mikä on TCP / IP?
TCP/IP tulee sanoista Transmission Control Protocol / Internet Protocol, ja se on joukko tietoliikenneprotokollia, joita käytetään verkkolaitteiden yhteenliittämiseen internetissä. TCP / IP: tä käytetään myös tietoliikenneprotokollana yksityisessä tietokoneverkossa (intranetissä tai ekstranetissä).
koko IP-sarjaa — sääntöjä ja menettelyjä — kutsutaan yleisesti TCP/IP: ksi. TCP ja IP ovat kaksi pääprotokollaa, vaikka muut sisältyvät sviittiin. TCP / IP-protokollapaketti toimii abstraktiokerroksena internet-sovellusten ja reititys-ja kytkentäkankaan välillä.
TCP/IP määrittää, miten tietoja vaihdetaan internetissä tarjoamalla päästä päähän-viestintää, jossa yksilöidään, miten ne tulee jakaa paketeiksi, osoittaa, lähettää, reitittää ja vastaanottaa määränpäässä. TCP / IP vaatii vain vähän keskitettyä hallintaa, ja se on suunniteltu tekemään verkoista luotettavia, joilla on kyky toipua automaattisesti minkä tahansa verkon laitteen viasta.
IP-sarjan kaksi pääprotokollaa palvelevat tiettyjä toimintoja. TCP määrittelee, miten sovellukset voivat luoda viestintäkanavia verkon yli. Se myös hallitsee, miten viesti kootaan pienempiin paketteihin ennen kuin ne lähetetään Internetin kautta ja kootaan uudelleen oikeassa järjestyksessä kohdeosoitteessa.
IP määrittelee, miten kunkin paketin osoite ja reitti varmistetaan, että se päätyy oikeaan määränpäähän. Jokainen verkon porttitietokone tarkistaa tämän IP-osoitteen määrittääkseen, minne viesti lähetetään.
aliverkon maski kertoo tietokoneelle tai muulle verkkolaitteelle, mitä osaa IP-osoitteesta käytetään edustamaan verkkoa ja mitä osaa käytetään edustamaan isäntiä tai muita tietokoneita verkossa.
verkko-osoitteen kääntäminen (Nat) on IP-osoitteiden virtualisointia. NAT auttaa parantamaan tietoturvaa ja vähentämään organisaation IP-osoitteiden määrää.
yleisiä TCP / IP-protokollia ovat muun muassa seuraavat:
- Hypertext Transfer Protocol (HTTP) hoitaa WWW-palvelimen ja verkkoselaimen välisen viestinnän.
- HTTP Secure hoitaa suojattua viestintää WWW-palvelimen ja verkkoselaimen välillä.
- Tiedostonsiirtoprotokolla hoitaa tiedostojen siirron tietokoneiden välillä.
miten TCP / IP toimii?
TCP / IP käyttää viestinnässä asiakas-palvelin-mallia, jossa käyttäjälle tai koneelle (asiakkaalle) tarjotaan palvelua, kuten verkkosivun lähettämistä, verkon toisella tietokoneella (palvelimella).
yhteisesti TCP/IP-protokollien sarja luokitellaan valtiottomaksi, mikä tarkoittaa, että jokainen asiakaspyyntö katsotaan uudeksi, koska se ei liity aiempiin pyyntöihin. Valtiottomuus vapauttaa verkkopolkuja niin, että niitä voi käyttää jatkuvasti.
itse kuljetuskerros on kuitenkin tilallinen. Se lähettää yhden viestin, ja sen yhteys pysyy paikallaan, kunnes kaikki viestin paketit on vastaanotettu ja koottu uudelleen määränpäässä.
TCP/IP-malli eroaa hieman sen jälkeen suunnitellusta Seitsenkerroksisesta Open Systems Interconnection (OSI) – verkostomallista. OSI-viitemalli määrittelee, miten sovellukset voivat kommunikoida verkon välityksellä.
miksi TCP / IP on tärkeä?
