این آموزش به‌راحتی به شما کمک میکند که اساس و نیاز پروتکل های شبکه TCP/IP در حوزه شبکه را درک کنید. TCP/IP برای پیاده‌سازی برنامه‌های شبکه در حین انتقال داده‌ها و اطلاعات از طریق کانال ارتباطی مورد نیاز است.
مدل TCP/IP چیست؟
مدل TCP/IP به مدل پروتکل کنترل انتقال (Transmission Control Protocol) /پروتکل اینترنت (Internet Protocol) اشاره دارد. این مدل بخشی از دامنه شبکه است که به‌طور خاص برای نظارت بر انتقال کارآمد و بدون خطا داده‌ها طراحی شده است.
این مدل بر روی یک مدل معماری چهار لایه کار میکند، که در آن هر لایه پروتکل‌های شبکه مورد نیاز را بر روی داده‌هایی که قرار است منتقل شوند، نشان میدهد، که داده‌ها را به بهینه‌ترین ساختار برای انتقال کارآمد از طریق شبکه تغییر میدهد.
در این آموزش خواهیم خواند که TCP/IP چیست. عملکرد هر لایه را با جزئیات توضیح خواهیم داد تا مدل را بهتر را بشناسید کنید.
تاریخچه TCP/IP
https://douranacademy.com/courses/network-plus/مجموعه پروتکل اینترنت یا به اختصار TCP/IP مجموعه پروتکل‌هایی است که لایه شبکه اینترنت را تشکیل میدهد.
TCP/IP در طول جنگ سرد به‌عنوان راهی برای وزارت دفاع ایالات متحده برای اتصال رایانه‌ها در شبکه‌های خود و با یکدیگر در سراسر مرزهای ملی توسعه یافت. از اواخر دهه 1960 استفاده می‌شود، زمانی که توسط دارپا رسمیت یافت و بعداً توسط سازمان‌های دولتی و دانشگاه‌ها در سراسر جهان به‌عنوان استاندارد مشترک پروتکل شبکه پذیرفته شد.
اولین نسخه TCP/IP ARPANET (1975) بود که مخفف Advanced Research Projects Administration Network است. این نام در سال 1983 به TCP/IP تغییر کرد. زمانی که به یک استاندارد باز تبدیل شد که می‌توانست در هر شبکه ای مورد استفاده قرار گیرد.
محققان به آنها نیاز داشتند تا پیام‌ها را به‌سرعت در فواصل طولانی ارسال کنند. بدون ارسال مجدد آنها توسط گره‌های (Node) میانی در مسیر. این ضرورت منجر به توسعه پروتکل کنترل انتقال (TCP) و پروتکل اینترنت (IP) شد. این پروتکل‌ها برای اتصالات ماشین به ماشین، مثلاً بین کامپیوترها از طریق شبکه‌های محلی یا شبکه‌های گسترده در نظر گرفته شد.
لایههای پیش نیاز مدل OSI
برای درک مدل OSI، ابتدا لازم است مفهوم لایه‌بندی را درک کنیم. لایه‌بندی تکنیکی است که در برنامه‌نویسی کامپیوتری برای تقسیم یک مشکل یا سیستم پیچیده به بخش‌های کوچکتر و قابل مدیریت‌تر استفاده می‌شود. مدل OSI یک مدل هفت لایه است که پیچیدگی ارتباطات شبکه را به هفت بخش کوچکتر و قابل مدیریت‌تر تقسیم میکند که هر کدام مسئول جنبه متفاوتی از فرآیند ارتباط هستند.
هفت لایه مدل OSI عبارتند از:
- لایه فیزیکی
- لایه پیوند داده
- لایه شبکه
- لایه حمل و نقل
- لایه جلسه (Session)
- لایه نمایش
- لایه کاربردی
هر لایه مدل OSI مسئول جنبه متفاوتی از فرآیند ارتباط است.
بیشتر بخوانید: پروتکل‌های رمزگذاری DNS؛ کدامیک از ترافیک وب شما محافظت میکند؟
ویژگی‌های مدل پروتکل های شبکه TCP/IP
در زیر برخی از ویژگی‌هایی که مدل پروتکل‌های شبکه TCP/IP را در مفاهیم شبکه متمایز میکند ذکر شده است:
- مدل TCP/IP یکی از مهمترین مفاهیم شبکه است که به کار ARPANET کمک کرده است.
