مدل TCP/IP

سلام به همه دوستان و علاقه‌مندان به مباحث علمی در حوزه شبکه و کامپیوتر و آیتی. امروز می‌خواهیم در مورد یک بحث جذاب و دوست‌داشتنی در حوزه شبکه یعنی مدل TC/IP صحبت کنیم. ما به ما شما خواهیم آموخت که مدل TCP/IP چیست و خود متشکل از چه پروتکل‌هایی است. مدل برگزیده جهان در حوزه شبکه چه مدلی است؟ و در نهایت اینکه این مدل معروف TCP/IP خود از چه لایه‌هایی تشکیل شده است. البته باید در حوزه شبکه این نوید به شما بدم که اگر خواهان امن کردن شبکه زیرساخت خودتون هستید حتما ما را در جریان بگذارید تا شبکه سازمان شما عزیزان را همراه با آموزش به امن‌ترین حالت خود تبدیل کنیم. ما با داشتن لایسنس‌های اصلی انواع تجهیزات و نرم‌افزارهای امنیت و شبکه و داشتن تیم امنیتی بسیار با تجربه و معروف شما فعالان حوزه آیتی را در این عرصه یاری خواهیم کرد. خب در ادامه با هم به یادگیری TCP/IP می‌پردازیم:

مدل TCP/IP چیست؟

TCP/IP یا به اختصار Transmission Control Protocol/Internet Protocol مدلی است که قبل از مدل OSI ظهور کرد. TCP/IP یک مجموعه از پروتکل‌های ارتباطی (Communication Protocols) است که برای به هم متصل شدن دستگاه‌های (devices) درون یک شبکه (Network) مورد استفاده قرار می‌گیرد. TCP/IP همچنین یک پروتکل ارتباطی در یک شبکه کامپیوتری خصوصی (Private) است (در شبکه اینترانت (Intranet) و در شبکه اکسترانت (Extranet)). TCP/IP مجموعه‌ای از قوانین (Rules) و رویه‌ها (Procedures) روی مجموعه‌ای از IPها است.

TCP/IP شامل دو پروتکل اصلی است به نام پروتکل IP و پروتکل TCP و مجموعه‌ای دیگر از پروتکل‌ها که در آن گنجاده شده‌اند.

TCP/IP مشخص می‌کند که چگونه داده‌ها (Data) در اینترنت (Internet) از یک انتها به انتهایی دیگر (end-to-end) مبادله شوند. مشخص می‌کند که داده‌ها چگونه باید بسته‌بندی شوند (Packets)، آدرس‌گذاری شوند (Addressed)، انتقال یابند (Transmitted)، مسیریابی شوند (Routed) و در نهایت به مقصد  (Destination) برسند. TCP/IP نیاز به یک مدیریت مرکزی دارد و طوری طراحی شده است که در هر شبکه بعد از، از دور خارج شدن یک دستگاه درون شبکه، داده‌ها قابلیت بازیابی خودکار (Recover automatically) داشته‌ باشند و این امر این شبکه را قابل اعتماد (Reliable) کرده است.

دو پروتکل اصلی TCP/IP:

TCP Protocol:

پروتکل TCP تعیین می‌کند که برنامه‌ها (Applications) چطور می‌توانند از طریق کانال‌های ارتباطی در سراسر شبکه (Network) با هم ارتباط داشته باشند. پروتکل TCP/IP مدیریت می‌کند که چگونه یک پیام (Message) قبل از اینکه در اینترنت انتقال (Transmitte) یابد، به بسته‌های (Packets) کوچکتر سرهم‌بندی (Assembled) شود و بعد از اینکه به مقصد رسید چگونه دوباره سرهم‌بندی (ReAssembled) شود.

IP Protocol:

پروتکل IP تعیین می‌کند که چگونه بسته‌ها (Packets) آدرس‌دهی (Address) و مسیردهی (Route) شوند تا به صورت درست به مقصد (Destination) برسند. هر دروازه (Gateway) در شبکه، این آدرس‌های آیپی (IP address) را بررسی می‌کند که به کدام سمت باید پیام‌ها (message) ارسال شوند.

