Modelul TCP/IP: Straturi, Protocoale și Stivă

prin: Bryce Leo Bryce Leo
Hours Actualizat

⚡ Rezumat inteligent

Modelul TCP/IP este cadrul cu patru niveluri care definește modul în care computerele schimbă date în rețele, mapeazăping straturile de aplicație, transport, internet și interfață de rețea până la protocoale precum TCP, IP, HTTP și DNS care mută informațiile în mod fiabil de la un capăt la altul.

  • 🌐 Scop: Modelul TCP/IP determină modul în care computerele se conectează la internet și modul în care datele circulă în mod fiabil între ele.
  • 🧱 Patru straturi: Stiva împarte munca în straturi de aplicație, transport, internet și interfață de rețea, fiecare cu protocoale definite.
  • 🔄 Transport și rutare: TCP este orientat pe conexiune și fiabil, în timp ce stratul internet direcționează pachetele prin rețele folosind IP.
  • 📊 Comparație OSI: TCP/IP folosește patru straturi față de modelul OSI șapte și este anterior standardului OSI.
  • 🛠️ Protocoale: Membrii comuni includ TCP, IP, HTTP, SMTP, DNS, TELNET și FTP.
  • 🤖 Asistență AI: Instrumentele de inteligență artificială analizează capturile de pachete pentru a detecta anomalii și a accelera depanarea rețelei.
Citește mai mult

Niveluri și protocoale ale modelului TCP/IP

Ce este modelul TCP/IP?

Modelul TCP/IP vă ajută să determinați cum ar trebui conectat un anumit computer la internet și cum ar trebui să fie transmise datele. transmitconectate între ele. Vă ajută să creați o rețea virtuală atunci când mai multe retele de calculatoare sunt conectate între ele. Scopul modelului TCP/IP este de a permite comunicarea pe distanțe mari.

TCP/IP înseamnă Transmission Protocol de control / Protocol Internet. Stiva TCP/IP este special concepută ca un model pentru a oferi un flux de octeți extrem de fiabil și end-to-end pe o rețea de internet nesigură.

Caracteristici TCP

Iată caracteristicile esențiale ale protocolului TCP/IP:

  • Suport pentru o arhitectură TCP/IP flexibilă.
  • Adăugarea mai multor sisteme la o rețea este ușoară.
  • În suita de protocoale TCP/IP, rețeaua rămâne intactă până când mașinile sursă și destinație funcționează corect.
  • TCP este un protocol orientat spre conexiune.
  • TCP oferă fiabilitate și asigură că datele care sosesc în afara secvenței sunt repuse în ordine.
  • TCP vă permite să implementați controlul fluxului, astfel încât un expeditor nu copleșește niciodată un receptor cu date.

Patru straturi de model TCP/IP

În această secțiune, vom explica diferitele straturi și funcționalitățile acestora în modelul TCP/IP.

Diagrama de mai jos prezintă cele patru straturi TCP/IP suprapuse ca model conceptual, de la stratul aplicației de sus în jos până la stratul interfeței de rețea:

Straturile conceptuale TCP/IP suprapuse de la aplicație la interfața de rețea

Funcționalitatea modelului TCP/IP este împărțită în patru niveluri, fiecare incluzând protocoale specifice.

TCP/IP este un sistem cu arhitectură stratificată în care fiecare strat este definit în funcție de o funcție specifică de îndeplinit. Toate cele patru straturi TCP/IP lucrează în colaborare pentru a... transmit datele de la un strat la altul.

Următoarea diagramă mapează fiecare dintre cele patru straturi la protocoalele care operează în cadrul acestuia:

Patru straturi ale modelului TCP/IP mapate la protocoalele lor

  • Strat de aplicație
  • Nivelul de transport
  • Internet Layer
  • Interfata retea

Strat de aplicație

Stratul aplicației interacționează cu un program de aplicație, care este cel mai înalt nivel al modelului. Acest strat este cel mai apropiat de utilizatorul final, ceea ce înseamnă că permite utilizatorilor să interacționeze cu alte aplicații software.

Nivelul aplicației interacționează cu aplicațiile software pentru a implementa o componentă comunicantă. Interpretarea datelor de către programul aplicației este întotdeauna în afara domeniului de aplicare al modelului.

Exemple de straturi de aplicație sunt aplicații precum transferul de fișiere, e-mailul și autentificarea la distanță.

Funcțiile stratului de aplicație sunt:

  • Nivelul aplicației vă ajută să identificați partenerii de comunicare, să determinați disponibilitatea resurselor și să sincronizați comunicarea.
  • Permite utilizatorilor să se conecteze la o gazdă la distanță.
  • Acest strat oferă diverse servicii de e-mail.
  • Oferă surse de baze de date distribuite și acces la informații globale despre diverse obiecte și servicii.

Nivelul de transport

Stratul de transport se bazează pe stratul internet pentru a asigura transportul de date de la un proces de pe o mașină sursă la un proces de pe o mașină destinație. Acesta este găzduit folosind o singură sau mai multe rețele și menține funcțiile de calitate a serviciilor.

