TCP/IP-malli: Tasot, protokollat ​​ja pino

by: Bryce Leo Bryce Leo
Hours Päivitetty

⚡ Älykäs yhteenveto

TCP/IP-malli on nelikerroksinen kehys, joka määrittelee, miten tietokoneet vaihtavat tietoja verkkojen välillä, kartoittaaping sovellus-, siirto-, internet- ja verkkorajapintakerroksista protokolliin, kuten TCP, IP, HTTP ja DNS, jotka siirtävät tietoa luotettavasti päästä päähän.

  • 🌐 Tarkoitus: TCP/IP-malli määrittää, miten tietokoneet muodostavat yhteyden internetiin ja miten data liikkuu luotettavasti niiden välillä.
  • 🧱 Neljä kerrosta: Pino jakaa työn sovellus-, siirto-, internet- ja verkkorajapintakerroksiin, joilla kullakin on määritellyt protokollat.
  • 🔄 Kuljetus ja reititys: TCP on yhteyskeskeinen ja luotettava, kun taas internet-kerros reitittää paketteja verkkojen välillä IP:n avulla.
  • 📊 OSI-vertailu: TCP/IP käyttää neljää kerrosta OSI-mallia seitsemää vastaan, ja se on vanhempi kuin OSI-standardi.
  • 🛠️ protokollat: Yleisiä jäseniä ovat TCP, IP, HTTP, SMTP, DNS, TELNET ja FTP.
  • 🤖 AI-apu: Tekoälytyökalut analysoivat pakettien sieppauksia havaitakseen poikkeavuuksia ja nopeuttaakseen verkon vianmääritystä.
Lue lisää

TCP/IP-mallikerrokset ja -protokollat

Mikä on TCP/IP-malli?

TCP/IP-mallin avulla voit määrittää, miten tietty tietokone tulisi yhdistää internetiin ja miten tiedot tulisi siirtää. transmitniiden välillä. Se auttaa sinua luomaan virtuaalisen verkon, kun useita tietokoneverkot ovat yhteydessä toisiinsa. TCP/IP-mallin tarkoituksena on mahdollistaa tiedonsiirto pitkien etäisyyksien yli.

TCP / IP tarkoittaa Transmission Ohjausprotokolla / Internet-protokolla. TCP/IP-pino on erityisesti suunniteltu malliksi, joka tarjoaa erittäin luotettavan ja kokonaisvaltaisen tavuvirran epäluotettavan verkkoverkon yli.

TCP:n ominaisuudet

Tässä ovat TCP/IP-protokollan keskeiset ominaisuudet:

  • Tuki joustavalle TCP/IP-arkkitehtuurille.
  • Uusien järjestelmien lisääminen verkkoon on helppoa.
  • TCP/IP-protokollapaketissa verkko pysyy ehjänä, kunnes lähde- ja kohdekoneet toimivat oikein.
  • TCP on yhteyssuuntautunut protokolla.
  • TCP tarjoaa luotettavuutta ja varmistaa, että epäjärjestyksessä saapuvat tiedot järjestetään takaisin oikeaan järjestykseen.
  • TCP mahdollistaa vuonohjauksen toteuttamisen, joten lähettäjä ei koskaan ylikuormita vastaanottajaa datalla.

TCP/IP-mallin neljä kerrosta

Tässä osiossa selitämme TCP/IP-mallin eri kerrokset ja niiden toiminnot.

Alla oleva kaavio näyttää neljä TCP/IP-kerrosta pinottuna käsitteelliseksi malliksi sovelluskerroksesta ylhäältä alas verkkoliitäntäkerrokseen:

TCP/IP-käsitteelliset kerrokset sovelluksesta verkkorajapintaan

TCP/IP-mallin toiminnallisuus on jaettu neljään kerrokseen, ja jokainen sisältää tiettyjä protokollia.

TCP/IP on kerrostettu arkkitehtuurijärjestelmä, jossa jokainen kerros on määritelty tietyn suoritettavan toiminnon mukaan. Kaikki neljä TCP/IP-kerrosta toimivat yhteistyössä transmit dataa kerroksesta toiseen.

