پروتکل TCP/IP

پروتکل TCP/IP

پروتکلTCP/IP از معروف ترین پروتکل شبکه ای می باشد که تاکنون ایجاد شده است. از سال 1960 این پروتکل به عنوان راه حلی برای اتصال رایانه های بزرگ به یکدیگر بوده تا بتوانند اطلاعاتشان را بین جوامع تحقیقاتی و دفاعی به اشتراک بگذارند.

حال امروزه TCP/IP برای پشتیبانی در بزرگترین شبکه کامپیوتری به کار می رود. بسیاری از تولید کنندگان TCP/IP را در سیستم های عامل خود لحاظ کرده اند تا تمامی انواع کامپیوترهای مختلف بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

برای درک روشن تر مطالب ذکر شده مقاله ، هفت لایه OSI را مطالعه نمایید زیرا مدلTCP/IP تنها شامل 5 لایه می باشد.

ـ لایه فیزیکی (Physical) : این لایه مسئول ارسال و دریافت داده های دیجیتال است.

ـ لایه پیوند داده ( Data Link ) : هر خطایی که در لایه فیزیکی بر روی داده بوجود بیاید توسط لایه بالاتر بعدی در پروتکل اداره می شود.

ـ لایه واسط شبکه ( Network Interface Layer ) : این لایه مثل لایه پیوند داده در مدل OSI عمل می کند.

ـ  لایه شبکه ( Network ) : اعمال لایه فیزیکی و لایه پیوند داده توسط نوع سخت افزار LAN به کار رفته مشخص می شود.

لایه اینترنت : عملکردی مشابه با لایه شبکه در مدل OSI را دارد که از پروتکل IP استفاده کرده و آنچه که به ارتباطات ماشین به ماشین موسوم می باشد را فراهم می آورد.

ـ لایه انتقال (Transport ) : این لایه در هر دو مدل یکسان می باشد. لایه انتقال ارتباطات برنامه به برنامه را فراهم می کند.

ـ لایه جلسه (  Session ) ، لایه نمایش ( Presentation ) و لایه کاربرد ( Aplication ) عملکردی مشابه دارند.  و در واقع محلی است که برنامه های کاربردی ارتباطی در حال اجرا بر روی کامپیوترهای مبدأ و مقصد در آن جا ساکن و مستقر هستند.

IPچیست ؟

آدرس IP شامل  یک عدد 32 بیتی می‌باشد که به چهار قسمت 8 بیتی تقسیم شده است. این چهار قسمت را اکتاو ( octet ) می نامند که می توانند مقداری دهدهی در بازه 0 تا 255 را داشته باشد. این حالت را نگارش دهدهی نقطه دار (dotted decimal notation ) می گویند. آدرس IP توسط نرم افزار تخصص می یابد و باید آدرسی منحصر به فرد بر روی شبکه باشد.   

لازم به ذکر است آدرس های IP با آدرس های MAC فرق می کنند. آدرس های MAC آدرس های 48 بیتی هستند که در سخت افزار هر کنترولر اترنتی رمز شده اند و توسط تولید کننده تخصص می یابد.

پروتکل TCP :

پروتکل کنترل ارسال یا TCP روشی استاندارد را تعریف می کند که از طریق آن دو کامپیوتر به شکلی مطمئن بر روی شبکه های به هم پیوسته با هم ارتباط برقرارمی کنند و برنامه های که از TCP استفاده می کنند با استفاده از پورت ها یا سوکت های از پیش تعریف شده با یکدیگر متصل می شوند.  اتصال TCP با داشتن تست خطا ، تصدیق بسته های دریافت شده و به ترتیب مرتب کردن بسته ها می تواند اتصال مطمئنی به شمار آید. به ترتیب مرتب کردن بسته ها تضمین می کند، داده ها به شکل صحیح به مقصدشان برسند. Telnet و FTP نمونه برنامه هایی از TCP/IP هستند که از TCP استفاده می کنند.

در واقع TCP لینک ارتباطی بین برنامه های کاربردی و IP را فراهم می آورد و هدف اصلی آن این است که ارتباطی مطمئن را بین برنامه های در حال اجرا بر روی کامپیوترهای مبدأ و مقصد ایجاد نماید. این پروتکل برای انتقال داده جریانی از داده در هر جهت، بین برنامه های کاربردی ، کارایی دارد و برای این کار داده ها را در قطعاتی بسته بندی کرده و از طریق شبکه ارسال می نماید. زمانی لازم است تا کاربری بداند که کل داده به سمت کامپیوتر مقصد ارسال شده است، تابع خاصی به نام PUSH تعریف می گردد. PUSH پروتکل TCP را وادار می کند تا تحویل کل داده فعلی موجود در خط لوله را آغاز نماید.

برای ایجاد قابلیت اطمینان TCP باید بتواند داده از دست رفته ، صدمه دیده و یا کپی شده را ترمیم کند.که این کار از طریق تخصیص شماره ها ترتیب به داده ها در حین ارسال صورت می گیرد و کامپیوتر مقصد باید بدون خطا آن را دریافت و یک پیام تصدیق یا ACK ارسال نماید. اگر ACK در یک فاصله زمانی مشخص دریافت نشود، داده دوباره و به صورت خودکار توسط کامپیوتر مبدأ ارسال می گردد.این فاصله زمانی بر اساس تخمین مدت زمانی است که طول می کشد تا یک بسته به کامپیوتر مفصد ارسال شود و پیام ACK باز گردد که به آن زمان تخمین گردش نیز می گویند.

جهت اطمینان از اینکه یک قطعه داده صدمه ندیده باشد به هر داده یک مقدار چک سام (Checksum) انتساب می یابد. در واقع این کامپیوتر مقصد است که مقدار چک سام را کنترل کرده و از هر داده ناقصی صرف نظر می کند. البته مقدار چک سام علاوه بر داده ناقص از مسیر دهی اشتباه نیز جلوگیری می کند.

کنترل جریان TCP وسیله ای را برای گیرنده فراهم می کند تا بر مقداد داده ای که توسط فرستنده ارسال می‌شود نظارت نماید. این کار با بازگردان پنجره های به همراه هر ACK قابل دستیابی است. هر ACK نمایانگر محدوده شماره های ترتیب قابل قبولی که پس از آخرین قطعه ای که با موفقیت دریافت شده است می باشد . پنجره نمایانگر تعداد اکتاو های مجازی می باشد که فرستنده ممکن است قبل از دریافت اجازه ارسال بیشتر ارسال نماید. هنگامی که داده تصدیق شد، پنجره می تواند بر روی داده ای که هنوز باید ارسال گردد پیش رود( Slid). این موضوع به کنترل جریان پنجره متحرک ( Sliding Window Flow Control ) معروف است.

این مشکل هنگامی رخ می دهد که گیرنده مکرراً یک اندازه پنجره کوچک را بر اساس آنچه که یه عنوان یک موفقیت موقتی آغاز نموده است، اعلام نماید. سپس فرستنده برای تکمیل کردن اندازه پنجره های کوچک، سگمنت های کوچک را ارسال می کند. از آنجا که اطلاعات کمتری ارسال می شود. مقداری از پهنای باند شبکه استفاده نشده باقی مانده و تلف می شود. هنگامی که با استفاده از یک تحلیل گر پروتکل بسته های  TCP در حال آزمایش هستند، به فیلد اندازه پنجره توجه داشته و سعی کنید تعیین نمائید که اندازه پنجره چند وقت به چند وقت تغییر می یابد و یا اصلاً تغییری نمی کند.

شماره های پورت :

در برنامه کاربردی TCP کلیه تبادلات داده ای توسط پورت های خاصی انجام می پذیرد. هر پورت با یک سوکت که توسط برنامه کاربردی ایجاد و استفاده می شود متناظر می گردد. یک جفت سوکت به صورتی منحصر به فرد یک اتصال را شناسایی می کنند.( ویدیو آموزشی سوکت زنی )

بنابراین یک کامپیوتر ممکن است چندین بسته TCP را به همراه شماره پورت منتاظر با برنامه کاربردی TCP که در هر بسته ذخیره شده است، دریافت کند. شماره پورت برای دی مالتیپلکس با تقسیم کردن بسته ها و هدایت بسته های  TCP صحیح به بافر ورودی هر برنامه استفاده می شود. اتصال شماره پورت به برنامه های کاربردی به صورتی مستقل توسط سیستم عامل انجام می شود. با این وجود برنامه های کاربردی به صورتی مستقل توسط سیستم عامل انجام می شود. با این وجود برنامه های کاربردی شبکه معمولاً به شماره های سوکت های خاصی که متداول هستند انتساب می یابند. از طریق این پورت ها می توان به سرویس های موجود شبکه دسترسی پیدا کرد.

نتیجه گیری :

در این مقاله در رابطه با مدل های OSI و TCP توضیح داده شد و در رابطه با پروتکل TCP/IP به طور کامل صحبت شد. در واقع پروتکل TCP نحوه انتقال داده را بیان می کند.

شرکت فناوران عصر شبکه آترا امیدواراست تا با انتشار این مقاله گامی مؤثر در راستای شناخت شما عزیزان برداشته و شما را در راستای افزایش دانش IT  خود یاری نمایید.