TCP/IP: co je TCP / IP a jak to funguje?

co je TCP / IP?

TCP / IP je zkratka pro Transmission Control Protocol / Internet Protocol a je sada komunikačních protokolů používaných k propojení síťových zařízení na internetu. TCP / IP se také používá jako komunikační protokol v soukromé počítačové síti (intranet nebo extranet).

celá sada IP-sada pravidel a postupů-se běžně označuje jako TCP/IP. TCP a IP jsou dva hlavní protokoly, i když ostatní jsou součástí sady. Sada protokolů TCP / IP funguje jako abstrakční vrstva mezi internetovými aplikacemi a strukturou směrování a přepínání.

TCP/IP určuje, jak jsou data vyměňována přes internet tím, že poskytuje end-to-end komunikaci, která identifikuje, jak by měla být rozdělena na pakety, adresována, přenášena, směrována a přijímána v cíli. TCP / IP vyžaduje malou centrální správu a je navržen tak, aby sítě byly spolehlivé se schopností automaticky se zotavit z selhání jakéhokoli zařízení v síti.

dva hlavní protokoly v sadě IP slouží specifickým funkcím. TCP definuje, jak mohou aplikace vytvářet komunikační kanály v síti. Řídí také, jak je zpráva sestavena do menších paketů, než jsou poté přenášena přes internet a znovu sestavena ve správném pořadí na cílové adrese.

IP definuje, jak adresovat a směrovat každý paket, aby se ujistil, že dosáhne správného cíle. Každý počítač brány v síti kontroluje tuto IP adresu, aby určil, kam má zprávu předat.

maska podsítě řekne počítači nebo jinému síťovému zařízení, jaká část IP adresy se používá k reprezentaci sítě a jaká část se používá k reprezentaci hostitelů nebo jiných počítačů v síti.

Network address translation (Nat) je virtualizace IP adres. NAT pomáhá zlepšit zabezpečení a snížit počet IP adres, které organizace potřebuje.

běžné protokoly TCP / IP zahrnují následující:

Hypertext Transfer Protocol (HTTP) zpracovává komunikaci mezi webovým serverem a webovým prohlížečem.
HTTP Secure zajišťuje bezpečnou komunikaci mezi webovým serverem a webovým prohlížečem.
File Transfer Protocol zpracovává přenos souborů mezi počítači.

jak TCP/IP funguje?

TCP / IP používá model komunikace klient-server, ve kterém je uživateli nebo počítači (klientovi) poskytována služba, jako je odeslání webové stránky, jiným počítačem (serverem) v síti.

souhrnně je sada protokolů TCP / IP klasifikována jako bez státní příslušnosti, což znamená, že každý požadavek klienta je považován za nový, protože nesouvisí s předchozími požadavky. Být bez státní příslušnosti uvolňuje síťové cesty, takže je lze používat nepřetržitě.

samotná transportní vrstva je však stavová. Vysílá jednu zprávu a její připojení zůstává na svém místě, dokud nebudou všechny pakety ve zprávě přijaty a znovu sestaveny v cíli.

model TCP / IP se mírně liší od sedmivrstvého síťového modelu Open Systems Interconnection (OSI) navrženého po něm. Referenční model OSI definuje, jak mohou aplikace komunikovat v síti.

proč je TCP/IP důležitý?

TCP/IP je nechráněný a v důsledku toho není kontrolován žádnou jedinou společností. Proto lze sadu IP snadno upravit. Je kompatibilní se všemi operačními systémy( OS), takže může komunikovat s jakýmkoli jiným systémem. Sada IP je také kompatibilní se všemi typy počítačového hardwaru a sítí.

TCP / IP je vysoce škálovatelný a jako směrovatelný protokol může určit nejefektivnější cestu přes síť. Je široce používán v současné internetové architektuře.

4 vrstvy modelu TCP / IP

funkce TCP / IP jsou rozděleny do čtyř vrstev, z nichž každá obsahuje specifické protokoly:

