Модель архітектури протоколу TCP/IP – як це працює?

Протокол керування передачею/Інтернет-протокол (TCP/IP) — це набір протоколів зв’язку, які дозволяють комп’ютерам з’єднуватися.

Тисячі онлайн-ресурсів допоможуть вам роз’яснити та вивчити TCP/IP. Отже, що тут іншого?

Тут я зосереджуюсь на тому, щоб надати всі необхідні елементи, щоб почати занурюватися глибше (якщо ви збираєтеся це зробити пізніше).

Модель TCP/IP: яка історія?

Модель TCP/IP – це те, про що ви читаєте, вивчаючи комп’ютерні мережі, і ви, мабуть, уже стикалися з нею, будучи студентом інформатики чи ІТ.

Отже, давайте не будемо писати тут ще одну академічну книгу. Але дозвольте мені коротко підсумувати історію TCP/IP, що підійде кожному, навіть якщо ви вважаєте себе нетехнічною людиною.

Коротше кажучи:

У 1970-х роках Вінт Серф і Боб Кан описали модель TCP/IP, яка мала на меті покращити мережеве з’єднання між комп’ютерами.

До цього у нас були протокол керування мережею та протокол 1822.

У той же період інші інженери та організації також намагалися розробити протокол зв’язку, який би полегшив взаємозв’язок комп’ютерів по всьому світу.

Однією з таких моделей була модель OSI (Open Systems Interconnection). Хоча це успішно допомогло нам краще зрозуміти метод/процес створення мережі, воно не було ідеальним для практичного впровадження.

У нас є корисний ресурс для рівнів моделі OSI, якщо вам це цікаво.

Загалом, модель TCP/IP зайняла лідерство та була прийнята як стандартний протокол зв’язку, а модель OSI використовувалася як еталон для теоретичних знань у мережі.

Так, якби не TCP/IP, ви, можливо, не змогли б отримати швидкий і надійний доступ до нашого веб-сайту чи інших служб в Інтернеті. Звучить страшно, правда?

Тепер, коли ви про це знаєте, дозвольте мені розповісти вам деякі технічні подробиці.

Різниця між протоколом керування передачею (TCP) та Інтернет-протоколом (IP)

Щоб зрозуміти модель TCP/IP, ви повинні розрізняти ці терміни. Обидва є окремими протоколами комп’ютерної мережі.

  Як налаштувати відеодзвінок Skype, до якого може приєднатися будь-хто

Інтернет-протокол (IP) — це набір правил, які керують тим, як пакети даних надсилаються до правильної мети. Кожен підключений пристрій/комп’ютер має IP-адресу, і під час надсилання даних це допомагає вам відправляти їх куди потрібно.

IP-адреси схожі на мобільні номери на ваших телефонах. Ви можете переглянути наш посібник з IP-адрес, щоб дізнатися більше.

IP не може організувати пакети, щоб гарантувати, що вони досягнуть місця призначення, як це було призначено для надсилання. Таким чином, у пригоді стає протокол TCP, який допомагає підтримувати пакети в правильному порядку та перевіряти, чи вони досягли пункту призначення, як передбачалося.

Загалом TCP відповідає за надійне надсилання/отримання даних.

Особливості моделі TCP/IP

Модель TCP/IP виграла боротьбу серед різних протоколів завдяки своїм функціям і можливості систем/мереж швидко адаптувати її.

Деякі з його найкращих функцій включають:

  • Ви можете легко підключатися до різних типів комп’ютерів.
  • Це дозволяє змінювати порядок пакетів даних, щоб правильні повідомлення досягали місця призначення, навіть якщо мережевий маршрут перевантажений.
  • TCP/IP підтримує перевірку помилок, що також робить його надійною моделлю.
  • Він підтримує гнучку реалізацію архітектури, що робить його придатним для мереж будь-якого розміру.
  • Завдяки архітектурі «клієнт-сервер» він забезпечує широкі можливості масштабування.
  • Він підтримує різні протоколи, що робить речі зручними для будь-яких випадків використання.
  • Це дозволяє легко спілкуватися між платформами.
  • Його можна експлуатувати самостійно.

TCP/IP: усе про чотири рівні

На відміну від моделі OSI, TCP/IP має чотири рівні:

  • Доступ до мережі
  • Інтернет
  • Транспорт
  • застосування

Примітка. Потік даних через ці рівні може бути зверху вниз або навпаки (залежно від того, надсилається чи отримується). Вам потрібно знати функції кожного шару, щоб зрозуміти, що відбувається.

#1. Доступ до мережі (рівень 1)

Цей рівень найнижчого рівня займається фізичним з’єднанням і передачею даних між комп’ютерами. Іншими словами, як фізично передаються дані.

Деякі приклади включають середовище, що використовується для передачі даних (оптоволокно, бездротовий зв’язок тощо), структуру пакетів і відображення IP-адрес на фізичні адреси, які використовуються мережею.

Загалом, це включає в себе всі речі, які складають технічну інфраструктуру мереж, включаючи драйвери пристроїв і кабелі.

RFC 826 (протокол розпізнавання адрес) є одним із протоколів, задіяних у цьому рівні, який відображає IP-адреси на адреси Ethernet.