Seuraava kaavio yhdistää jokaisen neljästä kerroksesta niiden sisällä toimiviin protokolliin:

Neljä TCP/IP-mallin kerrosta on yhdistetty niiden protokolliin

  • Sovelluskerros
  • Kuljetuskerros
  • Internet-taso
  • Verkkoliitäntä

Sovelluskerros

Sovelluskerros on vuorovaikutuksessa sovellusohjelman kanssa, joka on mallin korkein taso. Tämä kerros on lähimpänä loppukäyttäjää, mikä tarkoittaa, että se mahdollistaa käyttäjien olla vuorovaikutuksessa muiden ohjelmistosovellusten kanssa.

Sovelluskerros on vuorovaikutuksessa ohjelmistosovellusten kanssa toteuttaakseen kommunikoivan komponentin. Sovellusohjelman suorittama datan tulkinta on aina mallin ulkopuolella.

Sovelluskerroksen esimerkkejä ovat esimerkiksi tiedostojen siirto, sähköposti ja etäkirjautuminen.

Sovelluskerroksen toiminnot ovat:

  • Sovelluskerros auttaa tunnistamaan viestintäkumppanit, määrittämään resurssien saatavuuden ja synkronoimaan viestinnän.
  • Sen avulla käyttäjät voivat kirjautua etäisäntään.
  • Tämä kerros tarjoaa erilaisia ​​sähköpostipalveluita.
  • Se tarjoaa hajautettuja tietokantalähteitä ja pääsyn globaaliin tietoon eri kohteista ja palveluista.

Kuljetuskerros

Siirtokerros rakentuu internet-kerroksen päälle tarjotakseen tiedonsiirron lähdekoneen prosessista kohdekoneen prosessiin. Se toimii yhden tai useamman verkon avulla ja ylläpitää palvelunlaatutoimintoja.

Se määrittää, kuinka paljon dataa tulisi lähettää, minne ja millä nopeudella. Tämä kerros perustuu sovelluskerrokselta vastaanotettuihin viesteihin. Se auttaa varmistamaan, että datayksiköt toimitetaan virheettömästi ja oikeassa järjestyksessä.

Siirtokerros auttaa hallitsemaan linkin luotettavuutta vuonhallinnan, virheidenhallinnan ja segmentoinnin tai segmentoinnin purkamisen avulla.

Siirtokerros tarjoaa myös kuittauksen onnistuneesta tiedonsiirrosta ja lähettää seuraavan datasegmentin, jos virheitä ei ole tapahtunut. TCP on tunnetuin esimerkki siirtokerroksesta.

Kuljetuskerroksen tärkeät toiminnot:

  • Se jakaa sovelluskerrokselta vastaanotetun viestin segmentteihin ja numeroi ne muodostaakseen sekvenssin.
  • Siirtokerros varmistaa, että viesti toimitetaan oikealle prosessille kohdekoneella.
  • Se varmistaa myös, että koko viesti saapuu perille virheettömästi; muuten se pitäisi lähettää uudelleentransmitTED.

AIHEESEEN LIITTYVÄT ARTIKKELIT

Internet-taso

Internet-kerros on TCP/IP-mallin toinen kerros. Se tunnetaan myös verkkokerroksena. Tämän kerroksen päätehtävänä on lähettää paketteja mistä tahansa verkosta ja mistä tahansa tietokoneesta, kunnes ne saavuttavat määränpäänsä riippumatta niiden käyttämästä reitistä.

Internet-kerros tarjoaa toiminnallisen ja proseduraalisen menetelmän vaihtelevan pituisten datasekvenssien siirtämiseen solmusta toiseen erilaisten verkkojen avulla.

Viestien toimituksen luotettavuutta internet-tasolla ei voida taata.

Tähän kerrokseen kuuluvat kerroksenhallintaprotokollat ​​ovat:

Verkkoliittymäkerros

Verkkoliitäntäkerros on nelikerroksisen TCP/IP-mallin alin kerros. Tätä kerrosta kutsutaan myös verkon käyttökerrokseksi. Se määrittelee yksityiskohdat siitä, miten data tulisi lähettää verkon kautta.

Se sisältää myös sen, miten bittien tulisi optisesti signaloida laitteistoilla, jotka ovat suoraan yhteydessä verkkovälineeseen, kuten koaksiaali-, optinen kuitu- tai kierrettyjen parien kaapelit.

Tämä kerros on OSI-referenssimallissa määriteltyjen datayhteys- ja fyysisten kerrosten yhdistelmä. Se määrittää, miten data tulisi lähettää fyysisesti verkon läpi, ja vastaa datan siirtämisestä kahden laitteen välillä samassa verkossa.