aplikační vrstva poskytuje aplikacím standardizovanou výměnu dat. Jeho protokoly zahrnují HTTP, FTP, Post Office Protocol 3, Simple Mail Transfer Protocol a Simple Network Management Protocol. V aplikační vrstvě jsou užitečným zatížením skutečná aplikační data.
transportní vrstva je zodpovědná za udržování end-to-end komunikace v síti. TCP zpracovává komunikaci mezi hostiteli a poskytuje řízení toku, multiplexování a spolehlivost. Transportní protokoly zahrnují protokol TCP a User Datagram, který se někdy používá místo protokolu TCP pro zvláštní účely.
síťová vrstva, nazývaná také internetová vrstva, se zabývá pakety a připojuje nezávislé sítě k přenosu paketů přes hranice sítě. Protokoly síťové vrstvy jsou protokol IP a Internet Control Message Protocol, který se používá pro hlášení chyb.
fyzická vrstva, známá také jako vrstva síťového rozhraní nebo vrstva datového spojení, se skládá z protokolů, které pracují pouze na propojení-síťové komponenty, která propojuje uzly nebo hostitele v síti. Protokoly v této nejnižší vrstvě zahrnují Ethernet pro místní sítě a protokol řešení adres.

použití TCP / IP

TCP / IP lze použít k poskytování vzdáleného přihlášení po síti pro interaktivní přenos souborů pro doručování e-mailů, doručování webových stránek po síti a vzdálený přístup k souborovému systému hostitele serveru. Nejširší, používá se k reprezentaci toho, jak se mění informace při cestování po síti z konkrétní fyzické vrstvy do Abstraktní aplikační vrstvy. Podrobně popisuje základní protokoly nebo způsoby komunikace v každé vrstvě, jak prochází informace.

výhody a nevýhody TCP / IP

výhody použití modelu TCP / IP zahrnují následující:

pomáhá navázat spojení mezi různými typy počítačů;
pracuje nezávisle na operačním systému;
podporuje mnoho směrovacích protokolů;
používá architekturu klient-server, která je vysoce škálovatelná;
lze ovládat nezávisle;
podporuje několik směrovacích protokolů; a
je lehký a neklade zbytečné napětí v síti nebo počítači.

nevýhody TCP / IP zahrnují následující:

je složité nastavit a spravovat;
transportní vrstva nezaručuje doručení paketů;
není snadné nahradit protokoly v TCP / IP;
jasně neodděluje koncepty služeb, rozhraní a protokolů, takže není vhodný pro popis nových technologií v nových sítích; a
je obzvláště zranitelný vůči synchronizačnímu útoku,což je typ útoku odmítnutí služby, při kterém špatný herec používá TCP / IP.

jak se liší TCP / IP a IP?

existuje mnoho rozdílů mezi TCP / IP a IP. Například IP je nízkoúrovňový internetový protokol, který usnadňuje datovou komunikaci přes internet. Jeho účelem je dodávat pakety dat, které se skládají z hlavičky, která obsahuje směrovací informace, jako je zdroj a cíl dat, a samotné užitečné zatížení dat.

IP je omezena množstvím dat, která může odeslat. Maximální velikost jednoho datového paketu IP, který obsahuje hlavičku i data, je dlouhá mezi 20 a 24 bajty. To znamená, že delší řetězce dat musí být rozděleny do více datových paketů, které musí být nezávisle odeslány a poté reorganizovány do správného pořadí po odeslání.

vzhledem k tomu, že IP je striktně protokol odesílání/přijímání dat, neexistuje žádná vestavěná kontrola, která by ověřovala, zda byly odeslané datové pakety skutečně přijaty.

na rozdíl od IP je TCP / IP inteligentní komunikační protokol vyšší úrovně, který může dělat více věcí. TCP / IP stále používá IP jako prostředek přenosu datových paketů, ale také spojuje počítače, aplikace, webové stránky a webové servery. TCP chápe holisticky celé toky dat, které tato aktiva vyžadují k provozu, a zajišťuje, že celý objem potřebných dat je odeslán poprvé. TCP také provádí kontroly, které zajišťují doručení dat.

jak to dělá svou práci, TCP může také řídit velikost a průtok dat. Zajišťuje, že sítě neobsahují žádné přetížení, které by mohlo blokovat příjem dat.

příkladem je aplikace, která chce poslat velké množství dat přes internet. Pokud aplikace používá pouze IP, data by musela být rozdělena do více IP paketů. To by vyžadovalo více požadavků na odesílání a přijímání dat, protože požadavky IP jsou vydávány na paket.

u TCP je potřeba pouze jeden požadavek na odeslání celého datového toku; TCP zpracovává zbytek. Na rozdíl od IP může TCP detekovat problémy, které vznikají v IP, a požadovat opakovaný přenos všech ztracených datových paketů. TCP může také reorganizovat pakety tak, aby se přenášely ve správném pořadí-a může minimalizovat přetížení sítě. TCP / IP usnadňuje přenos dat přes internet.

