ترجمه مقاله آی پی(IP) در 30 صفحه ورد قابل ویرایش

فن آوری (تکنولوژی)

این بخش، جنبه ها (جهت‌ها) فن آورانه و فنی، TCP,IP‌وابسته به پروتکل و همچنین محیط، کار کردن و موثر بودن پروتکل را تعریف می‌کند، زیرا کانون (مرکز) اصلی این مدرک (پروتکل) فرستادن به راه (مسیر)‌معینی می‌باشد(عملکرد رده 3)، بحث و گفتگو (پروتکل رده 4)TCP تا اندازه‌ای مختصر است.

TCP

TCP، یک پروتکل حامل (حمل کننده) همسازی اتصال می‌باشد، که یافته ها (داده‌ها) را مانند زنجیره (جریان) سازمان نیافته بایت، منتقل می‌کند.

با استفاده کردن از اعداد زنجیره‌وار (متوالی) و پیام‌های تصدیق شده، (تصدیق پیام‌ها)، TCP می‌تواند، انتقال گره (بند) را همراه با تحویل داده‌ها، در مورد انتقال دادن بسته کوچک به پایانه گره (بند) فراهم کند.

جایی که (پایانه‌ای) که داده‌ها (یافته‌ها)، در انتقال دادن از منشا به پایانه، گم شده باشند، در این حالت، TCP ‌ می‌تواند داده‌ها (یافته‌ها) را دوباره انتقال داده، آن هم تا موقعی که زمان درست، دلخواه، به دست آمده باشد یا، تا موقعی که تحویل دادن موفقیت آمیز، حاصل شده باشد. TCP همچنین، می‌تواند پیام‌ها مکرر را تشخیص داده و آنها را به صورت درست و شایسته رها کند. اگر کامپیوتر انتقال دهنده، خیلی سریع، یافته‌ها (داده‌ها) را به کامپیوتر گیرنده، منتقل کند، TCP می‌تواند مکانیسم (نظام) مهار کردن جریان را به کار گرفته، و داده‌ها (یافته‌ها) را به آهستگی منتقل کند.

TCP همچنین می‌تواند تحویل داده‌ها را به لایه (رده) فوقانی، انتقال داده و از کاربرد آنها محافظت کند.













شکل1- نسبت (پیوند) مجموعه پروتکل اینترنت به نمونه به خصوص از مرجع (نشان) OSI نشان داده شده است.

نمونه خاص مرجع= OSI

IP، لایه (رده) 3 اصلی و بنیادی پروتکل در مجموعه اینترنت است.

علاوه بر انتقال میزان کار اینترنت، IP همچنین گزارش دادن خطا، و فروپاشی و مونتاژ دوباره، قسمت‌های داده‌ها را مهیا می‌کند، این قسمت از داده‌ها، به نام نگاره (نوشتن)، داده‌ها، می‌باشد، که برای انتقال طی (در خلال) شبکه کامپیوتر طبق، اندازه متفاوت حداکثر تا اندازه حداقل می‌باشد. IP نشان دهنده مرکز (اصل) مجموعه پروتکل اینترنت است.

نشانی دادن IP‌به طور جهانی فوق العاده می‌باشد، تعیین کردن (نسبت دادن) اعداد 32- بیت توسط مرکز اطلاعات (داده‌های) شبکه کامپیوتری است. نشانی دادن IP، به طور فوق‌العاده جهانی، شبکه کامپیوتر، را در هر جا از جهان برای ارتباط داشتن با یکدیگر، مجاز شناخته است.

نشانی دادن IP به طور جهانی، فوق العاده به سه قسمت تقسیم شده است قسمت اول، به نشانی دادن شبکه کامپیوتر اختصاص دارد.

قسمت دوم، به نشانی دادن به جز نتیجه نهایی (پیامد) اختصاص دارد و قسمت سوم IP، به نشانی دادن، برای اجرا برنامه کامپیوتر اختصاص دارد.

و قسمت سوم IP به نشانی دادن برای اجرای برنامه کامپیوتر اختصاص دارد. نشانی دادن IP از سه (3) رده بندی متفاوت، شبکه کامپیوتر حمایت می‌کند. رده بندی A ‌شبکه کامپیوتر عمدتا، برای استفاده کردن در تعداد معدودی، برای کامپیوترهای بسیار بزرگ، در نظر گرفته شده است. زیرا آنها فقط 8 (هشت) بیت برای نشانی دادن وسعت (زمینه) کامپیوتر، پیش بینی می‌کنند. رده بندی B شبکه کامپیوتری به 16- بیت اختصاص دارد. و رده بندی C، شبکه کامپیوتری به 24- بیت برای وسعت کامپیوتر نشانی داده شده، اختصاص داده. رده بندی C شبکه فقط 8- بیت را برای وسعت اجرا برنامه کامپیوتر پیش بینی می‌کند، به هر حال، تعداد اجرا برنامه در هر شبکه کامپیوتری می‌تواند یک عامل محدود کننده باشد. در همه رده‌‌بندی‌های شبکه کامپیوتری (A,Bو C) اکثر بیت‌های چپ، نشان دهنده، نوع شبکه کامپیوتر است.




شکل 5- تصویر ساختار (طرح) اینترنت

E=سیستم خودمختار یا E=پروتکل راهگاه خارجی (پروتکل بیرونی)

I=مسیر پروتکل داخلی

استفاده کردن از مسیر معین پروتکل، همراه باIP‌ از نوع متحرک و پویا می‌باشند. مسیر معین پویا برای محاسبه کردن مسیرها، به نرم افزار برای نقشه راه احتیاج دارد. درمسیر معین پویا، الگوریتم، تغییرات در شبکه کامپیوتر را قبول کرده، و به صورت خودکار، بهترین مسیر را، انتخاب می‌کند. برخلاف آنچه که درباره مسیر معین پویا گفته شد مسیر معین ثابت (ناپویا) فقط، نیازمند، جایگزین شدن مطابق با مجری (اداره کننده) شبکه کامپیوتر است. و تا موقعی که مجری (اداره کننده) شبکه کامپیوتری، مسیرهای معین ناپویا و ثابت را تغییر ندهد، آنها تغییر نخواهند یافت.

فهرست خلاصه IP، متشکل شده از پایانه نشانی دادن/ نزدیک به دو جهش ناچیز، می‌باشد. در نمونه (مثال) فهرست خلاصه مسیر نشان داده در شکل 6، اولین ورودی، به آن گونه تفسیر و معنی شده است که «برای به دست آوردن شبکه کامپیوتری 34.1.0.0 (جز نتیجه نهایی 1 در شبکه کامپیوتر 34)، می باشد، دومین توقف (توقف بعدی) در بند نشانی دادن 54.342.23.12‌ موجود است.

همانطور که ما مشاهده کردیم مسیر معین IP پخش شدن نگاره (نوشتن) داده‌ها از طریق کار اینترنتی، دریک جهش مسیر پی در پی و در یک زمان است. مسیر کامل در ابتدا سفر شناخته نشده است.

در عوض، در هر توقف، مسیر جهش بعدی توسط، همانند بودن (کردن) پایانه نشانی داده در درون نگاره داده‌ها (نوشتن اطلاعات)، مطابق با ورودی داخل فهرست خلاصه مربوط به بند (گز)، مسیر معین متداول، معین شده است. هر یک از پیچیدگی‌ (های) مربوط به بند (گره) در شیوه (روش) مسیر معین، متشکل شده از بسته‌های کوچک جدید است که فقط بر اساس داده‌ها (اطلاعات) اینترنت است. IP‌برای بازگشت دادن گزارش خطا (اشتباه)به طرف منشا، آن هم تا موقعی که ناهمسانی و نابهنجاری مسیر معین، رخ داده باشد، پیش بینی نشده است. این کار(وظیفه) به پروتکل اینترنت دیگر، واگذار می‌شود. یعنی به پروتکل اداره کردن (مهار کردن)پیام اینترنت (ICMP) واگذار می گردد.

ICMP (پروتکل اداره کردن پیام اینترنت) است که عملکرد تعدادی از کارها (وظایف) درون یک شبکه، کار اینترنتی IP‌ می‌باشد.

علاوه بر دلیل اصلی، به وجود آمدن ICMP‌(بازگشت دادن، گزارش به علت فقدان مسیر معین به منشا)، علت اصلی وجود آن است، ICMP‌یک شیوه (روش) برای سنجیدن قابلیت دست یافتن به بند (گره) در طرف مقابل اینترنت می‌باشد (منعکس کردن ICMP و عملکرد متقابل پیام‌ها) است، یک شیوه برای افزایش دادن بازده، مسیر معین (ICMP برای دوباره جهت دادن به پیام‌ها)، است یک شیوه برای آگاهی به منشا، راجع به آنکه، نگاره داده‌ها، زمان اختصاص داده، به خود را برای وجود داشتن در درون اینترنت، افزایش داده است (ICMP ، افزایش دادن زمان بندی پیام)، و همچنین ICMP‌برای افزایش دادن زمان بندی پیام‌های دیگر هم مفید است، در مجموع، آنکه، ICMP، یک قسمت جدایی ناپذیر (جدا نشدنی) از به کار گیری IP‌می‌باشد، مخصوصا، آنهایی که در مسیرهای پی در پی، جریان دارند.





This section describes technical aspects of TCP, IP, related protocols, and the environments in which these protocols operate. Because the primary focus of this document is routing (a layer 3 function), the discussion of TCP (a layer 4 protocol) will be relatively brief.


TCP

TCP is a connection-oriented transport protocol that sends data as an unstructured stream of bytes. By using sequence numbers and acknowledgment messages, TCP can provide a sending node with delivery information about packets transmitted to a destination node. Where data has been lost in transit from source to destination, TCP can retransmit the data until either a timeout condition is reached or until successful delivery has been achieved. TCP can also recognize duplicate messages and will discard them appropriately. If the sending computer is transmitting too fast for the receiving computer, TCP can employ flow control mechanisms to slow data transfer. TCP can also communicate delivery information to the upper-layer protocols and applications it supports.

Figure 1. Relationship of the Internet Protocol Suite to the OSI Reference Model


IP

IP is the primary layer 3 protocol in the Internet suite. In addition to internetwork routing, IP provides error reporting and fragmentation and reassembly of information units called datagrams for transmission over networks with different maximum data unit sizes. IP represents the heart of the Internet protocol suite.

IP addresses are globally unique, 32-bit numbers assigned by the Network Information Center. Globally unique addresses permit IP networks anywhere in the world to communicate with each other.

An IP address is divided into three parts. The first part designates the network address, the second part designates the subnet address, and the third part designates the host address.

IP addressing supports three different network classes. Class A networks are intended mainly for use with a few very large networks, because they provide only 8 bits for the network address field. Class B networks allocate 16 bits, and Class C networks allocate 24 bits for the network address field. Class C networks only provide 8 bits for the host field, however, so the number of hosts per network may be a limiting factor. In all three cases, the leftmost bit(s) indicate the network class. IP addresses are written in dotted decimal format; for example, 34.0.0.1. Figure 2 shows the address formats for Class A, B, and C IP networks.

Figure 2.

IP networks also can be divided into smaller units called subnetworks or "subnets." Subnets provide extra flexibility for the network administrator. For example, assume that a network has been assigned a Class A address and all the nodes on the network use a Class A address. Further assume that the dotted decimal representation of this network's address is 34.0.0.0. (All zeros in the host field of an address specify the entire network.) The administrator can subdivide the network using subnetting. This is done by "borrowing" bits from the host portion of the address and using them as a subnet field, as depicted in Figure 3.

Figure 3.

If the network administrator has chosen to use 8 bits of subnetting, the second octet of a Class A IP address provides the subnet number. In our example, address 34.1.0.0 refers to network 34, subnet 1; address 34.2.0.0 refers to network 34, subnet 2, and so on.

The number of bits that can be borrowed for the subnet address varies. To specify how many bits are used and where they are located in the host field, IP provides subnet masks. Subnet masks use the same format and representation technique as IP addresses. Subnet masks have ones in all bits except those that specify the host field. For example, the subnet mask that specifies 8 bits of subnetting for Class A address 34.0.0.0 is 255.255.0.0. The subnet mask that specifies 16 bits of subnetting for Class A address 34.0.0.0 is 255.255.255.0. Both of these subnet masks are pictured in Figure 4. Subnet masks can be passed through a network on demand so that new nodes can learn how many bits of subnetting are being used on their network.

Figure 4.

Traditionally, all subnets of the same network number used the same subnet mask. In other words, a network manager would choose an eight-bit mask for all subnets in the network. This strategy is easy to manage for both network administrators and routing protocols. However, this practice wastes address space in some networks. Some subnets have many hosts and some have only a few, but each consumes an entire subnet number. Serial lines are the most extreme example, because each has only two hosts that can be connected via a serial line subnet.

As IP subnets have grown, administrators have looked for ways to use their address space more efficiently. One of the techniques that has resulted is called Variable Length Subnet Masks (VLSM). With VLSM, a network administrator can use a long mask on networks with few hosts and a short mask on subnets with many hosts. However, this technique is more complex than making them all one size, and addresses must be assigned carefully.

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) .