چرا مدل TCP/IP برگزیده شده؟

اولین موضوعی که باعث شد مدل TCP/IP به عنوان یک پروتکل بین‌المللی برگزیده شود، این بود که TCP/IP یک پروتکل غیر اختصاصی (nonproprietary) بود. در نتیجه توسط هیچ کمپانی کنترل نمی‌شود. TCP/IP یک پروتکل سازگار (Compatibale) است. در اینجا منظور از سازگاری این است که می‌تواند بار هر نوع سیستم عاملی (OS (Operation System)) ارتباط برقرار کند. همچنین دنباله آیپی‌ها (IP Suite) در مدل TCP/IP با همه نوع از سخت‌افزارهای کامپیوتری و شبکه‌ها سازگاری دارند.

مدل TCP/IP یک مدل به شدت مقیاس‌پذیر است؛ به طوری که در مقیاس‌های کوچک تا بزرگترین مقیاس حال حاضر جهان یعنی اینترنت (Internet) استفاده می‌شود. این مدل همچنین یک پروتکل با قابلیت مسیریابی است و می‌تواند در شبکه کارآمدترین مسیر (Most efficient path) را انتخاب کند.

مدل TCP/IP تفاوت‌های اندکی با مدل OSI دارد. مدل TCP/IP به دو صورت مدل TCP/IP اصلی (Original) و  مدل TCP/IP به‌روزرسانی شده (Updated) وجود دارد. مدل TCP/IP در مدل اصلی (Original) شامل 4 لایه و در مدل به‌روزرسانی شده (Updated) که بعد از  مدل اصلی (Original) شکل گرفت شامل 5 لایه است.

لایه‌های مدل TCP/IP در مدل اصلی (Original) به ترتیب شماره:

1. پیوند یا لینک (Link) که با آن دسترسی به شبکه (Network Access) نیز گفته می‌شود.
2. اینترنت (Internet)
3. انتقال یا ترنسپورت (Transport)
4. کاربردی یا اپلیکیشن (Application)

لایه‌های مدل TCP/IP در مدل به‌روزرسانی شده (Updated) به ترتیب شماره:

1. فیزیکی یا فیزیکال (Physical)
2. پیوند داده یا دیتا لینک (Data Link)
3. شبکه یا نتورک (Network)
4. انتقال یا ترنسپورت (Transport)
5. کاربردی یا اپلیکیشن (Application)

مطابق شکل زیر، چهار لایه اول TCP/IP با چهار لایه اول OSI برابر است ولی لایه آخر آن یعنی لایه کاربردی یا اپلیکیشن (Application)، با سه لایه آخر OSI یعنی لایه کاربردی یا اپلیکیشن (Application)، لایه نمایش (لایه ارائه) یا پرزنتیشن (Presentation) و لایه جلسه یا سشن (Session) برابر است.

مدل TCP/IP یک پروتکل سلسله‌مراتبی (Hierarchical) است که از ماژول‌هایی (Modules) ساخته شده است که  با یکدیگر در تعامل (Interactive) هستند و در عین حال هرکدام از آن ماژول‌ها کارکرد خاص خودشان را دارند.

در اینجا منظور از سلسله‌مراتبی (Hierarchical) بودن مدل TCP/IP این است که هر پروتکل لایه بالایی توسط دو با چند پروتکل سطح پایینی پشتیبانی می‌شود.

مدل ارتباط لایه‌های TCP/IP به صورت تصویری:

کارکرد لایه TCP/IP:

در اینجا به توصیف لایه‌ها از پایین به بالا و به ترتیب شماره از 1 تا به بالا می‌پردازیم.

لایه پیوند یا لینک و یا دسترسی به شبکه (Link Layer or Network Access Layer) در TCP/IP:

لایه دسترسی به شبکه (Network Access Layer) پایین‌ترین لایه مدل TCP/IP است.

لایه دسترسی به شبکه به لایه رابط شبکه (Network Interface Layer) نیز معروف است.

لایه رابطه شبکه که با نام دیگر پیوند یا لینک (Link) شناخته می‌شود ترکیبی از دولایه فیزیکی (Physical) و لایه پیوند داده (Data Link) در مدل OSI است.

لایه Link نحوه ارسال فیزیکی داده‌ها و جزئیات مربوط به ارسال داده‌ها را از طریق شبکه مشخص می‌کند. این لایه عمدتا مسئول انتقال داده‌ها بین دو دستگاه در شبکه است.

