Η επικοινωνία είναι η διαδικασία μεταφοράς πληροφοριών από το ένα μέρος στο άλλο. Είτε θα μπορούσε να είναι η μετάδοση κλήσεων από μια συσκευή σε μια άλλη είτε η μεταφορά αρχείων από έναν υπολογιστή σε έναν άλλο. Οι παγκόσμιοι πόλεμοι έχουν φέρει μια τεράστια εξέλιξη στην ηλεκτρονική επικοινωνία. Σήμερα χρησιμοποιούμε παντού μεθόδους ψηφιακής επικοινωνίας. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας, εφαρμόζονται πολλοί τύποι συσκευών επικοινωνίας. Για να δημιουργηθεί σωστή και χωρίς σφάλματα επικοινωνία μεταξύ συσκευών διαφορετικών τύπων και διαφορετικών διαμορφώσεων, όλες οι συσκευές πρέπει να ακολουθούν ορισμένα τυπικά πρωτόκολλα. Ένα τέτοιο τυπικό πρωτόκολλο επικοινωνίας μεταξύ διαφορετικών συσκευών είναι το πρωτόκολλο TCP / IP.
Τι είναι το πρωτόκολλο TCP / IP;
Το πρωτόκολλο TCP / IP σημαίνει το πρωτόκολλο ελέγχου μετάδοσης / πρωτόκολλο διαδικτύου. Αναπτύχθηκε από το Υπουργείο Άμυνας των Ηνωμένων Πολιτειών στη δεκαετία του 1960. Είναι ένα εννοιολογικό μοντέλο που έχει ένα σύνολο πρωτόκολλα επικοινωνίας χρησιμοποιείται για τη μεταφορά πληροφοριών μέσω Διαδικτύου και δίκτυα υπολογιστών.
Αυτό το πρωτόκολλο μας λέει πώς τα δεδομένα πρέπει να αντιμετωπίζονται, να αποθηκεύονται, να μεταφέρονται, να κωδικοποιούνται και να αποκωδικοποιούνται από τις συσκευές για επικοινωνία μεταξύ των συσκευών. Είναι το κύριο πρωτόκολλο του Intenet Protocol Suite. Το TCP / IP παρέχει αξιόπιστη, ασφαλή και χωρίς σφάλματα μεταφορά δεδομένων μεταξύ εφαρμογών που εκτελούνται σε κεντρικούς υπολογιστές μέσω μέσων Διαδικτύου.
Πολλές δημοφιλείς εφαρμογές Ιστού, όπως το World Wide Web, email κ.λπ. χρησιμοποιούν αυτό το πρωτόκολλο.
Πρωτόκολλο TCP / IP Θεμελιώδες
Το TCP / IP είναι ένα πρωτόκολλο με στρώσεις που χρησιμοποιείται ευρέως στη δικτύωση. Για να κατανοήσουμε τη λειτουργία του πρωτοκόλλου δικτύωσης ας δούμε ένα παράδειγμα μιας απλής παράδοσης.
Για να στείλετε μια παράδοση από ένα μέρος σε άλλο εμπλέκονται συγκεκριμένες εργασίες. Αρχικά, το πακέτο πρέπει να συσκευαστεί και να αντιμετωπιστεί. Στη συνέχεια, ο αποστολέας παίρνει το πακέτο από τον αποστολέα στην αποστολή αλληλογραφίας. Εδώ τα πακέτα ταξινομούνται κατά διεύθυνση και φορτώνονται σε φορτηγά και αποστέλλονται σε απομακρυσμένο γραφείο. Στο απομακρυσμένο γραφείο, τα πακέτα τοποθετούνται σε ένα δίσκο για τον ταχυδρόμο. Στη συνέχεια, ο ταχυδρόμος συλλέγει το πακέτο και το παραδίδει στον παραλήπτη.
Το πρωτόκολλο δικτύωσης όπως το TCP / IP λειτουργεί επίσης με παρόμοιο τρόπο ενώ στέλνει πληροφορίες και δεδομένα από τη μία συσκευή στην άλλη. Έχει τέσσερα επίπεδα που χωρίζουν τις εργασίες ανάλογα. Είναι το Επίπεδο Εφαρμογών, το Επίπεδο Μεταφοράς, το Επίπεδο Δικτύωσης και το επίπεδο Δεσμός Δεδομένων από πάνω προς τα κάτω. Όλα αυτά τα επίπεδα έχουν τις συγκεκριμένες λειτουργίες τους και επικοινωνούν με τα επίπεδα πάνω και κάτω από αυτά κατά τη μεταφορά δεδομένων.