TCP / IP on nonproprietaarinen, joten se ei ole minkään yksittäisen yhtiön määräysvallassa. Siksi IP suite voidaan muokata helposti. Se on yhteensopiva kaikkien käyttöjärjestelmien (OSes) kanssa, joten se voi kommunikoida minkä tahansa muun järjestelmän kanssa. IP suite on myös yhteensopiva kaikenlaisten tietokonelaitteistojen ja verkkojen kanssa.
TCP/IP on erittäin skaalautuva ja voi reititettävänä protokollana määrittää tehokkaimman reitin verkon läpi. Sitä käytetään laajalti nykyisessä internet-arkkitehtuurissa.
TCP / IP-mallin 4 kerrosta
TCP / IP-toiminnallisuus on jaettu neljään kerrokseen, joista jokainen sisältää erityisiä protokollia:
- sovelluskerros tarjoaa sovelluksille standardoidun tiedonvaihdon. Sen protokollia ovat HTTP, FTP, Post Office Protocol 3, Simple Mail Transfer Protocol ja Simple Network Management Protocol. Sovelluskerroksessa hyötykuorma on todellinen sovellustiedot.
- liikennekerros vastaa verkon päästä päähän ulottuvan viestinnän ylläpidosta. TCP hoitaa isäntien välisen viestinnän ja tarjoaa virtauksen ohjauksen, kanavoinnin ja luotettavuuden. Siirtoprotokollia ovat TCP ja User Datagram Protocol, jota käytetään joskus TCP: n sijasta erityistarkoituksiin.
- verkkokerros, jota kutsutaan myös internet-kerrokseksi, käsittelee paketteja ja yhdistää itsenäiset verkot kuljettamaan paketit verkon rajojen yli. Verkkokerroksen protokollat ovat IP-ja Internet-Ohjausviestiprotokolla, jota käytetään virheiden raportointiin.
- fyysinen kerros, joka tunnetaan myös verkkoliitäntäkerroksena tai tiedonsiirtokerroksena, koostuu protokollista, jotka toimivat vain linkillä — verkon osa, joka yhdistää verkon solmuja tai isäntiä. Tämän alimman kerroksen protokollia ovat Ethernet lähiverkkoja varten ja Osoiteresoluutioprotokolla.
TCP/IP: n käyttöä
TCP/IP: tä voidaan käyttää etäkirjautumiseen verkon yli interaktiivista tiedostonsiirtoa varten sähköpostin toimittamiseksi, verkkosivujen toimittamiseksi verkon yli ja palvelinisännän tiedostojärjestelmän etäkäyttämiseksi. Laajimmin sitä käytetään kuvaamaan sitä, miten informaatio muuttuu, kun se kulkee verkon yli konkreettisesta fyysisestä kerroksesta abstraktiin sovelluskerrokseen. Siinä kerrotaan perusprotokollat eli viestintämenetelmät kussakin kerroksessa, kun tieto kulkee läpi.
TCP/IP: n hyvät ja huonot puolet
TCP/IP-mallin käytön etuja ovat muun muassa seuraavat:
- auttaa luomaan yhteyden erityyppisten tietokoneiden välille;
- toimii käyttöjärjestelmästä riippumatta;
- tukee monia reititysprotokollia;
- käyttää asiakas-palvelin-arkkitehtuuria, joka on erittäin skaalautuva;
- voidaan käyttää itsenäisesti;
- tukee useita reititysprotokollia; ja
- on kevyt eikä rasita tarpeettomasti verkkoa tai tietokonetta.
TCP/IP: n haittoja ovat muun muassa seuraavat:
- on monimutkainen perustaa ja hallita;
- transport layer ei takaa pakettien toimittamista;
- ei ole helppo korvata protokollia TCP / IP: ssä;
- ei erottele selkeästi palveluiden, rajapintojen ja protokollien käsitteitä, joten se ei sovellu uusien teknologioiden kuvaamiseen uusissa verkoissa; ja
- on erityisen altis synkronointihyökkäykselle, joka on eräänlainen palvelunestohyökkäys, jossa huono toimija käyttää TCP/IP: tä.
miten TCP / IP ja IP eroavat toisistaan?