Erot OSI- ja TCP/IP-mallien välillä

Alla olevassa kuvassa vertaillaan rinnakkain seitsemänkerroksista OSI-mallia ja nelikerroksista TCP/IP-mallia:

Seitsemänkerroksisen OSI-mallin ja nelikerroksisen TCP/IP-mallin rinnakkainen vertailu

Tässä on joitakin tärkeitä eroja näiden kahden välillä: OSI- ja TCP/IP-malli:

OSI-malli TCP/IP malli
Sen on kehittänyt ISO (International Standards Organization). Sen on kehittänyt ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network).
OSI-malli tarjoaa selkeän eron rajapintojen, palveluiden ja protokollien välille. TCP/IP:ssä ei ole selkeitä eroja palveluiden, rajapintojen ja protokollien välillä.
OSI viittaa Open Systems Interconnectioniin. TCP viittaa Transmission Ohjausprotokolla.
OSI käyttää verkkokerrosta reititysstandardien ja protokollien määrittelemiseen. TCP/IP käyttää vain internet-kerrosta.
OSI noudattaa vertikaalista lähestymistapaa. TCP/IP noudattaa horisontaalista lähestymistapaa.
OSI käyttää kahta erillistä kerrosta, fyysistä ja datalinkkikerrosta, määritelläkseen alempien kerrosten toiminnallisuuden. TCP/IP käyttää vain yhtä kerrosta (linkkiä).
OSI:ssa on seitsemän kerrosta. TCP/IP:ssä on neljä kerrosta.
OSI-mallissa siirtokerros on vain yhteyssuuntautunut. TCP/IP-mallin kerros on sekä yhteyssuuntautunut että yhteydetön.
OSI-mallissa tiedonsiirtoyhteyskerros ja fyysinen kerros ovat erillisiä. TCP/IP:ssä fyysinen kerros ja datayhteyskerros yhdistetään yhdeksi isäntä-verkkokerrokseksi.
Istunto- ja esityskerrokset ovat osa OSI-mallia. TCP/IP-mallissa ei ole istunto- eikä esityskerrosta.
Se määritellään Internetin syntymisen jälkeen. Se on määritelty ennen internetin keksimistä.
OSI-otsikon vähimmäiskoko on 5 tavua. Otsikon vähimmäiskoko on 20 tavua.

Yleisimmät TCP/IP-protokollat

Joitakin laajalti käytettyjä, yleisimpiä TCP/IP-protokollia ovat:

TCP

Transmission Control Protocol on internetprotokolla, joka jakaa viestin TCP-segmentteihin ja kokoaa ne uudelleen vastaanottavalla puolella.

IP

Internet-protokollaosoite, joka tunnetaan myös nimellä IP-osoite, on numeerinen tunniste. Se annetaan jokaiselle laitteelle, joka on yhdistetty IP-osoitetta käyttävään tietokoneverkkoon. Sen reititystoiminto mahdollistaa verkkoyhteyksien luomisen ja olennaisesti internetin muodostamisen. IP:n ja TCP:n yhdistäminen mahdollistaa virtuaaliyhteyden kehittämisen lähteen ja kohteen välille.

HTTP

Hypertext Transfer Protocol on World Wide Webin perusta. Sitä käytetään verkkosivujen ja muiden resurssien siirtämiseen HTTP-palvelimelta tai web-palvelimelta web-asiakasohjelmaan tai HTTP-asiakasohjelmaan. Aina kun käytät web-selainta, kuten Google Chrome or Firefox, käytät web-asiakasohjelmaa. HTTP auttaa siirtämään pyytämiäsi verkkosivuja etäpalvelimilta.

SMTP

SMTP tarkoittaa yksinkertaista Mail Siirtoprotokolla. Tämä protokolla tukee sähköpostia ja auttaa sinua lähettämään tietoja toiseen sähköpostiosoitteeseen.

SNMP

SNMP on lyhenne sanoista Simple Network Management Protocol. Se on kehys, jota käytetään internetin laitteiden hallintaan TCP/IP-protokollan avulla.

DNS

DNS on lyhenne sanoista Domain Name System. IP-osoitetta käytetään tunnistamaan isäntäkoneen yhteys internetiin yksilöllisesti; käyttäjät kuitenkin mieluummin käyttävät nimiä osoitteiden sijaan, ja DNS tarjoaa tämän yhdistämismenetelmän.ping.

TELNET

TELNET on lyhenne sanoista Terminal Network. Se muodostaa yhteyden paikallisen ja etätietokoneen välille siten, että voit simuloida paikallista järjestelmääsi etäjärjestelmässä.

FTP

FTP on lyhenne sanoista File Transfer Protocol. Se on useimmiten käytetty standardiprotokolla transmittiedostojen siirtäminen koneelta toiselle.

TCP/IP-mallin edut

TCP/IP-mallin käytön edut ja hyödyt ovat seuraavat:

  • Se auttaa sinua muodostamaan yhteyden erityyppisten tietokoneiden välille.
  • Se toimii käyttöjärjestelmästä riippumatta.
  • Se tukee useita reititysprotokollia.
  • Se mahdollistaa organisaatioiden välisen verkkoyhteistyön.
  • Sillä on erittäin skaalautuva asiakas-palvelinarkkitehtuuri.

TCP/IP-mallin haitat

TCP/IP-mallin käytössä on muutamia haittoja:

  • TCP/IP on monimutkainen määritettävä ja hallittava malli.
  • TCP/IP:n yleiskulut ovat suuremmat kuin IPX:n (Internetwork Packet Exchange).
  • Tässä mallissa siirtokerros ei takaa pakettien perillemenoa.
  • Protokollan korvaaminen TCP/IP:ssä ei ole helppoa.
  • Sillä ei ole selkeää eroa palveluidensa, rajapintojensa ja protokolliensa välillä.

UKK

Kapselointi tarkoittaa sitä, miten kukin kerros lisää oman otsikkonsa ja joskus myös lopputunnisteen datan liikkuessa pinossa alaspäin – siirtokerros lisää TCP- tai UDP-otsikon, internetkerros lisää IP-otsikon ja verkkoliitäntäkerros käärii sen kehykseen.

TCP on yhteyskeskeinen ja luotettava: se käyttää kättelyä, kuittauksia ja uudelleenlähetystä datan toimittamiseen järjestyksessä. UDP on yhteydetön ja nopeampi, ohitaping nuo vaiheet, joten kadonneet paketit pysyvät kadonneina, ellei sovellus palauta niitä. UDP sopii suoratoistoon ja pelaamiseen.

Ennen tiedonsiirtoa TCP avaa yhteyden kolmella viestillä: asiakas lähettää SYN-viestin, palvelin vastaa SYN-ACK-viestin ja asiakas vastaa ACK-viestin. Tämä synkronoi järjestysnumerot molemmilla puolilla, jotta jokainen tavu voidaan tracked ja tunnusti.

Porttinumero on 16-bittinen arvo väliltä 1–65535, joka tunnistaa tietyn prosessin tai palvelun isännässä. Yhdessä IP-osoitteen kanssa se muodostaa soketin, jonka avulla yksi kone voi suorittaa useita verkkosovelluksia samanaikaisesti, kuten HTTP-porttia 80.

TCP/IP kehittyi Vint Cerfin ja Bob Kahnin johtamasta ARPANET-tutkimuksesta 1970-luvulla. Yhdysvaltain puolustusministeriö otti sen käyttöön, ja siitä tuli modernin internetin standardiprotokollapaketti, joka edelsi OSI-mallia.

Ei. TCP/IP on joukko protokollia ja kerrostettuja sääntöjä, jotka määrittelevät, miten laitteet kommunikoivat. Internet on maailmanlaajuinen verkko, joka toimii näiden protokollien avulla. Jokainen internet-laite käyttää TCP/IP:tä, mutta malli on suunnittelu, ei itse verkko.

Kyllä. Tekoäly ja koneoppimistyökalut analysoivat pakettien kaappauksia ja liikennelokeja havaitakseen poikkeavuuksia, ennustaakseen ruuhkia ja merkitäkseen väärin määritettyjä reitityksiä tai DNS-palveluita. Ne nopeuttavat perussyyanalyysiä, vaikka verkkoinsinööri silti vahvistaa ja suorittaa korjauksen.

GitHub Copilot luonnoksia Python, Ansible ja komentosarjat esimerkiksi seuraaviin tehtäviin: pingisäntien määrittäminen, IP-otsikoiden jäsentäminen tai reitittimien määrittäminen lyhyen kommentin perusteella. RevTarkastele luotuja komentoja ennen niiden suorittamista tuotantolaitteilla.

Tiivistä tämä viesti seuraavasti: