Модель TCP/IP: шари, протоколи та стек
Брайс Лео
⚡ Розумний підсумок
Модель TCP/IP — це чотирирівнева структура, яка визначає, як комп’ютери обмінюються даними між мережами, відображаютьping від рівнів інтерфейсу застосунків, транспорту, Інтернету та мережі до протоколів, таких як TCP, IP, HTTP та DNS, які надійно передають інформацію з кінця в кінець.
Що таке модель TCP/IP?
Модель TCP/IP допомагає визначити, як певний комп'ютер має бути підключений до Інтернету та як мають передаватись дані. transmitміж ними. Це допомагає створити віртуальну мережу, коли кілька комп'ютерні мережі з'єднані між собою. Мета моделі TCP/IP полягає в забезпеченні зв'язку на великих відстанях.
TCP/IP означає Transmission Протокол керування / Інтернет-протокол. Стек TCP/IP спеціально розроблений як модель для забезпечення високонадійного та наскрізного потоку байтів через ненадійну мережу.
Характеристики TCP
Ось основні характеристики протоколу TCP/IP:
- Підтримка гнучкої архітектури TCP/IP.
- Додати більше систем до мережі легко.
- У наборі протоколів TCP/IP мережа залишається неушкодженою, доки вихідний та кінцевий комп'ютери не почнуть функціонувати належним чином.
- TCP — це протокол, орієнтований на підключення.
- TCP забезпечує надійність і гарантує, що дані, які надходять не в послідовності, будуть упорядковані.
- TCP дозволяє реалізувати керування потоком, тому відправник ніколи не перевантажує одержувача даними.
Чотири рівні моделі TCP/IP
У цьому розділі ми пояснюємо різні рівні та їх функціональність у моделі TCP/IP.
На діаграмі нижче показано чотири рівні TCP/IP, об'єднані у концептуальну модель, від рівня додатків зверху до рівня мережевого інтерфейсу:
Функціональність моделі TCP/IP поділена на чотири рівні, кожен з яких включає певні протоколи.
TCP/IP — це багаторівнева архітектурна система, в якій кожен рівень визначено відповідно до певної функції, яку він має виконувати. Усі чотири рівні TCP/IP працюють спільно, щоб transmit дані з одного шару на інший.
Наведена нижче діаграма відображає кожен із чотирьох рівнів відповідно до протоколів, що працюють у ньому:
- Шар застосування
- Транспортний шар
- Інтернет-шар
- Мережевий інтерфейс
Шар застосування
Рівень додатків взаємодіє з прикладною програмою, що є найвищим рівнем моделі. Цей рівень знаходиться найближче до кінцевого користувача, а це означає, що він дозволяє користувачам взаємодіяти з іншими програмними додатками.
Прикладний рівень взаємодіє з програмними застосунками для реалізації комунікаційного компонента. Інтерпретація даних прикладною програмою завжди виходить за межі моделі.
Прикладами прикладного рівня є такі програми, як передача файлів, електронна пошта та віддалений вхід.
Функції прикладного рівня:
- Рівень додатків допомагає вам ідентифікувати партнерів по зв'язку, визначати доступність ресурсів та синхронізувати зв'язок.
- Це дозволяє користувачам підключатися до віддаленого хоста.
- Цей рівень надає різні послуги електронної пошти.
- Він пропонує розподілені джерела баз даних та доступ до глобальної інформації про різні об'єкти та послуги.
Транспортний шар
Транспортний рівень базується на інтернет-рівні, щоб забезпечити передачу даних від процесу на вихідній машині до процесу на машині призначення. Він розміщується в одній або кількох мережах та підтримує функції забезпечення якості обслуговування.
Він визначає, скільки даних слід надсилати, куди та з якою швидкістю. Цей рівень базується на повідомленнях, отриманих від прикладного рівня. Він допомагає забезпечити безпомилкову та послідовну доставку блоків даних.
Транспортний рівень допомагає контролювати надійність з'єднання за допомогою керування потоком, контролю помилок та сегментації або десегментації.
Транспортний рівень також пропонує підтвердження успішної передачі даних і надсилає наступний сегмент даних, якщо не виникло помилок. TCP є найвідомішим прикладом транспортного рівня.
Важливі функції транспортного рівня:
- Він розділяє повідомлення, отримане від прикладного рівня, на сегменти та нумерує їх, утворюючи послідовність.
- Транспортний рівень забезпечує доставку повідомлення до правильного процесу на машині призначення.
- Це також гарантує, що все повідомлення надійде без помилок; в іншому випадку його слід переслати.transmitТед.
Інтернет-шар
Інтернет-рівень – це другий рівень моделі TCP/IP. Він також відомий як мережевий рівень. Основна робота цього рівня полягає в надсиланні пакетів з будь-якої мережі та з будь-якого комп'ютера, доки вони не досягнуть пункту призначення, незалежно від обраного маршруту.
Інтернет-рівень пропонує функціональний та процедурний метод передачі послідовностей даних змінної довжини від одного вузла до іншого за допомогою різних мереж.
Надійність доставки повідомлень на інтернет-рівні не гарантується.
Протоколи управління рівнями, що належать до цього рівня:
- Протоколи маршрутизації
- Управління багатоадресною групою
- Призначення адрес на мережевому рівні
Рівень мережевого інтерфейсу
Рівень мережевого інтерфейсу – це нижній рівень чотирирівневої моделі TCP/IP. Цей рівень також називається рівнем доступу до мережі. Він визначає деталі того, як дані повинні надсилатися через мережу.