TCP/IP: n ja IP: n välillä on lukuisia eroja. Esimerkiksi IP on matalan tason Internet-protokolla, joka helpottaa tietoliikennettä internetissä. Sen tarkoituksena on toimittaa datapaketteja, jotka koostuvat otsikosta, joka sisältää reititystietoja, kuten tietojen lähdettä ja määränpäätä, sekä itse datan hyötykuormaa.
IP: tä rajoittaa sen lähettämän datan määrä. Yksittäisen IP-datapaketin, joka sisältää sekä otsikon että tiedot, maksimikoko on 20-24 tavua pitkä. Tämä tarkoittaa sitä, että pitemmät tietorivit on jaettava useisiin tietopaketteihin, jotka on lähetettävä itsenäisesti ja järjestettävä uudelleen oikeaan järjestykseen niiden lähettämisen jälkeen.
koska IP on puhtaasti datan send/receive-protokolla, ei ole sisäänrakennettua tarkistusta, jolla todennettaisiin, ovatko lähetetyt datapaketit todella vastaanotettu.
toisin kuin IP, TCP/IP on korkeamman tason älyviestintäprotokolla, joka voi tehdä enemmän asioita. TCP / IP käyttää edelleen IP: tä datapakettien kuljetusvälineenä, mutta se yhdistää myös tietokoneita, sovelluksia, verkkosivuja ja WWW-palvelimia. TCP ymmärtää kokonaisvaltaisesti kaikki datavirrat, joita nämä varat tarvitsevat toimiakseen, ja se varmistaa, että koko tarvittava tietomäärä lähetetään ensimmäisellä kerralla. TCP suorittaa myös tarkastuksia, joilla varmistetaan tietojen toimittaminen.
työnsä ohessa TCP voi myös kontrolloida tiedon kokoa ja virtausnopeutta. Sillä varmistetaan, että verkoissa ei ole ruuhkia, jotka voisivat estää tietojen vastaanottamisen.
esimerkkinä on sovellus, joka haluaa lähettää suuren määrän dataa internetin kautta. Jos sovellus käyttäisi vain IP: tä, tiedot pitäisi jakaa useisiin IP-paketteihin. Tämä vaatisi useita pyyntöjä tietojen lähettämiseksi ja vastaanottamiseksi, koska IP-pyynnöt myönnetään pakettia kohti.
TCP: llä tarvitaan vain yksi pyyntö kokonaisen tietovirran lähettämiseksi; TCP hoitaa loput. Toisin kuin IP, TCP voi havaita IP: ssä ilmeneviä ongelmia ja pyytää menettämiensä datapakettien uudelleenlähettämistä. TCP voi myös järjestää paketteja uudelleen niin, että ne lähetetään oikeassa järjestyksessä-ja se voi minimoida verkon ruuhkautumisen. TCP / IP helpottaa tiedonsiirtoa internetissä.
TCP/IP-malli vs. OSI-malli
TCP/IP ja OSI ovat yleisimmin käytetyt tietoliikenneverkkoprotokollat. Suurin ero on siinä, että OSI on käsitteellinen malli, jota ei käytännössä käytetä viestintään. Sen sijaan siinä määritellään, miten sovellukset voivat kommunikoida verkon välityksellä. TCP / IP: tä taas käytetään laajalti linkkien ja verkon vuorovaikutuksen muodostamiseen.
TCP/IP-protokollat määrittelevät standardit, joiden pohjalta internet on luotu, kun taas OSI-malli antaa ohjeita siitä, miten viestintä on tehtävä. Siksi TCP / IP on käytännöllisempi malli.
TCP / IP-ja OSI-malleissa on yhtäläisyyksiä ja eroja. Suurin samankaltaisuus on niiden konstruktiossa, sillä molemmat käyttävät kerroksia, vaikka TCP / IP koostuu vain neljästä kerroksesta, kun taas OSI-malli koostuu seuraavista seitsemästä kerroksesta:
- Layer 7, sovelluskerros, mahdollistaa käyttäjän — ohjelmiston tai ihmisen — vuorovaikutuksen sovelluksen tai verkon kanssa, kun käyttäjä haluaa lukea viestejä, siirtää tiedostoja tai harjoittaa muuta verkkoon liittyvää toimintaa.
