پروتکل اینترنت و کنترل ترافیک

TCP/IP مجموعه ای از پروتکل ها برای سوئیچ کردن و انتقال بسته های داده در یک شبکه غیر متمرکز است. این پروتکل ها در شبکه های محلی ( LAN ) و شبکه های گسترده (WAN) مورد استفاده قرار می گیرد. TCP/IP را می توان از عوامل اصلی موفقیت اینترنت دانست.

 TCP/IP مخفف پروتکل کنترل انتقال TCP و پروتکل اینترنت IP است. پروتکل اینترنت در لایه 3 مدل OSI  قرار دارد. پروتکل کنترل انتقال در لایه 4 مدل  OSI تنظیم شده است. در لایه مدل DoD، TCP/IP ستون فقرات تمام خطوط ارتباطی است.


وظایف و عملکرد TCP/IP:

وظیفه اصلی TCP/IP این است که از ورود بسته های داده به شبکه غیر متمرکز در گیرنده، اطمینان حاصل کند. به این منظور، TCP/IP دستورالعمل زیر را پیاده می کند:

1.    آدرس منطقی IP

2.    راه یابی/ مسیر یابی IP

3.    مدیریت خطا و کنترل جریان TCP

4.    پشتیبانی از برنامه ها TCP

5.    نام قطعنامه DNS

ویژگی ها و مسائل مربوط به انتقال بسته ای داده ها بسیار متنوع است. به همین دلیل نیاز به راه حل های خاص و عملیاتی است که در اینجا به همه آنها پرداخته نشده است و تنها به مهم ترین ها اشاره شده است.

آدرس منطقی IP:

در یک شبکه محلی، آداپتور بسته داده را دریافت می کند. در این مورد، اصولا تمام کاربران شبکه باید اطلاعات انتقال داده را به اشتراک بگذارند. برای شبکه های کوچک این راه حل قابل استفاده است. اما برای یک شبکه با هزاران یا میلیون ها کاربر، کاربرد کمتری دارد. این که بسته داده ها به کاربر مورد نظر برسد، پس از آن بستگی به شانس دارد. بنابراین لازم است شبکه را براساس توپولوژی و آدرس دهی، بهتر طراحی کرد. در IP، TCP/IP آدرس های منطقی شبکه ها و مشترکین آنها را مدیریت می کند. در این مورد، بسته های داده تنها در شبکه ای که متعلق به آنهاست وارد می شوند. روش های آدرس دهی، به عنوان مثال، کلاس های شبکه تعریف شده، زیر شبکه و CIDR است.

مسیریابی IP:

در حالی که آدرس منطقی توسط IP باعث ایجاد یک شبکه بزرگ می شود، مسیریابی، به عنوان راهی برای یافتن مسیر، تضمین می کند یک بسته داده به مقصد خود در هر بخش شبکه برسد. برای هر بسته داده مجزا، هر گره شبکه تعیین می کند که داده از فرستنده به گیرنده، از کدام گره عبور کند. بنابراین هر بسته داده راه خود را تا گیرنده، حتی اگر در در بخش ناشناخته شبکه باشد.

مدیریت خطا و کنترل جریان TCP:

فرستنده و گیرنده TCP به طور مداوم در ارتباط با یکدیگر هستند. اگرچه بیشتر یک اتصال مجازی است، اما پیام های کنترل شده در حین انتقال داده ها به طور مداوم مبادله می شوند. اگر یک خطا شناسایی شود، بسته داده های مربوطه دوباره بارگذاری می شود. علاوه بر این، کنترل جریان داده ها برای استفاده میزان سرعت انتقال موجود، مورد نیاز است.از آنجا که هیچ سرعت ثابتی برای اتصال پایان به پایان وجود ندارد، نیاز به سازگاری خودکار ندارد.

پشتیبانی از برنامه ها  TCP:

همان طوری که رایانه ها با آدرس های IP در شبکه مورد خطاب قرار می گیرند، لازم است که ارتباطی بین برنامه های خاصی که با هم در یک رایانه اجرا می شوند، مشخص شود. پورت های TCP و UDP یک انتزاع نرم افزاری برای تمایز دادن برنامه های خاص و ارتباطات آنها را فراهم می کنند.

نام قطعنامه DNS:

در یک شبکه TCP/IP، ارتباط کاربران شبکه با آدرس IP برقرار می شود. یک آدرس IP در ابتدا دارای فرم بایونری است، بنابراین یک توالی از 1 و 0 است که مدارهای الکترونیکی و برنامه های دیجیتال با آن کار می کنند. برای قابل شناسایی شدن، آدرس IPها در IPv4 و IPv6  نشان داده می شوند. با این حال، نه توالی بیتی و نه هر توالی دیگری برای مغز انسان در یادآوری و به خاطر سپردن آسان نیست. انسان ها ترجیح می دهند برای نام و شناسایی یک چیز استفاده کنند. بنابراین، به جای آدرس IP ، سطح نرم افزار اسامی کاربرد بیشتری دارند.  برای یک ارتباط در سطح  IP  ، نام واضح نیاز است. به این معناست که یک آدرس IP مربوطه باید یک رایانه یا نام دامنه تعیین کرد. به این نام، رزولوشن می گویند.

