TCP/IP mudel: kihid, protokollid ja pinu

⚡ Nutikas kokkuvõte

TCP/IP mudel on neljakihiline raamistik, mis määratleb, kuidas arvutid võrkude vahel andmeid vahetavad, kaardistavadping rakenduse, transpordi, interneti ja võrguliidese kihtidest protokollideni nagu TCP, IP, HTTP ja DNS, mis liigutavad teavet usaldusväärselt otsast lõpuni.

🌐 Eesmärk: TCP/IP mudel määrab, kuidas arvutid internetiga ühenduvad ja kuidas andmed nende vahel usaldusväärselt liiguvad.
🧱 Neli kihti: Pinu jagab töö rakenduse, transpordi, interneti ja võrguliidese kihtideks, millel kõigil on määratletud protokollid.
🔄 Transport ja marsruutimine: TCP on ühendusepõhine ja usaldusväärne, samas kui internetikiht suunab pakette võrkude vahel IP abil.
📊 OSI võrdlus: TCP/IP kasutab nelja kihti OSI seitsmenda mudeli vastu ja see eelneb OSI standardile.
🛠️ Protokollid: Levinud liikmete hulka kuuluvad TCP, IP, HTTP, SMTP, DNS, TELNET ja FTP.
🤖 AI abi: Tehisintellekti tööriistad analüüsivad pakettide püüdmisi, et tuvastada anomaaliaid ja kiirendada võrgu tõrkeotsingut.

Loe rohkem

Mis on TCP/IP-mudel?

TCP/IP mudel aitab teil määrata, kuidas konkreetne arvuti peaks olema internetiga ühendatud ja kuidas andmeid edastama. transmitnende vahel. See aitab teil luua virtuaalse võrgu, kui mitu arvutivõrgud on omavahel ühendatud. TCP/IP mudeli eesmärk on võimaldada kommunikatsiooni pikkade vahemaade tagant.

TCP/IP tähistab Transmission Juhtimisprotokoll / internetiprotokoll. TCP/IP protokoll on spetsiaalselt loodud mudelina, mis pakub väga usaldusväärset ja otsast lõpuni baidivoogu ebausaldusväärse võrgu kaudu.

TCP omadused

Siin on TCP/IP-protokolli põhiomadused:

Paindliku TCP/IP arhitektuuri tugi.
Rohkemate süsteemide lisamine võrku on lihtne.
TCP/IP protokollikomplektis jääb võrk puutumatuks seni, kuni lähte- ja sihtarvutid töötavad korralikult.
TCP on ühendusele orienteeritud protokoll.
TCP pakub usaldusväärsust ja tagab, et vales järjekorras saabunud andmed pannakse tagasi õigesse järjekorda.
TCP võimaldab rakendada andmevoo juhtimist, nii et saatja ei koorma vastuvõtjat kunagi andmetega üle.

TCP/IP mudeli neli kihti

Selles jaotises selgitame TCP/IP mudeli erinevaid kihte ja nende funktsioone.

Allolev diagramm näitab nelja TCP/IP kihti, mis on virnastatud kontseptuaalse mudelina, alates rakenduskihist ülevalt alla kuni võrguliidese kihini:

TCP/IP mudeli funktsionaalsus on jagatud neljaks kihiks ja igaüks neist sisaldab spetsiifilisi protokolle.

TCP/IP on kihiline arhitektuurisüsteem, kus iga kiht on määratletud vastavalt konkreetsele funktsioonile. Kõik neli TCP/IP kihti töötavad koostöös, et transmit andmed ühelt kihtilt teisele.

Järgnev diagramm seob kõik neli kihti nende sees töötavate protokollidega:

Rakenduste kiht
Transpordi kiht
Interneti kiht
Võrgu liides

Rakenduste kiht

Rakenduskiht suhtleb rakendusprogrammiga, mis on mudeli kõrgeim tase. See kiht on lõppkasutajale kõige lähemal, mis tähendab, et see võimaldab kasutajatel suhelda teiste tarkvararakendustega.

Rakenduskiht suhtleb tarkvararakendustega, et rakendada suhtlevat komponenti. Rakendusprogrammi poolt andmete tõlgendamine jääb alati mudeli ulatusest välja.

Rakenduskihi näideteks on sellised rakendused nagu failiedastus, e-post ja kaugsisselogimine.

Rakenduskihi funktsioonid on järgmised:

Rakenduskiht aitab teil tuvastada suhtluspartnereid, määrata ressursside saadavust ja sünkroonida suhtlust.
See võimaldab kasutajatel kaugserverisse sisse logida.
See kiht pakub mitmesuguseid e-posti teenuseid.
See pakub hajutatud andmebaasiallikaid ja juurdepääsu globaalsele teabele erinevate objektide ja teenuste kohta.

Transpordi kiht

Transpordikiht tugineb internetikihile, et pakkuda andmetransporti lähtearvuti protsessist sihtarvuti protsessi. See on majutatud ühe või mitme võrgu abil ja säilitab teenuse kvaliteedi funktsioone.

See määrab, kui palju andmeid tuleks saata, kuhu ja millise kiirusega. See kiht tugineb rakenduskihilt vastuvõetud sõnumitele. See aitab tagada, et andmeüksused edastatakse veatult ja õiges järjekorras.

Transpordikiht aitab teil lingi usaldusväärsust kontrollida voo juhtimise, veakontrolli ja segmenteerimise või de-segmenteerimise abil.

Transpordikiht pakub ka eduka andmeedastuse kinnitust ja saadab järgmise andmesegmendi, kui vigu ei esinenud. TCP on transpordikihi tuntuim näide.

Transpordikihi olulised funktsioonid:

See jagab rakenduskihilt saadud sõnumi segmentideks ja nummerdab need järjestuse moodustamiseks.
Transpordikiht tagab, et sõnum toimetatakse sihtmasina õigele protsessile.
See tagab ka, et kogu sõnum jõuab kohale ilma vigadeta; vastasel juhul tuleks see uuesti saata.transmittatud.

Interneti kiht

Internetikiht on TCP/IP mudeli teine kiht. Seda tuntakse ka võrgukihina. Selle kihi peamine ülesanne on saata pakette mis tahes võrgust ja mis tahes arvutist, kuni need jõuavad sihtkohta, olenemata marsruudist.

Internetikiht pakub funktsionaalset ja protseduurilist meetodit muutuva pikkusega andmejadade edastamiseks ühest sõlmest teise erinevate võrkude abil.

Internetikihil sõnumite edastamise usaldusväärsust ei garanteerita.

Selle kihi hulka kuuluvad kihihaldusprotokollid on:

Marsruutimise protokollid
Multisaadete rühma haldamine
Võrgukihi aadresside määramine

Võrguliidese kiht

Võrguliidese kiht on neljakihilise TCP/IP mudeli alumine kiht. Seda kihti nimetatakse ka võrgule juurdepääsu kihiks. See määratleb üksikasjad selle kohta, kuidas andmeid võrgu kaudu saata.

See hõlmab ka seda, kuidas bitte peaksid optiliselt signaalima riistvaraseadmed, mis liidestuvad otse võrgukeskkonnaga, näiteks koaksiaal-, optilise kiu või keerdpaarkaablitega.

See kiht on OSI võrdlusmudelis määratletud andmesidekihi ja füüsiliste kihtide kombinatsioon. See määrab, kuidas andmeid tuleks võrgu kaudu füüsiliselt saata, ja vastutab andmete edastamise eest kahe samas võrgus oleva seadme vahel.

Erinevused OSI ja TCP/IP mudelite vahel

Allolev joonis võrdleb kõrvuti seitsmekihilist OSI mudelit neljakihilise TCP/IP mudeliga:

Siin on mõned olulised erinevused nende vahel OSI ja TCP/IP mudel:

OSI mudel	TCP/IP mudel
Selle on välja töötanud ISO (Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon).	Selle on välja töötanud ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network).
. OSI mudel pakub selget eristust liideste, teenuste ja protokollide vahel.	TCP/IP-l puuduvad selged eristused teenuste, liideste ja protokollide vahel.
OSI viitab avatud süsteemide vastastikusele ühendusele.	TCP viitab Transmission Juhtprotokoll.
OSI kasutab marsruutimise standardite ja protokollide määratlemiseks võrgukihti.	TCP/IP kasutab ainult internetikihti.
OSI järgib vertikaalset lähenemist.	TCP/IP järgib horisontaalset lähenemist.
OSI kasutab alumiste kihtide funktsionaalsuse määratlemiseks kahte eraldi kihti, füüsilist ja andmesidekihti.	TCP/IP kasutab ainult ühte kihti (linki).
OSI-l on seitse kihti.	TCP/IP-l on neli kihti.
OSI mudelis on transpordikiht ainult ühendusele orienteeritud.	TCP/IP mudeli kiht on nii ühendusele orienteeritud kui ka ühenduseta.
OSI mudelis on andmesidekiht ja füüsiline kiht eraldi.	TCP/IP-s on füüsiline ja andmesidekiht ühendatud üheks hosti ja võrgu vaheliseks kihiks.
Seansi- ja esitluskihid on osa OSI-mudelist.	TCP/IP mudelis puuduvad seansi- ja esitluskiht.
See on määratletud pärast Interneti tulekut.	See defineeriti enne interneti tulekut.
OSI päise minimaalne suurus on 5 baiti.	Päise minimaalne suurus on 20 baiti.

Kõige tavalisemad TCP/IP-protokollid

Mõned laialdaselt kasutatavad ja kõige levinumad TCP/IP protokollid on:

TCP

Transmission Juhtimisprotokoll on internetiprotokoll, mis jagab sõnumi TCP segmentideks ja paneb need vastuvõtvas pooles uuesti kokku.

IP

Internetiprotokolli aadress, tuntud ka kui IP aadress, on numbriline silt. See määratakse igale seadmele, mis on ühendatud arvutivõrguga, mis kasutab suhtluseks IP-aadressi. Selle marsruutimisfunktsioon võimaldab võrguühendust ja loob sisuliselt interneti. IP ja TCP kombineerimine võimaldab luua virtuaalse ühenduse allika ja sihtkoha vahel.

HTTP

Hüperteksti edastusprotokoll (Hypertext Transfer Protocol) on veebi alus. Seda kasutatakse veebilehtede ja muude ressursside edastamiseks HTTP-serverist või veebiserverist veebikliendile või HTTP-kliendile. Alati, kui kasutate veebibrauserit, näiteks Google Chrome or Firefox, kasutate veebiklienti. HTTP aitab edastada veebilehti, mida te kaugserveritest taotlete.

SMTP

SMTP tähistab lihtsat Mail Edastusprotokoll. See protokoll toetab e-posti ja aitab teil saata andmeid teisele e-posti aadressile.

SNMP

SNMP on lühend sõnadest Simple Network Management Protocol. See on raamistik, mida kasutatakse internetis olevate seadmete haldamiseks TCP/IP protokolli abil.

DNS

DNS tähistab domeeninimede süsteemi. IP-aadressi kasutatakse hosti internetiühenduse unikaalseks tuvastamiseks; kasutajad eelistavad aga aadresside asemel nimesid ja DNS pakub seda kaardistust.ping.

TELNET

TELNET on lühend lühendist Terminal Network. See loob ühenduse kohaliku ja kaugarvuti vahel nii, et saate simuleerida oma kohalikku süsteemi kaugsüsteemis.

FTP

FTP tähistab failiedastusprotokolli. See on enimkasutatav standardprotokoll transmitfailide teisaldamine ühest masinast teise.

TCP/IP mudeli eelised

TCP/IP mudeli kasutamise plussid ja hüved on järgmised:

See aitab teil luua ühenduse erinevat tüüpi arvutite vahel.
See töötab operatsioonisüsteemist sõltumatult.
See toetab mitmeid marsruutimisprotokolle.
See võimaldab organisatsioonide vahelist suhtlust.
Sellel on väga skaleeritav kliendi-serveri arhitektuur.

TCP/IP mudeli puudused

Siin on mõned TCP/IP mudeli kasutamise puudused:

TCP/IP on keeruline seadistada ja hallata.
TCP/IP üldkulu on suurem kui IPX-il (Internetwork Packet Exchange).
Selles mudelis ei garanteeri transpordikiht pakettide kohaletoimetamist.
Protokolli asendamine TCP/IP-s pole lihtne.
Sellel puudub selge jaotus teenuste, liideste ja protokollide vahel.

KKK

Kapseldamine on see, kuidas iga kiht lisab oma päise ja mõnikord ka treileri, kui andmed pinus allapoole liiguvad – transpordikiht lisab TCP- või UDP-päise, internetikiht lisab IP-päise ja võrguliidesekiht mähib selle kaadrisse.

TCP on ühendusepõhine ja usaldusväärne: see kasutab andmete õiges järjekorras edastamiseks käepigistusi, kinnitusi ja uuesti saatmist. UDP on ühenduseta ja kiirem, jätke vaheleping need sammud, nii et kadunud paketid jäävad kadunuks, kuni rakendus neid taastab. UDP sobib voogedastuseks ja mängimiseks.

Enne andmeedastust avab TCP ühenduse kolme sõnumiga: klient saadab SYN-sõnumi, server vastab SYN-ACK-iga ja klient vastab ACK-iga. See sünkroniseerib mõlema poole järjekorranumbrid, nii et iga baiti saab tracked ja tunnustatud.

Pordi number on 16-bitine väärtus vahemikus 1 kuni 65535, mis identifitseerib hostil konkreetse protsessi või teenuse. Koos IP-aadressiga moodustab see sokli, mis võimaldab ühel masinal korraga käitada paljusid võrgurakendusi, näiteks HTTP-d pordil 80.

TCP/IP kasvas välja ARPANET-i uuringutest, mida juhtisid Vint Cerf ja Bob Kahn 1970. aastatel. USA kaitseministeerium võttis selle omaks ja sellest sai tänapäevase interneti standardprotokollide komplekt, mis eelneb OSI-mudelile.

Ei. TCP/IP on protokollide ja kihiliste reeglite kogum, mis määratleb seadmete suhtluse viisi. Internet on ülemaailmne võrk, mis töötab nende protokollide alusel. Iga internetiseade kasutab TCP/IP-d, kuid mudel on disain, mitte võrk ise.

Jah. Tehisintellekt ja masinõppe tööriistad analüüsivad pakettide jäädvustusi ja liikluslogisid, et tuvastada anomaaliaid, ennustada ummikuid ja märgistada valesti konfigureeritud marsruutimist või DNS-i. Need kiirendavad algpõhjuse analüüsi, kuigi võrguinsener kinnitab ja rakendab paranduse ikkagi.

GitHubi koopia kabe Python, Ansible ja shelli skriptid selliste ülesannete jaoks nagu pinghosti loomine, IP-päiste parsimine või ruuterite seadistamine lühikese kommentaari põhjal. RevVaadake genereeritud käske enne nende käivitamist tootmisseadmetes.