET ENGINEERING TASK FORCE منتشر می شوند و در اختیار عموم قرار می گیرند ، و برای همه کس قابل دسترسی و دریافت هستند . استانداردهایی همچون آنها که IEEE منتشر می کند نیز در دسترس هستند ، ولی تا همین چند وقت پیش برای خریدن یک کپی از یک استاندارد IEEE مثل 3/802 که اترنت بر اساس آن است باید صدها دلار می پرداختید . این در حالی است که می توان هر یک از استانداردهای TCP/IPرا که Request for commetns (RFCها) نامیده میشوند از سایت وب IETF درhttp://www.ietf.org/، یا از برخی سایتهای اینترنت دیگر به طور قانونی داون لود کرد .
پروتکلهای TCP/IP مقیاس پذیری فوق العاده ای دارند .شاهدی بر این مدعا آن است که این پروتکل ها زمانی طراحی شدند که آرپانت اساساً یک کلوب انحصاری برای دانشگاهیان و دانشمندان بود و هیچ کس تصور آن را هم نمی کرد که این پروتکل ها که تولید می شوند زمانی روی شبکه ای به اندازه اینترنت کنونی به کار گرفته شوند . عامل اصلی محدود کننده گسترش اینترنت در حال حاضر فضای آدرس خود IP است که 32بیتی می باشد ، و نسخه جدید پروتکل IP تحت عنوان IPV6 در صدد رفع این نقیصه به کمک یک فضای آدرس 128بیتی است .
معماری TCP/IP
TCP/IP برای آن طراحی شده است که شبکه های با تقریباً هر اندازه ای را پشتیبانی کند . در نتیجه TCP/IPباید بتواند سرویسهای مورد نیاز برنامه هایی که از آن استفاده می کنند را بدون مصرف زیاد پهنای باند و سایر منابع شبکه در اختیار آنها قرار دهد . مثلاً پروتکل NETBEUI با ارسال یک پیغام همگانی و انتظار دریافت پاسخ از سیستم مطلوب سیستمهای دیگر را شناسایی می کند .
به همین دلیل NETBEUI فقط روی شبکه های کوچک که از یک دامنه انتشار تشکیل شده اند به کار می رود. تصور کنید که در اینترنت هر کامپیوتر برای پیدا کردن یک دستگاه دیگر مجبور بود هر بار یک پیغام همگانی را برای میلیون ها دستگاه شبکه ارسال نماید ! برای رسیدگی به نیازهای برنامه های خاص و عملیات داخل آنها ، TCP/IPاز ترکیب چند پروتکل استفاده می کند تا کیفیت سرویس لازم برای این منظور را در اختیار بگذارد .
پشته پروتکل TCP/IP
قدمت TCP/IP از مدل مرجعOSI بیشتر است،ولی پروتکل های آن به چهار لایه تقسیم می شوندکه می توانند تقریباً معادل پشته هفت لایه ای OSI می باشند.
کاربردی کاربردی
نمایش -
جلسه -
انتقال انتقال
شبکه اینترنت
پیوند دادها پیوند
فیزیکی -

OSI TCP/IP
درLANها،عملکرد لایه پیوند را یک پرتکلTCP/IP تعریف نمی کند،بلکه پروتکل های استاندارد لایه پیوند داده ها همچون اترنت و TOKEN RING تعریف میکنند.برای برقراری مصالحه بین آدرس MAC که آداپتور واسط شبکه در اختیارمی گذارد و آدرس IP که در لایه شبکه به کار میرود،سیستم ها از یک پروتکل TCP/IP به نام پروتکل تصمیم گیری درباره آدرس (ARP) استفاده می کنند ،اما استانداردهایTCP/IP دو پروتکل را تعریف می کنند که معمولاً برای برقراری ارتباطات لایه پیوند با استفاده از مودم و سایر اتصالات مستقیم از آنها استفاده می شود.این دو عبارتند از:پروتکل نقطه به نقطه (PPP) و پروتکل اینترنت خط سری(SLIP).
در لایه اینترنت،پروتکل اینترنت (IP) قرار داردکه حامل اصلی همه پروتکل هایی است که در لایه های بالاتر کار می کنند،و پروتکل پیغام های کنترلی اینترنت (ICMP) ،که سیستم های TCP/IPاز آن برای عملیات تشخیصی و گزارش خطا استفاده می کنند.IP،به عنوان یک پروتکل حامل عمومی،بدون اتصال و غیر قابل اطمینان است ، زیرا سرویسهایی همچون تصحیح خطا و تحویل تضمین شده در صورت لزوم توسط لایه انتقال ارائه می شوند .
در لایه انتقال ، دو پروتکل کار می کنند : پروتکل کنترل ارسال (TCP) و پروتکل دیتاگرام کاربر (UDP) . TCPاتصال گرا و قابل اطمینان است ،در حالی که UDP بدون اتصال و غیر قابل اطمینان می باشد.هر برنامه بسته به نیازهای خود و سرویس هایی که لایه های دیگر در اختیارش می گذارند از یکی از این دو استفاده می کند .
می توان گفت که لایه انتقال به گونه ای شامل لایه های نشست و انتقال مدل OSI است ، ولی نه از هر لحاظ . مثلاً سیستم های ویندوز می توانند برای انتقال پیغام های نت بایوس که برای عملیات اشتراک فایل و چاپگر مورد استفاده شان قرار می گیرند از TCP/IP استفاده کنند ، و نت بایوس همچنان همان عملکرد لایه نشستی را در اختیار می گذارد که وقتی سیستم از NETBEUI یا IPX به جای TCP/IP استفاده می کند ارائه می دهد . این فقط یک مثال است از اینکه چگونه لایه های پشته پروتکل TCP/IP تقریباً معادل لایه های مدل OSI هستند ، ولی انطباق کاملی بین آنها وجود ندارد . هر دوی این مدلها بیشتر ابزارهای آموزشی و تشخیصی هستند .تا دستور العمل تدوین و سازمان دهی پروتکل ، و تطابق دقیقی بین عملکرد لایه های مختلف و پروتکلهای واقعی وجود ندارد .
تعریف لایه کاربردی از همه دشوارتر است ،زیرا پروتکل هایی که در این لایه کار می کنند می توانند خود برنامه های وزین و کاملی باشند مثل پروتکل انتقال فایل (FTP)، یا مکانیزم هایی که توسط سایر برنامه ها به کار می روند و سرویسی را ارائه می کنند ، مثل سیستم نام دامنه (DNS) و پروتکل ساده انتقال نامه (SMTP) .