Також описано, як біти повинні оптично сигналізуватися апаратними пристроями, які безпосередньо взаємодіють із мережевим середовищем, такими як коаксіальний, оптичний кабель або кабель на витій парі.
Цей рівень є комбінацією канального та фізичного рівнів, визначених у еталонній моделі OSI. Він визначає, як дані повинні фізично надсилатися через мережу, і відповідає за передачу даних між двома пристроями в одній мережі.
Відмінності між моделями OSI та TCP/IP
На ілюстрації нижче порівнюється семирівнева модель OSI з чотирирівневою моделлю TCP/IP:
Ось деякі важливі відмінності між Модель OSI та TCP/IP:
| Модель OSI | Модель TCP/IP |
|---|---|
| Його розробляє ISO (Міжнародна організація зі стандартизації). | Його розробляє ARPANET (Мережа агентств передових дослідницьких проектів). |
| Команда Модель OSI забезпечує чітке розмежування між інтерфейсами, сервісами та протоколами. | TCP/IP не має чітких розмежувань між сервісами, інтерфейсами та протоколами. |
| OSI означає взаємозв’язок відкритих систем. | TCP посилається на Transmission Протокол контролю. |
| OSI використовує мережевий рівень для визначення стандартів і протоколів маршрутизації. | TCP/IP використовує лише інтернет-рівень. |
| OSI дотримується вертикального підходу. | TCP/IP використовує горизонтальний підхід. |
| OSI використовує два окремі рівні, фізичний та канал передачі даних, для визначення функціональності нижніх рівнів. | TCP/IP використовує лише один рівень (ланка). |
| OSI має сім рівнів. | TCP/IP має чотири рівні. |
| У моделі OSI транспортний рівень орієнтований лише на підключення. | Рівень моделі TCP/IP одночасно орієнтований на з’єднання та не має з’єднання. |
| У моделі OSI канальний рівень та фізичний рівень є окремими. | У TCP/IP фізичний та канальний рівні об'єднані в єдиний рівень "хост-мережа". |
| Сеансовий та презентаційний рівні є частиною моделі OSI. | У моделі TCP/IP немає сеансового та презентаційного рівнів. |
| Це визначено після появи Інтернету. | Це було визначено до появи Інтернету. |
| Мінімальний розмір заголовка OSI становить 5 байт. | Мінімальний розмір заголовка становить 20 байт. |
Найпоширеніші протоколи TCP/IP
Деякі широко використовувані, найпоширеніші протоколи TCP/IP:
TCP
Transmission Протокол керування (Control Protocol) – це інтернет-протокол, який розбиває повідомлення на сегменти TCP та повторно збирає їх на стороні приймача.
IP
Адреса інтернет-протоколу, також відома як IP-адреса, – це числова позначка. Вона присвоюється кожному пристрою, підключеному до комп’ютерної мережі, яка використовує IP-адресу для зв’язку. Її функція маршрутизації дозволяє здійснювати мережеву роботу та, по суті, встановлює Інтернет. Поєднання IP з TCP дозволяє створити віртуальне з’єднання між джерелом та пунктом призначення.
HTTP
Протокол передачі гіпертексту (Hypertext Transfer Protocol) є основою Всесвітньої павутини (World Wide Web). Він використовується для передачі веб-сторінок та інших ресурсів з HTTP-сервера або веб-сервера на веб-клієнт або HTTP-клієнт. Щоразу, коли ви використовуєте веб-браузер, такий як Google Chrome or Firefox, ви використовуєте веб-клієнт. HTTP допомагає передавати веб-сторінки, які ви запитуєте з віддалених серверів.
SMTP
SMTP розшифровується як Simple (Простий) Mail Протокол передачі. Цей протокол підтримує електронну пошту та допомагає надсилати дані на іншу адресу електронної пошти.
SNMP
SNMP розшифровується як Simple Network Management Protocol (Простий протокол керування мережею). Це фреймворк, що використовується для керування пристроями в Інтернеті за допомогою протоколу TCP/IP.
DNS
DNS розшифровується як система доменних імен. IP-адреса використовується для унікальної ідентифікації підключення хоста до Інтернету; проте користувачі надають перевагу використанню імен замість адрес, і DNS надає цю картуping.
TELNET
TELNET розшифровується як термінальна мережа. Вона встановлює з'єднання між локальним та віддаленим комп'ютерами таким чином, що ви можете імітувати свою локальну систему на віддаленій системі.
Ftp
FTP розшифровується як протокол передачі файлів. Це здебільшого використовуваний стандартний протокол для transmitпересилання файлів з однієї машини на іншу.
Переваги моделі TCP/IP
Ось переваги та переваги використання моделі TCP/IP:
- Це допомагає налаштувати з'єднання між різними типами комп'ютерів.
- Він працює незалежно від операційної системи.
- Він підтримує низку протоколів маршрутизації.
- Це дозволяє налагоджувати мережеву взаємодію між організаціями.
- Він має високомасштабовану клієнт-серверну архітектуру.
Недоліки моделі TCP/IP
Ось кілька недоліків використання моделі TCP/IP:
- TCP/IP — це складна модель для налаштування та керування.
- Накладні витрати TCP/IP вищі, ніж IPX (міжмережевої обмін пакетами).
- У цій моделі транспортний рівень не гарантує доставку пакетів.
- Заміна протоколу в TCP/IP не є простою.
- Він не має чіткого розподілу своїх сервісів, інтерфейсів та протоколів.