Αρχιτεκτονική πρωτοκόλλου TCP / IP
Είναι μια στοίβα τεσσάρων επιπέδων πρωτοκόλλου. Βοηθά στη διασύνδεση συσκευών δικτύου μέσω του Διαδικτύου. Κάθε επίπεδο περιέχει ορισμένα πρωτόκολλα που βοηθούν στη λειτουργία του επιπέδου. Τα τέσσερα επίπεδα του πρωτοκόλλου TCP / IP είναι το Application Layer, Transport Layer, Networking / Internet Layer και το Data Link / φυσικό επίπεδο.
Data-Flow-of-TCP / IP-πρωτόκολλο
Τα επίπεδα εφαρμογής, παρουσίασης και περιόδου λειτουργίας του μοντέλου OSI συνδυάζονται ως το επίπεδο εφαρμογής / διαδικασίας στο πρωτόκολλο TCP / IP. Είναι το ανώτερο επίπεδο αυτής της στοίβας πρωτοκόλλου. Αυτό το επίπεδο ελέγχει τη διεπαφή χρήστη και την επικοινωνία κόμβου σε κόμβο. Αυτό το επίπεδο παρέχει λειτουργίες διασύνδεσης δικτύου, διαδικτύου και μεταφοράς. Στέλνει τα δεδομένα στο επίπεδο μεταφοράς.
Η αξιοπιστία, ο έλεγχος ροής και η διόρθωση των δεδομένων που αποστέλλονται μέσω του δικτύου διασφαλίζονται από το επίπεδο μεταφοράς. Το πρωτόκολλο δεδομένων χρήστη και το πρωτόκολλο ελέγχου μετάδοσης υπάρχουν στο επίπεδο μεταφοράς. Μετά το επίπεδο μεταφοράς, ο έλεγχος δίνεται στο επίπεδο Διαδικτύου.
Το επίπεδο Διαδικτύου είναι επίσης γνωστό ως επίπεδο δικτύου. Η λειτουργία του είναι να μεταφέρει τα πακέτα δεδομένων μέσω του Διαδικτύου στον προορισμό. Τα πακέτα δεδομένων μπορούν να ακολουθήσουν οποιαδήποτε από τις βελτιστοποιημένες διαδρομές που προτείνονται από αυτό το επίπεδο. Το πιο σημαντικό πρωτόκολλο -IP Protocol υπάρχει σε αυτό το επίπεδο Αυτό το πρωτόκολλο είναι υπεύθυνο για την προσθήκη των διευθύνσεων IP στα δεδομένα, τη δρομολόγηση των πακέτων, την ενθυλάκωση δεδομένων, τη μορφοποίηση.
Το τελευταίο επίπεδο στη στοίβα πρωτοκόλλου TCP / IP είναι το Επίπεδο πρόσβασης δικτύου. Είναι ο συνδυασμός των φυσικών επιπέδων και των συνδέσμων δεδομένων του μοντέλου OSI. Η μετάδοση δεδομένων φυσικά μέσω ενός δικτύου μεταξύ δύο συσκευών ελέγχεται από αυτό το επίπεδο. Η χαρτογράφηση των διευθύνσεων IP των συσκευών σε φυσικές διευθύνσεις γίνεται επίσης σε αυτό το επίπεδο.
Πρωτόκολλο Σουίτα
Ένα πρωτόκολλο είναι ένα σύνολο κανόνων που λέει και καθοδηγεί τον τρόπο επικοινωνίας των συστημάτων. Το πρωτόκολλο σουίτα είναι μια συλλογή πρωτοκόλλων που έχουν σχεδιαστεί για να συνεργάζονται. Η σουίτα πρωτοκόλλου που έχει μόνο ένα πρωτόκολλο είναι γνωστή ως πρωτόκολλο μιας στοίβας. Όμως αυτός ο τύπος πρωτοκόλλου είναι πολύ ασταθής και συχνά απαιτεί την αλλαγή ολόκληρου του λογισμικού πρωτοκόλλου εάν γίνουν αλλαγές στην εφαρμογή.
Για να καταστεί η χρήση του πρωτοκόλλου πιο ευέλικτη, προτάθηκε η στοίβα πρωτοκόλλου με στρώσεις. Αυτός ο τύπος στοίβας πρωτοκόλλου αποτελείται από πρωτόκολλα διατεταγμένα σε διαφορετικά επίπεδα με κάθε επίπεδο να εκτελεί μια συγκεκριμένη εργασία. Κάθε επίπεδο μπορεί να επικοινωνήσει με τα επίπεδα πάνω και κάτω από αυτά. Εδώ η εργασία ή η λειτουργία ενός επιπέδου ή επιπέδου μπορεί να αλλάξει ή να τροποποιηθεί χωρίς να επηρεαστούν άλλα επίπεδα.
Το TCP / IP είναι μια σουίτα πρωτοκόλλου 4 επιπέδων. Παίρνει το μοντέλο OSI ως το εννοιολογικό του πλαίσιο. Αυτή η σουίτα αποτελείται από διάφορα πρωτόκολλα σε τέσσερα επίπεδα. Ονομάστηκε από τα δύο πιο δημοφιλή πρωτόκολλά του - το πρωτόκολλο ελέγχου μετάδοσης και το Πρωτόκολλο Διαδικτύου.
Τα πρωτόκολλα που υπάρχουν στο επίπεδο εφαρμογής
HTTP - HyperText Transfer Protocol. Αυτό το πρωτόκολλο επιτρέπει στο χρήστη να έχει πρόσβαση στα δεδομένα μέσω του παγκόσμιου ιστού. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο περιβάλλον υπερκειμένου και να στείλει δεδομένα με τη μορφή απλών κειμένων, ήχου και βίντεο.
SNMP - Απλό πρωτόκολλο διαχείρισης δικτύου, το οποίο διαχειρίζεται συσκευές μέσω του Διαδικτύου.
SMTP - Πρωτόκολλο μεταφοράς αλληλογραφίας. Αυτό το πρωτόκολλο διαχειρίζεται την αποστολή και λήψη email
DNS - Σύστημα ονομάτων τομέα, χαρτογραφεί τα ονόματα κεντρικών υπολογιστών στη διεύθυνση IP του κεντρικού υπολογιστή που είναι συνδεδεμένες στο Διαδίκτυο.
TELNET - Τερματικό δίκτυο, για τη δημιουργία σύνδεσης μεταξύ του τοπικού υπολογιστή και του απομακρυσμένου υπολογιστή.
FTP - Πρωτόκολλο μεταφοράς αρχείων, που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση αρχείων από έναν υπολογιστή σε άλλο.
Τα πρωτόκολλα που υπάρχουν στο επίπεδο μεταφοράς
UDP - Πρωτόκολλο UserDatagram. Ενημερώνει τον χρήστη για την παρουσία σφάλματος. Αυτό το πρωτόκολλο παρέχει μετάδοση δεδομένων από άκρο σε άκρο. Σε ένα πακέτο δεδομένων, αυτό το πρωτόκολλο προσθέτει 8 byte κεφαλίδας. Η κεφαλίδα αποτελείται από τέσσερα πεδία - Διεύθυνση θύρας πηγής 16 bit, διεύθυνση θύρας προορισμού 16 bit, πεδίο 16 bit για ένδειξη του συνολικού μήκους και πεδίο ελέγχου αθροίσματος 16 bit.
Η διεύθυνση θύρας προέλευσης δίνει τη διεύθυνση του προγράμματος εφαρμογής που δημιούργησε το μήνυμα. Η διεύθυνση θύρας προορισμού είναι η διεύθυνση της εφαρμογής προορισμού στην οποία πρέπει να διαβιβαστούν τα δεδομένα. Το πεδίο συνολικού μήκους παρέχει πληροφορίες σχετικά με τον συνολικό αριθμό byte που υπάρχουν στο datagram. Οι πληροφορίες που υπάρχουν στο πεδίο αθροίσματος ελέγχου χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση σφαλμάτων.
TCP - Πρωτόκολλο Ελέγχου Μετάδοσης. Αυτό το πρωτόκολλο είναι ενεργό για τη διάρκεια της μετάδοσης δεδομένων. Είναι από ένα εικονικό κύκλωμα μεταξύ αποστολέα και δέκτη. Στην πλευρά του αποστολέα, το πρωτόκολλο αναλύει τα δεδομένα με τη μορφή μικρών μονάδων που ονομάζονται τμήματα. Κάθε τμήμα σχετίζεται με έναν αριθμό ακολουθίας που βοηθά στην αναδιάταξη των τμημάτων από το αρχικό μήνυμα.
Στο τέλος του δέκτη, το TCP συλλέγει όλα τα τμήματα και τα αναδιατάσσει σύμφωνα με τους αριθμούς ακολουθίας τους. Όποτε εντοπίζεται σφάλμα από το πρωτόκολλο, αναμεταδίδει το τμήμα. Αφού εξασφαλίσει ότι όλα τα τμήματα μεταδίδονται και αναγνωρίζονται και ότι έχει ολοκληρωθεί η μετάδοση, το πρωτόκολλο απορρίπτει το εικονικό κύκλωμα.
Πρωτόκολλα που υπάρχουν στο Internet Layer
Πρωτόκολλο IP - αυτό είναι το πιο σημαντικό πρωτόκολλο της σουίτας πρωτοκόλλου TCP / IP. Για να αναγνωρίσετε τη συσκευή μέσω του Διαδικτύου και να δημιουργήσετε τη δρομολόγηση του διαδικτύου, αυτό το πρωτόκολλο εφαρμόζει λογικές διευθύνσεις κεντρικού υπολογιστή που ονομάζονται διευθύνσεις IP για κάθε συσκευή κεντρικού υπολογιστή. Αυτό το πρωτόκολλο δέχεται τα δεδομένα από το επίπεδο μεταφοράς και διασφαλίζει την ασφαλή μετάδοση δεδομένων από τη μία συσκευή στην άλλη.
Μετατρέπει τα τμήματα δεδομένων σε IP Datagrams. Εάν το μέγεθος του datagram είναι μεγαλύτερο από το όριο που παρέχεται από το επόμενο επίπεδο - το επίπεδο σύνδεσης, το πρωτόκολλο IP τεμαχίζει το datagram σε μικρά μέρη έτσι ώστε να μπορούν να μεταδοθούν εύκολα μέσω του τοπικού δικτύου. Στο τέλος λήψης, αυτά τα τμήματα αναδιατάσσονται για να σχηματίσουν το αρχικό μήνυμα. Οι δρομολογητές χρησιμοποιούνται για την αποστολή των δεδομένων μεταξύ συσκευών που είναι συνδεδεμένες μέσω του απομακρυσμένου δικτύου.
ARP - Πρωτόκολλο επίλυσης διευθύνσεων. Αυτό το πρωτόκολλο βρίσκει τις φυσικές διευθύνσεις από τις διευθύνσεις IP. Οι συσκευές αποστολέα που θέλουν να γνωρίζουν τη φυσική διεύθυνση της συσκευής δέκτη στέλνουν ένα αίτημα ARP μέσω του δικτύου. Όλες οι συσκευές που υπάρχουν στα δίκτυα λαμβάνουν αυτό το αίτημα, το επεξεργάζονται και ο παραλήπτης αναγνωρίζει τη διεύθυνση IP που υπάρχει στο αίτημα και στέλνει τη φυσική της διεύθυνση μέσω της απάντησης ARP.
Έτσι, όλα αυτά τα πρωτόκολλα μαζί σχηματίζουν τη σουίτα πρωτοκόλλου TCP / IP. Οι εφαρμογές θα επιλέξουν τον τύπο πρωτοκόλλου που θα χρησιμοποιηθεί σε κάθε επίπεδο βάσει των λειτουργιών που παρέχονται από τα πρωτόκολλα. Αυτή η σουίτα πρωτοκόλλου μπορεί εύκολα να τροποποιηθεί και είναι συμβατή με όλους τους τύπους υλικού και λειτουργικών συστημάτων υπολογιστών. Αρχικά σχεδιάστηκε για το λειτουργικό σύστημα UNIX.
Οι δρομολογητές και οι διακόπτες είναι παραδείγματα συσκευών δικτύωσης που χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση δεδομένων μεταξύ συσκευών που συνδέονται μέσω του Διαδικτύου. Καθώς το πρωτόκολλο TCP / IP λαμβάνει το μοντέλο OSI ως αναφορά, ποια επίπεδα του Μοντέλο OSI συνδυάζονται ως στρώμα εφαρμογής του πρωτοκόλλου TCP / IP;