TCP/IP model vs. OSI model

TCP / IP a OSI jsou nejpoužívanější komunikační síťové protokoly. Hlavní rozdíl spočívá v tom, že OSI je koncepční model, který se prakticky nepoužívá pro komunikaci. Spíše definuje, jak mohou aplikace komunikovat přes síť. TCP / IP, na druhé straně, je široce používán k vytváření odkazů a síťové interakce.

protokoly TCP / IP stanoví standardy, na kterých byl internet vytvořen, zatímco model OSI poskytuje pokyny, jak je třeba provést komunikaci. Proto je TCP / IP praktičtějším modelem.

modely TCP / IP a OSI mají podobnosti a rozdíly. Hlavní podobnost spočívá v tom, jak jsou konstruovány jako obě vrstvy, i když TCP / IP se skládá pouze ze čtyř vrstev, zatímco model OSI se skládá z následujících sedmi vrstev:

vrstva 7, aplikační vrstva, umožňuje uživateli-Softwaru nebo člověku-komunikovat s aplikací nebo sítí, když chce uživatel číst zprávy, přenášet soubory nebo se zapojit do jiných činností souvisejících se sítí.
vrstva 6, prezentační vrstva, překládá nebo formátuje data pro aplikační vrstvu na základě sémantiky nebo syntaxe, kterou aplikace přijímá.
vrstva 5, vrstva relace, nastavuje, koordinuje a ukončuje konverzace mezi aplikacemi.
vrstva 4, transportní vrstva, zpracovává přenos dat v síti a poskytuje mechanismy kontroly chyb a řízení toku dat.
vrstva 3, síťová vrstva, přesouvá data do a přes jiné sítě.
vrstva 2, vrstva datového spojení, řeší problémy, ke kterým dochází v důsledku chyb přenosu bitů.
Vrstva 1, fyzická vrstva, přenáší data pomocí elektrických, mechanických nebo procedurálních rozhraní.

horní vrstva pro TCP / IP model i model OSI je aplikační vrstva. Ačkoli tato vrstva provádí stejné úkoly v každém modelu, tyto úkoly se mohou lišit v závislosti na datech, které každý obdrží.

funkce prováděné v každém modelu jsou také podobné, protože každý používá síťovou vrstvu a transportní vrstvu k provozu. Modely TCP / IP a OSI se většinou používají k přenosu datových paketů. I když tak učiní různými prostředky a různými cestami, stále dosáhnou svých cílů.

podobnosti mezi modelem TCP / IP a modelem OSI zahrnují následující:

oba jsou logickými modely.
definují síťové standardy.
rozdělují proces síťové komunikace ve vrstvách.
poskytují rámce pro vytváření a implementaci síťových standardů a zařízení.
umožňují jednomu výrobci vyrábět zařízení a síťové komponenty, které mohou koexistovat a pracovat se zařízeními a komponenty vyrobenými jinými výrobci.

rozdíly mezi modelem TCP / IP a modelem OSI zahrnují následující:

TCP / IP používá pouze jednu vrstvu (aplikace) k definování funkcí horních vrstev, zatímco OSI používá tři vrstvy (aplikace,prezentace a relace).
TCP / IP používá k definování funkcí spodních vrstev jednu vrstvu (fyzickou), zatímco OSI používá dvě vrstvy (fyzickou a datovou vazbu).
Velikost záhlaví TCP / IP je 20 bajtů, zatímco hlavička OSI je 5 bajtů.
TCP / IP je standard orientovaný na protokol, zatímco OSI je obecný model založený na funkcích každé vrstvy.
TCP / IP sleduje horizontální přístup, zatímco OSI sleduje vertikální přístup.
v TCP / IP byly nejprve vyvinuty protokoly a poté byl vyvinut model. V OSI byl nejprve vyvinut model a poté byly vyvinuty protokoly v každé vrstvě.
TCP/IP pomáhá navázat spojení mezi různými typy počítačů, zatímco OSI pomáhá standardizovat směrovače, přepínače, základní desky a další hardware.

historie TCP / IP

agentura Defense Advanced Research Projects Agency, výzkumná pobočka ministerstva obrany USA, vytvořila model TCP / IP v 1970ech pro použití v ARPANET, rozsáhlé síti, která předcházela internetu. TCP / IP byl původně navržen pro operační systém Unix a byl zabudován do všech operačních systémů, které po něm přišly.

model TCP / IP a jeho související protokoly jsou nyní udržovány pracovní skupinou pro internetové inženýrství.