  Як замаскувати iMessage під Emoji

Рівень мережевого доступу прихований від користувачів і є основою всієї моделі.

#2. Інтернет (рівень 2)

Інтернет-рівень обробляє трафік даних для швидкого та точного зв’язку.

Дані групуються в IP-дейтаграми, які включають адресу джерела та призначення. Інтернет-рівень може пересилати, визначати шлях і обробляти логічну адресацію.

Йому доводиться працювати з адресами, незалежно від того, чи є вони на кінці надсилання/отримання.

Розгляд включає адресу джерела та призначення. Таким чином, він повинен гарантувати, що пакети даних досягають місця призначення правильно та в належному порядку.

#3. Транспорт (рівень 3)

Транспортний рівень працює для подібної мети, як агенти доставки для Amazon. Брандмауер також супроводжує цей рівень.

Його часто називають міжхостовим рівнем, де він спрямований на забезпечення наскрізної цілісності даних, дозволяючи двосторонній зв’язок.

Він гарантує, що пакети даних досягли місця призначення, розділяючи їх на сегменти. Крім того, це гарантує, що прикладний рівень отримує все повідомлення шляхом підтвердження.

Надсилаючи повідомлення на прикладний рівень, воно зосереджується на кількості надісланих даних, їх порядку та куди вони надсилаються. А при отриманні повідомлення від прикладного рівня це допомагає в десегментації та перевірці помилок.

На цьому рівні діють такі протоколи, як TCP і UDP. Щоб у вас часто був надійний зв’язок.

#4. Застосування (рівень 4)

Рівень найвищого рівня стосується програми, яка взаємодіє з користувачем (вами). Ми використовуємо додаток або програму для обміну даними, такими як обмін повідомленнями, браузери, клієнти електронної пошти тощо.

Тут включено інтерфейс користувача та служби програми. На цьому рівні існують такі процеси, як шифрування, дешифрування, стиснення та декомпресія. Це також допомагає форматувати повідомлення для транспортного рівня, які правильно надсилаються (і приймаються/інтерпретуються програмою-одержувачем).

Такі протоколи, як DNS, HTTP, FTP і SMTP, працюють із цим рівнем, щоб забезпечити успішне надсилання/отримання даних у мережі.

Що робить TCP/IP?

TCP/IP дозволяє надійно передавати дані між комп’ютерами.

Щоб це сталося, TCP/IP надсилає дані, розбиваючи їх на пакети та реорганізовуючи їх, щоб мати сенс на приймаючому кінці.

Концепцію пакетів даних можна порівняти з шматочками головоломки, де наявність усіх частин допоможе вам зрозуміти все.

І причина, чому повідомлення розбивається на пакети даних, полягає в тому, щоб забезпечити надійність і точність. Кожен пакет може йти іншим маршрутом, щоб забезпечити досягнення місця призначення.

  5 найкращих навчальних курсів Microsoft Teams для адміністраторів команд

Навпаки, якщо повідомлення буде надіслано цілком, воно буде повністю втрачено та потребуватиме повторного надсилання в разі невдачі.

Чотиришарова модель допомагає пояснити це далі.

Коли дані надсилаються з комп’ютера, вони проходять усі чотири рівні в певному порядку, де розрізаються на частини/пакети та надсилаються (Рівень 1 → Рівень 4).

А на комп’ютері-одержувачі дані збираються заново, проходячи ті самі чотири шари з іншого боку у зворотному порядку (Рівень 4 → Рівень 1).

Інші поширені Інтернет-протоколи

TCP/IP містить найважливіші протоколи, які роблять можливим роботу в Інтернеті.

Деякі стандартні протоколи Інтернету включають HTTP, HTTPS, FTP, POP3 і SMTP,

  • HTTP (протокол передачі гіпертексту) з’єднує користувача з веб-сервером (через веб-браузер) для взаємодії/отримання інформації.
  • HTTP Secure надає вам зашифроване з’єднання з веб-сервером, яке гарантує, що з’єднання з сервером не буде скомпрометовано/підроблено між ними.
  • FTP (протокол передачі файлів) не потребує пояснень. Це дозволяє передавати файли між серверами або з сервера на комп’ютер.
  • POP3 (Post Office Protocol 3) дозволяє клієнту електронної пошти завантажувати електронні листи із сервера, які пізніше можна переглядати в режимі офлайн.
  • SMPT (Simple Mail Transfer Protocol) схожий на POP, але дозволяє надсилати й отримувати електронні листи.

TCP/IP є стандартом, але він не завжди найкращий

Переваг моделі більше, ніж недоліків. Але, для довідки, ви повинні знати, що TCP/IP складний у налаштуванні, він не зовсім підходить для невеликих мереж, а протоколи нелегко замінити.

Це може бути непридатним для опису шарів найкращим чином. Моделі OSI все ще віддається перевага, щоб допомогти вам зрозуміти, як все працює.

Незважаючи на все це, йому все ще вдається йти в ногу з більшістю важливих бітів, що дозволяє нам надсилати/отримувати інформацію якомога швидше.