مزایای TCP/IP:

TCP/IP دارای چندین مزیت کلیدی است. هر برنامه TCP/IP قادر به انتقال و تبادل اطلاعات از طریق هر شبکه است. مهم نیست که کاربران شبکه، کجا هستند. IP تضمین می کند که بسته داده به مقصد برسد و TCP انتقال داده و برنامه را تخصیص می دهد.

برای برنامه های کاربردی، مسیرهای انتقال اطلاعات فیزیکی و منطقی نباید نقشی داشته باشد. کاربر نباید نگران اتصال و قطع ارتباط باشد. تا زمانی که کاربر یک آۀدرس صحیح را در اختیار دارد، TCP/IP از کبرقراری ارتباط، کاهش و انتقال به مقصد مراقبت خواهد کرد. مهم نیست که برای چه کاربردی یا از کدام مسیر استفاده می شود.

1.    این پروتکل یک استاندارد جهانی است و به هیچ شرکتی وصل نیست.

2.    می توان در رایانه های ساده و بر روی ابر رایانه ها قابل اجراست.

3.    می توان در شبکه های محلی و گسترده از آن استفاده کرد.

4.    نرم افزار را از سیستم انتقال مستقل می کند.

 

اشکال های TCP/IP:

TCP/IP چیزی جز یک روش کارآمد برای انتقال داده ها نیست. داده ها به بسته های کوچک تقسیم می شوند به طوری که گیرنده یک بسته داده می داند که چه کاری با آن انجام دهد، و بسته های داده در بخشی به نام هدر ، شامل اطلاعات ثبت شده ای می باشند. در بسته های داده، حداقل 40 بایت فضا به قواعد  TCP/IP اختصاص دارد. تنها زمانی که بسته های داده از چند کیلو بایت تشکیل می شوند، سهم مدیریت در مقایسه با بار کم باقی می ماند.

اگر نرم افزار ها یک در خواست معین برای سیستم انتقال داشته باشند، آن وقت درک آن بسیار مشکل می شود. سیستم داخلی ارتباط بین نرم افزار و انتقال دهنده در TCP/IP وجود ندارد. همچنین یک مبادله هماهنگ در قابلیت اتصال والزامات بین گره های شبکه، بسیار پیچیده است. اگرچه سرویس Qos نیز وجود دارد، اما یک گزینه است که نیاز به دسترسی به کنترل شبکه دارد که در شبکه های غیر متمرکز مثل اینترنت، ارائه نشده است.

در این زمینه، بحث بی طرفی شبکه نیز مطرح است. بی طرفی شبکه که باعث برخورد همسان با بسته های داده شود. این مزیت را دارد که بسته داده معین امکان اولویت بندی ندارد. این باعث می شود برخی برنامه ها در اینترنت با  TCP/IP به خوبی کار نکنند.

پروتکل اینترنت IP:

پروتکل اینترنت کار مهم و حیاتی را برای پردازش بسته های داده و مسیریابی آنها در یک شبکه بسته انجام می دهد. تمام دستگاه های میزبان و دستگاه های مقصدر در شبکه یک آدرس IP  دارند. این آدرس ها فقط آدرس دستگاه ها را نشان نمی دهد بلکه مشخصات شبکه را نیز در خود دارد. مسیر یابی آدرس IP ها فقط شامل یلفتن دستگاه مقصد نیست بلکه شامل یافتن شبکه نیز هست. IP ها از قوانین IPv4 یا IPv6 پیروی می کنند. 

پروتکل کنترل انتقال  TCP:

در مجموعه پروتکل TCP/IP، کنترل انتقال به عنوان یک پروتکل ارتباط گرا، مسئول مکان یابی نرم افزارها، کنترل جریان داده ها و واکنش به از دست دادن  بسته داده هاست. کارهای دیگری که انجام می دهد شامل دریافت فایل ها یا جریان داده ها از نرم افزارها برای تقسیم آنها و ارائه آنها به هدر و انتقال آنها به پروتکل اینترنت می شود.

 در گیرنده، بسته داده فرمان درست را انجام می دهد، دوباره به هم میپیوندد و به مسیر درست می رود. انتساب از طریق شماره پورت انجام می شود. پورت ها به برنامه های متعددی این اجازه را می دهند که به طور همزمان به بخش مختلف متصل شوند. UPD مدل کوچکی از TCP است که کار انتقال داده را انجام می دهد.    

به اشتراک گذاری :