Model TCP/IP: Vrstvy, protokoly a zásobník

Co je to model TCP/IP?

Model TCP/IP vám pomáhá určit, jak by měl být konkrétní počítač připojen k internetu a jak by měla být data přenášena. transmitmezi nimi. Pomáhá vám vytvořit virtuální síť, když je k dispozici více počítačové sítě jsou propojeny. Účelem modelu TCP/IP je umožnit komunikaci na velké vzdálenosti.

Zkratka TCP/IP Transmission Řídicí protokol / Internetový protokol. Zásobník TCP/IP je speciálně navržen jako model pro nabízení vysoce spolehlivého a komplexního přenosu bajtového proudu přes nespolehlivou síť.

Vlastnosti TCP

Zde jsou základní vlastnosti protokolu TCP/IP:

• Podpora flexibilní architektury TCP/IP.
• Přidání více systémů do sítě je snadné.
• V protokolu TCP/IP zůstává síť neporušená, dokud zdrojový a cílový počítač nefungují správně.
• TCP je protokol orientovaný na připojení.
• TCP nabízí spolehlivost a zajišťuje, že data, která přijdou v nesprávném pořadí, budou uspořádána zpět do správného pořadí.
• TCP umožňuje implementovat řízení toku, takže odesílatel nikdy nezahltí příjemce daty.

Čtyři vrstvy modelu TCP/IP

V této části vysvětlíme různé vrstvy a jejich funkce v modelu TCP/IP.

Níže uvedený diagram znázorňuje čtyři vrstvy TCP/IP uspořádané do koncepčního modelu, od aplikační vrstvy shora dolů až po vrstvu síťového rozhraní:

Funkčnost modelu TCP/IP je rozdělena do čtyř vrstev a každá z nich zahrnuje specifické protokoly.

TCP/IP je systém s vrstvenou architekturou, ve kterém je každá vrstva definována podle specifické funkce, kterou má vykonávat. Všechny čtyři vrstvy TCP/IP spolupracují, aby transmit data z jedné vrstvy do druhé.

Následující diagram mapuje každou ze čtyř vrstev na protokoly, které v ní fungují:

• Aplikační vrstva
• Transportní vrstva
• Internetová vrstva
• Síťové rozhraní

Aplikační vrstva

Aplikační vrstva interaguje s aplikačním programem, což je nejvyšší úroveň modelu. Tato vrstva je nejblíže koncovému uživateli, což znamená, že umožňuje uživatelům interagovat s jinými softwarovými aplikacemi.

Aplikační vrstva interaguje se softwarovými aplikacemi za účelem implementace komunikující komponenty. Interpretace dat aplikačním programem je vždy mimo rámec modelu.

Příklady aplikační vrstvy jsou aplikace jako přenos souborů, e-mail a vzdálené přihlašování.

Funkce aplikační vrstvy jsou:

• Aplikační vrstva vám pomáhá identifikovat komunikační partnery, určit dostupnost zdrojů a synchronizovat komunikaci.
• Umožňuje uživatelům přihlásit se ke vzdálenému hostiteli.
• Tato vrstva poskytuje různé e-mailové služby.
• Nabízí distribuované databázové zdroje a přístup ke globálním informacím o různých objektech a službách.

Transportní vrstva

Transportní vrstva staví na internetové vrstvě, aby zajistila přenos dat z procesu na zdrojovém počítači do procesu na cílovém počítači. Je hostována pomocí jedné nebo více sítí a udržuje funkce kvality služeb (QoS).

Určuje, kolik dat by mělo být odesláno, kam a jakou rychlostí. Tato vrstva staví na zprávách přijatých z aplikační vrstvy. Pomáhá zajistit, aby datové jednotky byly doručovány bezchybně a v pořadí.

Transportní vrstva pomáhá řídit spolehlivost spojení prostřednictvím řízení toku, řízení chyb a segmentace nebo desegmentace.

Transportní vrstva také nabízí potvrzení úspěšného přenosu dat a odesílá další datový segment, pokud nedošlo k žádným chybám. TCP je nejznámějším příkladem transportní vrstvy.

Důležité funkce transportní vrstvy:

• Rozděluje zprávu přijatou z aplikační vrstvy na segmenty a čísluje je tak, aby vytvořily sekvenci.
• Transportní vrstva zajišťuje, aby byla zpráva doručena správnému procesu na cílovém počítači.
• Také zajišťuje, že celá zpráva dorazí bez chyby; jinak by měla být znovutransmitted.

Internetová vrstva

Internetová vrstva je druhou vrstvou modelu TCP/IP. Je také známá jako síťová vrstva. Hlavním úkolem této vrstvy je odesílání paketů z jakékoli sítě a z jakéhokoli počítače, dokud nedosáhnou cíle bez ohledu na zvolenou trasu.

Internetová vrstva nabízí funkční a procedurální metodu pro přenos datových sekvencí s proměnnou délkou z jednoho uzlu do druhého pomocí různých sítí.

Doručování zpráv na internetové vrstvě není zaručeno jako spolehlivé.

Protokoly pro správu vrstev, které patří do této vrstvy, jsou:

• Směrovací protokoly
• Správa skupin multicast
• Přiřazení adresy na síťové vrstvě

Vrstva síťového rozhraní

Vrstva síťového rozhraní je spodní vrstvou čtyřvrstvého modelu TCP/IP. Tato vrstva se také nazývá vrstva síťového přístupu. Definuje podrobnosti o tom, jak by měla být data odesílána prostřednictvím sítě.

Zahrnuje také, jak by měly být bity opticky signalizovány hardwarovými zařízeními, která přímo propojují síťové médium, jako jsou koaxiální kabely, optické kabely nebo kroucené dvojlinky.

Tato vrstva je kombinací datové linkové a fyzické vrstvy definované v referenčním modelu OSI. Definuje, jak by měla být data fyzicky odesílána sítí, a je zodpovědná za přenos dat mezi dvěma zařízeními ve stejné síti.

Rozdíly mezi modely OSI a TCP/IP

Níže uvedený obrázek porovnává sedmivrstvý model OSI se čtyřvrstvým modelem TCP/IP vedle sebe:

Zde jsou některé důležité rozdíly mezi Model OSI a TCP/IP:

Model OSI	TCP/IP model
Je vyvinut organizací ISO (Mezinárodní organizace pro normalizaci).	Je vyvíjen společností ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network).
Jedno Model OSI poskytuje jasné rozlišení mezi rozhraními, službami a protokoly.	TCP/IP nemá žádné jasné rozlišovací znaky mezi službami, rozhraními a protokoly.
OSI odkazuje na Open Systems Interconnection.	TCP odkazuje Transmission Řídicí protokol.
OSI používá síťovou vrstvu k definování směrovacích standardů a protokolů.	TCP/IP používá pouze internetovou vrstvu.
OSI sleduje vertikální přístup.	TCP/IP se řídí horizontálním přístupem.
OSI používá dvě oddělené vrstvy, fyzickou a datovou linku, k definování funkčnosti spodních vrstev.	TCP/IP používá pouze jednu vrstvu (link).
OSI má sedm vrstev.	TCP/IP má čtyři vrstvy.
V modelu OSI je transportní vrstva orientována pouze na spojení.	Vrstva modelu TCP/IP je orientovaná na připojení i bez připojení.
V modelu OSI jsou datová linková vrstva a fyzická vrstva oddělené.	V protokolu TCP/IP jsou fyzická a datová linková vrstva sloučeny do jedné vrstvy typu host-síť.
Relační a prezentační vrstvy jsou součástí modelu OSI.	V modelu TCP/IP není žádná vrstva relace a prezentace.
Definuje se po nástupu internetu.	Je definována před příchodem internetu.
Minimální velikost záhlaví OSI je 5 bajtů.	Minimální velikost záhlaví je 20 bajtů.

Nejběžnější protokoly TCP/IP

Mezi nejběžnější a široce používané protokoly TCP/IP patří:

TCP

Transmission Řídicí protokol (Control Protocol) je internetový protokol, který rozděluje zprávu na segmenty TCP a na přijímací straně je znovu sestavuje.

IP

Adresa internetového protokolu, známá také jako IP adresa, je číselné označení. Je přiřazeno každému zařízení připojenému k počítačové síti, která pro komunikaci používá IP adresu. Jeho směrovací funkce umožňuje propojení mezi sítí a v podstatě vytváří internet. Kombinace IP s TCP umožňuje vytvoření virtuálního spojení mezi zdrojem a cílem.

HTTP

Protokol pro přenos hypertextu (Hypertext Transfer Protocol) je základem World Wide Webu. Používá se k přenosu webových stránek a dalších zdrojů ze serveru HTTP nebo webového serveru na webového klienta nebo HTTP klienta. Kdykoli používáte webový prohlížeč, například Google Chrome or Firefox, používáte webového klienta. HTTP pomáhá s přenosem webových stránek, které požadujete ze vzdálených serverů.

SMTP

SMTP je zkratka pro Simple Mail Transfer Protocol. Tento protokol podporuje e-mail a pomáhá vám odesílat data na jinou e-mailovou adresu.

SNMP

SNMP je zkratka pro Simple Network Management Protocol. Jedná se o rámec používaný pro správu zařízení na internetu pomocí protokolu TCP/IP.

DNS

DNS je zkratka pro Domain Name System (systém doménových jmen). IP adresa se používá k jedinečné identifikaci připojení hostitele k internetu; uživatelé však raději používají jména než adresy a DNS poskytuje toto mapování.ping.

TELNET

TELNET je zkratka pro Terminal Network (Terminálovou síť). Navazuje spojení mezi lokálním a vzdáleným počítačem takovým způsobem, že můžete simulovat svůj lokální systém na vzdáleném systému.

FTP

FTP je zkratka pro File Transfer Protocol (protokol pro přenos souborů). Je to nejčastěji používaný standardní protokol pro transmitpřesouvání souborů z jednoho počítače na druhý.

Výhody TCP/IP modelu

Zde jsou výhody a výhody použití modelu TCP/IP:

• Pomáhá vám nastavit spojení mezi různými typy počítačů.
• Funguje nezávisle na operačním systému.
• Podporuje řadu směrovacích protokolů.
• Umožňuje propojení mezi organizacemi.
• Má vysoce škálovatelnou architekturu klient-server.

Nevýhody modelu TCP/IP

Zde je několik nevýhod používání modelu TCP/IP:

• TCP/IP je komplikovaný model pro nastavení a správu.
• Režie TCP/IP je vyšší než u IPX (Internetwork Packet Exchange).
• V tomto modelu transportní vrstva nezaručuje doručení paketů.
• Nahrazení protokolu v TCP/IP není snadné.
• Nemá jasné oddělení služeb, rozhraní a protokolů.

Nejčastější dotazy