- مدل پروتکل‌های شبکه TCP/IP چهار لایه دارد: لایه دسترسی به شبکه، لایه اینترنت، لایه انتقال و لایه برنامه (از پایین به بالا).
- مدل پروتکل‌های شبکه در طول مسائل مربوط به شبکه و ارتباطات پیاده‌سازی می‌شود.
- ارتباط بین حالت‌های مختلف دستگاه‌های شبکه از طریق اعمال لایههای مختلف امکان‌پذیر است.
- لایههای موجود در مدل، نگهداری کانال‌های ارتباطی، کنترل جریان، و فرمت بررسی قابلیت اطمینان را از جمله برنامه‌های کاربردی دیگر در قالب پروتکل های شبکه فراهم می‌کنند.
اکنون ادامه دهیم و موضوع بعدی را در این آموزش که در مورد «مدل TCP/IP چیست» که شامل لایههای مدل TCP/IP است، بخوانیم.
لایه های مدل TCP/IP
در این بخش با لایههای مختلف مدل و عملکرد آنها در مفهوم شبکه آشنا خواهید شد:
مدل TCP/IP به چهار لایه مختلف تقسیم می‌شود:
- لایه اپلیکیشن
- لایه انتقال
- لایه اینترنت
- لایه دسترسی به شبکه
هر لایه وظیفه خاصی را بر روی داده‌هایی که از طریق کانال شبکه منتقل می‌شود انجام میدهد و داده‌ها از یک لایه به لایه دیگر در یک الگوی از پیش تعیین شده حرکت می‌کنند که در زیر ذکر شده است:
مدل بالا نشان دهنده جریان داده در هنگام ارسال از سمت فرستنده است. در صورت دریافت داده‌ها، لایههای مدل به ترتیب معکوس کار می‌کنند.
حال، به هر یک از لایه‌ها با جزئیات نگاه کنید:
لایه کاربردی (Application)
این بالاترین لایه است که برنامه‌ها و اپلیکیشن‌هایی را نشان میدهد که از پروتکل های شبکه TCP/IP برای برقراری ارتباط با کاربر از طریق برنامه‌ها و وظایف مختلف انجام شده توسط لایه، از جمله نمایش داده‌ها برای برنامه‌های اجرا شده توسط کاربر و ارسال آن به لایه انتقال استفاده می‌کنند.
لایه اپلیکیشن، ارتباط صاف بین برنامه و کاربر را برای تبادل داده حفظ میکند و ویژگی‌های مختلفی مانند مدیریت از راه دور سیستم، خدمات ایمیل و غیره را ارائه میدهد.
برخی از پروتکل های مورد استفاده در این لایه عبارتند از:
- HTTP: پروتکل انتقال ابرمتن برای دسترسی به اطلاعات موجود در اینترنت استفاده می‌شود.
- SMTP: پروتکل ساده انتقال نامه، وظیفه رسیدگی به مراحل و مسائل مربوط به ایمیل را به عهده دارد.
- FTP: این پروتکل استانداردی است که بر انتقال فایل‌ها از طریق کانال شبکه نظارت میکند.
حالا به لایه بعدی برویم
لایه انتقال
این لایه، وظیفه برقراری ارتباط بین فرستنده و دستگاه گیرنده را بر عهده دارد و همچنین وظیفه تقسیم داده‌ها از لایه برنامه به بسته‌ها را انجام میدهد که سپس برای ایجاد توالی استفاده می‌شود.
همچنین وظیفه نگهداری داده‌ها، یعنی انتقال بدون خطا را انجام میدهد و نرخ جریان داده را در کانال ارتباطی برای انتقال روان داده‌ها کنترل میکند.
پروتکل‌های مورد استفاده در این لایه عبارتند از:
- TCP: پروتکل کنترل انتقال وظیفه انتقال صحیح قطعات از طریق کانال ارتباطی را بر عهده دارد. همچنین ارتباط شبکه‌ای بین سیستم مبدا و مقصد برقرار میکند.
- UDP: پروتکل Datagram کاربر مسئول شناسایی خطاها و سایر وظایف در حین انتقال اطلاعات است. UDP زمینه‌های مختلفی را برای انتقال داده‌ها حفظ میکند.