- Kerros 6, esityskerros, kääntää tai muotoilee sovelluskerroksen tietoja sovelluksen hyväksymän semantiikan tai syntaksin perusteella.
- Layer 5, istuntotaso, määrittää, koordinoi ja lopettaa sovellusten väliset keskustelut.
- Taso 4, kuljetuskerros, huolehtii tiedon siirtämisestä verkon yli ja tarjoaa virhetarkastusmekanismeja ja tiedonkulun säätöjä.
- Kerros 3, verkkokerros, siirtää dataa muihin verkkoihin ja niiden kautta.
- Kerros 2, tiedonsiirtokerros, käsittelee ongelmia, jotka johtuvat bittien siirtovirheistä.
- kerros 1, fysikaalinen kerros, kuljettaa dataa käyttäen sähköisiä, mekaanisia tai menettelyllisiä liitäntöjä.
sekä TCP/IP-mallin että OSI-mallin ylempi kerros on sovelluskerros. Vaikka tämä taso suorittaa samat tehtävät kussakin mallissa, nämä tehtävät voivat vaihdella riippuen kunkin saamista tiedoista.
jokaisessa mallissa suoritetut toiminnot ovat myös samanlaisia, koska jokainen käyttää verkkokerrosta ja kuljetuskerrosta toimiakseen. TCP / IP-ja OSI-malleja käytetään kumpaakin enimmäkseen datapakettien lähettämiseen. Vaikka he tekevät sen eri keinoin ja eri polkuja pitkin, he pääsevät silti määränpäähänsä.
TCP/IP-mallin ja OSI-mallin yhtäläisyyksiä ovat muun muassa seuraavat:
- molemmat ovat loogisia malleja.
- niissä määritellään verkostoitumisstandardit.
- ne jakavat verkon tietoliikenneprosessin kerroksittain.
- ne tarjoavat puitteet verkottumisstandardien ja-laitteiden luomiselle ja käyttöönotolle.
- niiden avulla yksi valmistaja voi valmistaa laitteita ja verkkokomponentteja, jotka voivat toimia rinnakkain ja toimia muiden valmistajien valmistamien laitteiden ja komponenttien kanssa.
TCP/IP-mallin ja OSI-mallin eroja ovat muun muassa seuraavat:
- TCP / IP käyttää vain yhtä kerrosta (sovellus) ylempien kerrosten toimintojen määrittelyyn, kun OSI käyttää kolmea kerrosta (sovellus, esitys ja istunto).
- TCP / IP käyttää yhtä kerrosta (fysikaalista) alimpien kerrosten funktioiden määrittelyyn, OSI puolestaan kahta kerrosta (fyysinen ja datayhteys).
- TCP / IP-otsakkeen koko on 20 tavua, OSI-otsakkeen 5 tavua.
- TCP / IP on protokollapainotteinen standardi, kun taas OSI on geneerinen malli, joka perustuu kunkin kerroksen toiminnallisuuksiin.
- TCP / IP noudattaa horisontaalista lähestymistapaa, OSI puolestaan vertikaalista lähestymistapaa.
- TCP / IP: ssä protokollat kehitettiin ensin, ja sitten kehitettiin malli. OSI: ssa kehitettiin ensin malli ja sitten kunkin kerroksen protokollat.
- TCP/IP auttaa luomaan yhteyden erityyppisten tietokoneiden välille, kun taas OSI auttaa standardoimaan reitittimet, kytkimet, emolevyt ja muut laitteet.
TCP/IP: n historia
Yhdysvaltain puolustusministeriön tutkimushaara Defense Advanced Research Projects Agency loi 1970-luvulla TCP/IP-mallin käytettäväksi Arpanetissä, Internetiä edeltäneessä laajassa alueverkossa. TCP / IP suunniteltiin alun perin Unix-käyttöjärjestelmälle, ja se on rakennettu kaikkiin sen jälkeen tulleisiin Oseihin.
TCP/IP-mallia ja siihen liittyviä protokollia ylläpitää nykyisin Internet Engineering Task Force.