لایه Link بیت‌ها را از طریق رساناهای سخت‌افزاری مانند کابل کواکسیال، فیبر نوری و کابل زوج به‌هم تابیده متصل به دستگاه‌های سخت‌افزاری منتقل می‌کند.

همچنین  آدرس سخت افزاری دستگاه (MAC Address) مربوط به این لایه می‌باشد.

پروتکل‌های مورد استفاده در لایه لینک: اترنت (Ethernet)، توکن رینگ (Token ring)، FDDI، X.25 و Frame relay هستند.

لایه اینترنت یا شبکه (Internet Layer or Network Layer) در TCP/IP:

لایه اینترنت (Internet) دومین لایه از مدل TCP/IP است. لایه اینترنت همچنین به عنوان لایه شبکه یا نتورک (Network) نیز شناخته می‌شود.

مسئولیت اصلی لایه اینترنت این است که بسته‌ها (Packets) را از هر شبکه‌ای که باشد ارسال کند و آن‌ها را به مقصد برساند. در اینجا اصلا مهم نیست که بسته‌ها از چه مسیری گذر می‌کنند و تنها ارسال و دریافت بسته‌ها مهم است.

پروتکل‌های مورد استفاده در لایه اینترنت: آیپی (IP)، آرپ (ARP)، ICMP

نحوه عبور داده (Data) از هاست به سرور:

مدل TCP/IP

نحوه ارتباط لایه‌ها از اپلیکیشن به فیزیکال  در عبور از سوییچ (Switch) و روتر (Router) و برعکس:

لایه انتقال (Transport Layer) در TCP/IP:

لایه انتقال مسئولیت قابلیت اطمینان (Reliability)، جریان کنترل (Flow control)، صحت داده‌ها (Correction of data) را بر عهده دارد که از طریق شبکه ارسال می‌شوند.

پروتکل‌های مورد استفاده در لایه انتقال: UDP (User Datagram Protocol) و TCP (Transmission Control Protocol) هستند.

ارتباط هاست تو هاست در لایه‌ انتقال:

مدل TCP/IP

لایه کاربردی (Application Layer) در TCP/IP:

لایه اپلیکیشن بالاترین لایه در مدل TCP/IP است. این لایه مسئولیت رسیدگی به پروتکل‌های سطح بالا و مسائل مربوط به آنچه که نمایش (Representation) داده می‌شود را دارد. این لایه به کاربرها اجازه می‌دهد که با برنامه‌ها تعامل (Interact) داشته باشند.

هنگامی که یک پروتکل لایه کاربردی (Application layer) می‌خواهد با یک لایه کاربردی دیگر (Another application layer) ارتباط برقرار کند، آن داده‌هایش (Data) را به لایه انتقال (Transport layer) ارسال می‌کند.

پروتکل‌های مورد استفاده در لایه کاربرد: HTTP (Hypertext Transfer Protocol)، SNMP (Simple Mail Transfer Protocol)، SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)، DNS (Domain Name System)، TelNet (Terminal Network) و FTP (File Transfer Protocol)

کلام آخر:

خب دوستان من انتهای مقاله‌ای دیگر از سری مقالات سایت امن شبکه رسیدیم. امیدوارم تمامی مدل‎‌های TCP/IP خوب فراگرفته باشید و ابهامات شما مربوط به این مدل معروف شبکه از بین رفته باشه. سعی کردیم که به شما تفاوت مدل TCP/IP با مدل OSI را تا جای ممکن توضیح بدیم. لایه‌های مدل TCP/IP و پروتکل‌های مورد استفاده هر لایه را توضیح دهیم. به تصاویر گذاشته شده در بالا خوب توجه کنید چرا که در هرکدام آن‌ها نکته‌ای خاص نهفته شده است. اگر خیلی به مباحث بیشتری علاقه دارید ما شما را به خواندن مقاله لایسنس ICE دعوت می‌کنیم. مبحثی که در مورد امنیت شرکت سیسکو است. خب دیگه شما دوستان خوبم و علاقه‌مندان به حوزه شبکه را به خدای مهربان می‌سپارم. تا مقاله‌ای دیگر خدا نگهدار.