Acesta determină câte date ar trebui trimise, unde și la ce viteză. Acest strat se bazează pe mesajele primite de la stratul aplicației. Ajută la asigurarea faptului că unitățile de date sunt livrate fără erori și în secvență.

Nivelul de transport vă ajută să controlați fiabilitatea unei legături prin controlul fluxului, controlul erorilor și segmentare sau desegmentare.

Nivelul de transport oferă, de asemenea, o confirmare a transmiterii cu succes a datelor și trimite următorul segment de date dacă nu au apărut erori. TCP este cel mai cunoscut exemplu de nivel de transport.

Funcții importante ale stratului de transport:

  • Împarte mesajul primit de la nivelul aplicației în segmente și le numerotează pentru a forma o secvență.
  • Nivelul de transport se asigură că mesajul este livrat procesului corect de pe mașina destinație.
  • De asemenea, se asigură că întregul mesaj ajunge fără nicio eroare; în caz contrar, ar trebui retransmis.transmitted.

ARTICOLE SIMILARE

Internet Layer

Stratul internet este al doilea strat al modelului TCP/IP. Este cunoscut și sub numele de stratul rețea. Funcția principală a acestui strat este de a trimite pachete din orice rețea și din orice computer, până când ajung la destinație, indiferent de ruta pe care o parcurg.

Stratul internet oferă metoda funcțională și procedurală pentru transferul de secvențe de date de lungime variabilă de la un nod la altul cu ajutorul diverselor rețele.

Nu este garantată fiabilitatea livrării mesajelor la nivelul internet.

Protocoalele de gestionare a straturilor care aparțin acestui strat sunt:

Stratul de interfață de rețea

Stratul de interfață de rețea este stratul inferior al modelului TCP/IP cu patru straturi. Acest strat este numit și stratul de acces la rețea. Acesta definește detaliile modului în care datele ar trebui trimise folosind rețeaua.

De asemenea, include modul în care biții ar trebui semnalizați optic de către dispozitivele hardware care interacționează direct cu un mediu de rețea, cum ar fi cablurile coaxiale, fibra optică sau cablurile cu pereche răsucită.

Acest strat este o combinație între stratul de legătură de date și stratul fizic definit în modelul de referință OSI. Definește modul în care datele ar trebui trimise fizic prin rețea și este responsabil pentru transmiterea datelor între două dispozitive din aceeași rețea.

Diferențele dintre modelele OSI și TCP/IP

Ilustrația de mai jos compară modelul OSI cu șapte straturi cu modelul TCP/IP cu patru straturi, unul lângă altul:

Comparație comparativă între modelul OSI cu șapte straturi și modelul TCP/IP cu patru straturi

Iată câteva diferențe importante între Model OSI și TCP/IP:

Modelul OSI Model TCP/IP
Este elaborat de ISO (Organizația Internațională pentru Standardizare). Este dezvoltat de ARPANET (Rețeaua Agențiilor pentru Proiecte de Cercetare Avansată).
Modelul OSI oferă o distincție clară între interfețe, servicii și protocoale. TCP/IP nu are puncte clare de distincție între servicii, interfețe și protocoale.
OSI se referă la interconectarea sistemelor deschise. TCP se referă la Transmission Protocolul de control.
OSI folosește stratul de rețea pentru a defini standardele și protocoalele de rutare. TCP/IP utilizează doar nivelul internetului.
OSI urmează o abordare verticală. TCP/IP urmează o abordare orizontală.
OSI utilizează două straturi separate, fizic și de legătură de date, pentru a defini funcționalitatea straturilor inferioare. TCP/IP utilizează un singur strat (link).
OSI are șapte straturi. TCP/IP are patru straturi.
În modelul OSI, stratul de transport este doar orientat spre conexiune. Un strat al modelului TCP/IP este atât orientat spre conexiune, cât și fără conexiune.
În modelul OSI, stratul de legătură de date și stratul fizic sunt separate. În TCP/IP, straturile fizic și de legătură de date sunt combinate într-un singur strat gazdă-rețea.
Straturile de sesiune și de prezentare fac parte din modelul OSI. În modelul TCP/IP nu există straturi de sesiune și prezentare.
Este definit după apariția Internetului. Este definit înainte de apariția internetului.
Dimensiunea minimă a antetului OSI este de 5 octeți. Dimensiunea minimă a antetului este de 20 de octeți.

Cele mai comune protocoale TCP/IP

Unele dintre cele mai utilizate și comune protocoale TCP/IP sunt:

TCP

Transmission Protocolul de control este un protocol de internet care împarte un mesaj în segmente TCP și le reasamblează la receptor.

IP

O adresă de protocol Internet, cunoscută și sub numele de Adresa IP, este o etichetă numerică. Este atribuită fiecărui dispozitiv conectat la o rețea de calculatoare care utilizează IP-ul pentru comunicare. Funcția sa de rutare permite interconectarea și, în esență, stabilește Internetul. Combinarea IP cu TCP permite dezvoltarea unei conexiuni virtuale între o sursă și o destinație.

