Протокол керування передачею/Інтернет-протокол (TCP/IP) – це набір комунікаційних протоколів, що забезпечують з’єднання між комп’ютерами.
Існує безліч онлайн-ресурсів, які надають інформацію про TCP/IP, тож чим цей матеріал особливий?
Тут основна увага зосереджена на наданні базових знань, необхідних для подальшого поглибленого вивчення теми, якщо ви вирішите це зробити.
Модель TCP/IP: історичний огляд
Модель TCP/IP є ключовою темою у вивченні комп’ютерних мереж, і, ймовірно, ви вже стикалися з нею під час навчання в галузі інформатики чи IT.
Ми не будемо створювати ще одну академічну працю, а коротко підсумуємо історію TCP/IP таким чином, щоб це було зрозуміло навіть для людей, далеких від технічних деталей.
Коротко кажучи:
У 1970-х роках Вінтон Серф та Боб Кан запропонували модель TCP/IP з метою покращення мережевого з’єднання між комп’ютерами.
До цього використовувалися протокол керування мережею та протокол 1822.
У той же період інші інженери та організації також працювали над розробкою протоколів зв’язку, які б спростили взаємодію між комп’ютерами по всьому світу.
Однією з таких моделей була модель OSI (Open Systems Interconnection). Хоча вона сприяла кращому розумінню процесу створення мереж, вона виявилася не зовсім практичною для реалізації.
Ми пропонуємо корисний ресурс для вивчення рівнів моделі OSI, якщо вам це цікаво.
В результаті, модель TCP/IP здобула перевагу і стала стандартним протоколом зв’язку, а модель OSI використовується як теоретична основа для розуміння мереж.
Отже, без TCP/IP ви б, можливо, не мали швидкого та надійного доступу до нашого веб-сайту чи інших інтернет-сервісів. Звучить страшно, правда?
Тепер, коли ви знаєте це, розглянемо деякі технічні деталі.
Відмінність між протоколом керування передачею (TCP) та Інтернет-протоколом (IP)
Для розуміння моделі TCP/IP важливо розрізняти ці два терміни. Обидва є окремими протоколами комп’ютерної мережі.
Інтернет-протокол (IP) визначає правила, за якими пакети даних направляються до правильного адресата. Кожен підключений пристрій/комп’ютер має IP-адресу, яка допомагає ідентифікувати його та доставити дані.
IP-адреси можна порівняти з номерами мобільних телефонів. Для отримання додаткової інформації ви можете звернутися до нашого посібника з IP-адрес.
Протокол IP сам по собі не гарантує, що пакети дійдуть до місця призначення в правильному порядку. Для цього використовується протокол TCP, який забезпечує правильну послідовність пакетів та їх доставку.
Отже, TCP відповідає за надійне відправлення та отримання даних.
Характеристики моделі TCP/IP
Модель TCP/IP виграла конкуренцію серед інших протоколів завдяки своїм функціям і здатності швидко адаптуватися до різних систем/мереж.
Основні характеристики:
- Легке підключення до різних типів комп’ютерів.
- Здатність перевпорядковувати пакети даних для забезпечення їх доставки, навіть якщо мережевий шлях перевантажений.
- Підтримка перевірки помилок для надійної передачі даних.
- Гнучка архітектура, що підходить для мереж будь-якого розміру.
- Широкі можливості масштабування завдяки архітектурі “клієнт-сервер”.
- Підтримка різних протоколів для будь-яких випадків використання.
- Проста міжплатформна комунікація.
- Можливість автономної роботи.
TCP/IP: Чотирирівнева модель
На відміну від моделі OSI, TCP/IP має чотири рівні:
- Доступ до мережі
- Інтернет
- Транспорт
- Застосування
Примітка: Потік даних через ці рівні може відбуватися як зверху вниз, так і навпаки, залежно від того, чи дані надсилаються, чи отримуються. Для розуміння процесу важливо знати функції кожного рівня.
#1. Доступ до мережі (Рівень 1)
Цей нижній рівень відповідає за фізичне з’єднання та передачу даних між комп’ютерами. Іншими словами, як дані передаються на фізичному рівні.
Це включає в себе середовище передачі даних (оптоволокно, бездротовий зв’язок і т.д.), структуру пакетів та відображення IP-адрес на фізичні адреси, що використовуються в мережі.
Загалом, цей рівень охоплює всю технічну інфраструктуру мереж, включаючи драйвери пристроїв і кабелі.
RFC 826 (протокол розпізнавання адрес) – один з протоколів, що діють на цьому рівні, він відображає IP-адреси на адреси Ethernet.
Рівень мережевого доступу прихований від користувачів та є основою всієї моделі.
#2. Інтернет (Рівень 2)
Інтернет-рівень керує потоком даних для швидкого та точного зв’язку.
Дані групуються в IP-дейтаграми, що включають адресу джерела та призначення. Інтернет-рівень може пересилати, визначати шлях та обробляти логічну адресацію.
Він оперує адресами, незалежно від того, чи є вони на стороні відправника/отримувача.
Він має забезпечити правильну доставку пакетів даних у потрібному порядку.
#3. Транспорт (Рівень 3)
Транспортний рівень виконує функцію, подібну до роботи агента доставки. Брандмауер також є частиною цього рівня.
Його часто називають міжхостовим рівнем, де його мета – гарантувати цілісність даних, забезпечуючи двосторонній зв’язок.
Він гарантує, що пакети даних дійшли до місця призначення, розділяючи їх на сегменти. Крім того, він гарантує отримання всього повідомлення на рівні застосування за допомогою підтвердження.
Відправляючи повідомлення на рівень застосування, він контролює обсяг відправлених даних, їх порядок та напрямок. При отриманні повідомлення він допомагає у десегментації та перевірці помилок.
На цьому рівні працюють протоколи TCP і UDP, що забезпечують надійний зв’язок.
#4. Застосування (Рівень 4)
Цей рівень найвищого рівня відповідає за програми, з якими взаємодіє користувач. Ми використовуємо програми для обміну даними, такі як месенджери, браузери, електронна пошта тощо.
Тут знаходяться інтерфейс користувача та служби програми. Процеси, такі як шифрування, дешифрування, стиснення та декомпресія, відбуваються на цьому рівні. Він також форматує повідомлення для транспортного рівня, гарантуючи правильне їх відправлення та отримання/інтерпретацію програмою-одержувачем.
Протоколи, такі як DNS, HTTP, FTP та SMTP, працюють на цьому рівні для забезпечення успішної передачі даних в мережі.
Яку роль виконує TCP/IP?
TCP/IP забезпечує надійну передачу даних між комп’ютерами.
Для цього TCP/IP розбиває дані на пакети та реорганізовує їх для правильного сприйняття на приймаючій стороні.
Концепцію пакетів даних можна порівняти зі шматочками головоломки, де наявність всіх частин допомагає зрозуміти цілу картину.
Розбиття повідомлень на пакети даних забезпечує надійність і точність передачі. Кожен пакет може йти окремим маршрутом для досягнення місця призначення.
На відміну від цього, якщо повідомлення буде відправлено цілком, воно може бути повністю втрачене, і його потрібно буде відправляти знову.
Чотирирівнева модель допомагає краще зрозуміти цей процес.
Коли дані відправляються з комп’ютера, вони проходять через всі чотири рівні в певному порядку, де їх розрізають на частини/пакети та відправляють (Рівень 1 → Рівень 4).
На приймаючому комп’ютері дані збираються знову, проходячи через ті ж чотири рівні в зворотному порядку (Рівень 4 → Рівень 1).
Інші поширені інтернет-протоколи
TCP/IP містить найважливіші протоколи, що забезпечують роботу інтернету.
Деякі стандартні інтернет-протоколи включають HTTP, HTTPS, FTP, POP3 та SMTP.
- HTTP (протокол передачі гіпертексту) з’єднує користувача з веб-сервером (через веб-браузер) для обміну/отримання інформації.
- HTTPS забезпечує зашифроване з’єднання з веб-сервером, гарантуючи безпеку з’єднання від перехоплення або фальсифікації.
- FTP (протокол передачі файлів) дозволяє передавати файли між серверами або з сервера на комп’ютер.
- POP3 (Post Office Protocol 3) дозволяє клієнтам електронної пошти завантажувати електронні листи з сервера для подальшого перегляду в режимі офлайн.
- SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) подібний до POP, але дозволяє відправляти та отримувати електронні листи.
TCP/IP – стандарт, але не завжди найкращий варіант
Переваг у цієї моделі більше, ніж недоліків, проте, для повноти картини, важливо знати, що TCP/IP може бути складним у налаштуванні, не завжди підходить для невеликих мереж, а протоколи нелегко замінити.
Вона може не найкращим чином описувати шари. Модель OSI часто використовується для глибшого розуміння принципів роботи мереж.
Незважаючи на це, вона все ще ефективно виконує свої функції, забезпечуючи нам швидкий обмін інформацією.