- آدرس پورت منبع: این پورت وظیفه طراحی اپلیکیشنی را بر عهده دارد که پیام ارسالی را تشکیل میدهد.
- آدرس پورت مقصد: این پورت پیام ارسال شده از طرف فرستنده را دریافت میکند.
- طول کل: تعداد کل بایت‌های دیتاگرام کاربر.
- Checksum: برای تشخیص خطای پیام در سمت مقصد استفاده می‌شود.
لایه اینترنت
لایه اینترنت وظیفه کنترل انتقال داده ها از طریق حالت‌های شبکه را انجام میدهد و پروتکل‌های مربوط به مراحل مختلف مربوط به انتقال داده‌ها از طریق کانال را که به‌صورت بسته‌های ارسال شده توسط لایه قبلی است، وضع میکند.
این لایه عملکردهای مهم بسیاری را در مدل TCP/IP انجام میدهد که برخی از آنها عبارتند از:
1- مسئول تعیین مسیری است که بسته‌های داده برای انتقال استفاده می‌کنند.
2- این لایه مسئول ارائه آدرس‌های IP به سیستم برای امور شناسایی از طریق کانال شبکه است.
برخی از پروتکل‌های شبکه اعمال شده در این لایه عبارتند از:
- IP: این پروتکل به دستگاه شما یک آدرس منحصر به فرد اختصاص میدهد. آدرس IP همچنین مسئول مسیریابی داده‌ها در کانال ارتباطی است.
- ARP: این پروتکل به پروتکل Address Resolution اشاره دارد که وظیفه یافتن آدرس فیزیکی با استفاده از آدرس IP را بر عهده دارد.
آخرین لایه در مدل شبکه، لایه دسترسی به شبکه است.
لایه دسترسی به شبکه
این لایه ترکیبی از پیوند داده و لایه فیزیکی است که وظیفه ارسال و دریافت داده‌ها را در بیت‌های خام، یعنی در قالب باینری بر روی حالت‌های ارتباط فیزیکی در کانال شبکه، بر عهده دارد.
از آدرس فیزیکی سیستم برای ترسیم مسیر انتقال از طریق کانال شبکه استفاده میکند.
تا این مرحله در این آموزش در مورد مدل TCP/IP چیست، ایده اصلی مدل و جزئیات مربوط به لایههای آن را فهمیدید، اکنون مدل را با مدل شبکه دیگری مقایسه کنید.
چرا TCP/IP مهم است؟
پروتکل TCP/IP ضروری است زیرا معماری‌ای را فراهم میکند که امکان برقراری ارتباط تقریباً آنی را در تمام انواع رسانه‌های شبکه مانند مس، فیبر یا بی‌سیم فراهم میکند. این کار را با استفاده از مجموعه پروتکل اینترنت انجام میدهد که هر دو پروتکل TCP و UDP را در بر می‌گیرد.
به نوبه خود، پروتکل TCP نحوه حرکت بسته‌ها از یک مکان به مکان دیگر در شبکه را کنترل میکند و پروتکل UDP نحوه حرکت بسته‌ها را در یک ماشین واحد یا بین دو دستگاه در یک شبکه محلی (LAN) کنترل میکند. بدون TCP/IP، هیچ راهی برای ارتباط کامپیوترها از طریق اینترنت وجود نخواهد داشت.
سخن پایانی
در این مقاله “مدل TCP/IP چیست”، یا پروتکل های شبکه، جزئیات ارتباط شبکه در مورد داده‌ها را درک کردید، که شامل ایده اصلی در پشت کار مدل، عملکرد هر لایه در مدل، و همچنین نحوه ساختاردهی مجدد داده‌ها می‌شود.
برای درک بهتر عملکرد هر لایه و مراحل مختلفی که در حین انتقال داده از طریق شبکه برمی‌دارند از دیدگاه حرفه‌ای، می‌توانید به دوره تخصصی *****دوران آکادمی****، دوره امنیت سایبری و ******* در امنیت سایبری مراجعه کنید. به شما اجازه میدهد تا دانش عمیقی در مورد عملکردهای شبکه و عملکرد مدل در سطح کاملاً جدیدی کسب کنید.