HTTP

Protocolul de transfer hipertext este fundamentul World Wide Web. Este utilizat pentru a transfera pagini web și alte resurse de la serverul HTTP sau serverul web la clientul web sau clientul HTTP. Ori de câte ori utilizați un browser web, cum ar fi Google Chrome or Firefox, utilizați un client web. HTTP ajută la transferul paginilor web pe care le solicitați de la serverele la distanță.

SMTP

SMTP înseamnă Simplu Mail Protocol de transfer. Acest protocol acceptă e-mailul și vă ajută să trimiteți date către o altă adresă de e-mail.

SNMP

SNMP este prescurtarea de la Simple Network Management Protocol (Protocol simplu de gestionare a rețelei). Este un cadru de lucru utilizat pentru gestionarea dispozitivelor de pe internet utilizând protocolul TCP/IP.

DNS

DNS este prescurtarea de la Domain Name System (Sistem de nume de domeniu). O adresă IP este utilizată pentru a identifica în mod unic conexiunea unei gazde la internet; cu toate acestea, utilizatorii preferă să folosească nume în loc de adrese, iar DNS oferă această hartă.ping.

TELNET

TELNET este prescurtarea de la Terminal Network (Rețea de Terminale). Acesta stabilește o conexiune între computerul local și cel la distanță, astfel încât să puteți simula sistemul local la sistemul la distanță.

FTP

FTP este prescurtarea de la File Transfer Protocol. Este un protocol standard utilizat în mare parte pentru transmittransferul de fișiere de la o mașină la alta.

Avantajele modelului TCP/IP

Iată avantajele și beneficiile utilizării modelului TCP/IP:

  • Te ajută să configurezi o conexiune între diferite tipuri de computere.
  • Funcționează independent de sistemul de operare.
  • Suportă o serie de protocoale de rutare.
  • Permite interconectarea între organizații.
  • Are o arhitectură client-server extrem de scalabilă.

Dezavantajele modelului TCP/IP

Iată câteva dezavantaje ale utilizării modelului TCP/IP:

  • TCP/IP este un model complicat de configurat și administrat.
  • Costul general al TCP/IP este mai mare decât cel al IPX (Internetwork Packet Exchange).
  • În acest model, nivelul de transport nu garantează livrarea pachetelor.
  • Înlocuirea unui protocol în TCP/IP nu este ușoară.
  • Nu are o separare clară a serviciilor, interfețelor și protocoalelor sale.

Întrebări frecvente

Încapsularea este modul în care fiecare strat adaugă propriul antet și, uneori, un trailer, pe măsură ce datele se deplasează în jos pe stivă - stratul de transport adaugă un antet TCP sau UDP, stratul de internet adaugă un antet IP, iar stratul de interfață de rețea îl înfășoară într-un cadru.

TCP este orientat pe conexiune și fiabil: folosește handshake-uri, confirmări și retransmisii pentru a livra datele în ordine. UDP este fără conexiune și mai rapid, omiteping acești pași, astfel încât pachetele pierdute rămân pierdute până când aplicația nu le recuperează. UDP este potrivit pentru streaming și jocuri.

Înainte de orice transfer de date, TCP deschide o conexiune cu trei mesaje: clientul trimite SYN, serverul răspunde SYN-ACK, iar clientul răspunde ACK. Aceasta sincronizează numerele de secvență de ambele părți, astfel încât fiecare octet poate fi traca fost luat în considerare și a fost recunoscut.

Un număr de port este o valoare pe 16 biți de la 1 la 65535 care identifică un anumit proces sau serviciu pe o gazdă. Combinat cu o adresă IP, formează un socket, permițând unei mașini să ruleze mai multe aplicații în rețea simultan, cum ar fi HTTP pe portul 80.

TCP/IP a apărut în urma cercetărilor ARPANET conduse de Vint Cerf și Bob Kahn în anii 1970. Departamentul Apărării al SUA l-a adoptat și a devenit suita de protocoale standard a internetului modern, precedând modelul OSI.

Nu. TCP/IP este setul de protocoale și reguli stratificate care definesc modul în care dispozitivele comunică. Internetul este rețeaua globală care rulează pe baza acestor protocoale. Fiecare dispozitiv de pe internet folosește TCP/IP, dar modelul este designul, nu rețeaua în sine.

Da. Instrumentele de inteligență artificială și învățare automată analizează capturile de pachete și jurnalele de trafic pentru a detecta anomalii, a prezice congestiile și a semnala configurarea greșită a rutării sau a DNS-ului. Acestea accelerează analiza cauzelor principale, deși un inginer de rețea confirmă și aplică în continuare remedierea.

Copilotul GitHub proiecte Python, Ansible și scripturi shell pentru sarcini precum pingconfigurarea gazdelor, analizarea antetelor IP sau configurarea routerelor dintr-un comentariu scurt. RevVizualizați comenzile generate înainte de a le rula pe dispozitivele de producție.

Rezumați această postare cu: