TCP / IP: Cos'è TCP / IP e come funziona?

Che cosa è TCP / IP?

TCP / IP sta per Transmission Control Protocol / Internet Protocol ed è una suite di protocolli di comunicazione utilizzati per interconnettere i dispositivi di rete su Internet. TCP / IP viene anche utilizzato come protocollo di comunicazione in una rete di computer privata (intranet o extranet).

L’intera suite IP-un insieme di regole e procedure-è comunemente indicato come TCP/IP. TCP e IP sono i due protocolli principali, anche se altri sono inclusi nella suite. La suite di protocolli TCP/IP funziona come un livello di astrazione tra le applicazioni Internet e il tessuto di routing e switching.

TCP/IP specifica come i dati vengono scambiati su Internet fornendo comunicazioni end-to-end che identificano come devono essere suddivisi in pacchetti, indirizzati, trasmessi, instradati e ricevuti a destinazione. TCP / IP richiede poca gestione centrale ed è progettato per rendere le reti affidabili con la possibilità di recuperare automaticamente dal guasto di qualsiasi dispositivo sulla rete.

I due protocolli principali della suite IP servono funzioni specifiche. TCP definisce come le applicazioni possono creare canali di comunicazione attraverso una rete. Gestisce anche il modo in cui un messaggio viene assemblato in pacchetti più piccoli prima che vengano poi trasmessi su Internet e riassemblati nel giusto ordine all’indirizzo di destinazione.

IP definisce come indirizzare e instradare ogni pacchetto per assicurarsi che raggiunga la giusta destinazione. Ogni computer gateway della rete controlla questo indirizzo IP per determinare dove inoltrare il messaggio.

Una subnet mask indica a un computer o ad un altro dispositivo di rete quale parte dell’indirizzo IP viene utilizzata per rappresentare la rete e quale parte viene utilizzata per rappresentare gli host o altri computer sulla rete.

Network Address Translation (NAT) è la virtualizzazione degli indirizzi IP. NAT aiuta a migliorare la sicurezza e a ridurre il numero di indirizzi IP di cui un’organizzazione ha bisogno.

I protocolli TCP/IP comuni includono quanto segue:

Hypertext Transfer Protocol (HTTP) gestisce la comunicazione tra un server Web e un browser Web.
HTTP Secure gestisce la comunicazione sicura tra un server Web e un browser Web.
File Transfer Protocol gestisce la trasmissione di file tra computer.

Come funziona TCP/IP?

TCP/IP utilizza il modello client-server di comunicazione in cui un utente o una macchina (un client) viene fornito un servizio, come l’invio di una pagina web, da un altro computer (un server) nella rete.

Collettivamente, la suite di protocolli TCP/IP è classificata come stateless, il che significa che ogni richiesta client è considerata nuova perché non è correlata alle richieste precedenti. Essere stateless libera i percorsi di rete in modo che possano essere utilizzati continuamente.

Il livello di trasporto stesso, tuttavia, è stateful. Trasmette un singolo messaggio e la sua connessione rimane attiva fino a quando tutti i pacchetti in un messaggio non sono stati ricevuti e riassemblati nella destinazione.

Il modello TCP/IP differisce leggermente dal modello di rete seven (Seven-layer Open Systems Interconnection) progettato dopo di esso. Il modello di riferimentoSI definisce come le applicazioni possono comunicare su una rete.

Perché TCP / IP è importante?

TCP / IP non è proprietario e, di conseguenza, non è controllato da nessuna singola società. Pertanto, la suite IP può essere modificata facilmente. È compatibile con tutti i sistemi operativi (SO), quindi può comunicare con qualsiasi altro sistema. La suite IP è anche compatibile con tutti i tipi di hardware e reti di computer.

TCP / IP è altamente scalabile e, come protocollo instradabile, può determinare il percorso più efficiente attraverso la rete. È ampiamente usato nell’attuale architettura Internet.

I 4 livelli del modello TCP/IP

Funzionalità TCP/IP è diviso in quattro livelli, ognuno dei quali include protocolli specifici:

Il livello di applicazione fornisce alle applicazioni lo scambio di dati standardizzato. I suoi protocolli includono HTTP, FTP, Post Office Protocol 3, Simple Mail Transfer Protocol e Simple Network Management Protocol. A livello di applicazione, il payload è i dati effettivi dell’applicazione.
Il livello di trasporto è responsabile del mantenimento delle comunicazioni end-to-end attraverso la rete. TCP gestisce le comunicazioni tra host e fornisce controllo di flusso, multiplexing e affidabilità. I protocolli di trasporto includono TCP e User Datagram Protocol, che a volte viene utilizzato al posto di TCP per scopi speciali.
Il livello di rete, chiamato anche livello Internet, si occupa di pacchetti e collega reti indipendenti per trasportare i pacchetti attraverso i confini della rete. I protocolli di livello di rete sono IP e Internet Control Message Protocol, che viene utilizzato per la segnalazione degli errori.
Il livello fisico, noto anche come livello di interfaccia di rete o livello di collegamento dati, è costituito da protocolli che operano solo su un collegamento, il componente di rete che interconnette nodi o host nella rete. I protocolli in questo livello più basso includono Ethernet per reti locali e Address Resolution Protocol.

Usi di TCP/IP

TCP/IP può essere utilizzato per fornire accesso remoto attraverso la rete per il trasferimento di file interattivo per consegnare e-mail, per consegnare pagine web attraverso la rete e per accedere in remoto al file system di un host server. Più in generale, viene utilizzato per rappresentare il modo in cui le informazioni cambiano forma mentre viaggiano su una rete dal livello fisico concreto al livello di applicazione astratto. Descrive in dettaglio i protocolli di base, o metodi di comunicazione, ad ogni livello mentre le informazioni passano attraverso.

Pro e contro di TCP/IP

I vantaggi dell’utilizzo del modello TCP / IP includono quanto segue:

aiuta a stabilire una connessione tra diversi tipi di computer;
funziona indipendentemente dal sistema operativo;
supporta molti protocolli di routing;
utilizza architettura client-server che è altamente scalabile;
può essere gestito in modo indipendente;
supporta diversi protocolli di routing; e
è leggero e non pone sforzo inutile su una rete o un computer.

Gli svantaggi di TCP / IP includono quanto segue:

è complicato da configurare e gestire;
il livello di trasporto non garantisce la consegna dei pacchetti;
non è facile sostituire i protocolli in TCP/IP;
non separa chiaramente i concetti di servizi, interfacce e protocolli, quindi non è adatto per descrivere nuove tecnologie in nuove reti; e
è particolarmente vulnerabile a un attacco di sincronizzazione, che è un tipo di attacco denial-of-service in cui un cattivo attore utilizza TCP/IP.

In che modo TCP/IP e IP sono diversi?

Esistono numerose differenze tra TCP/IP e IP. Ad esempio, IP è un protocollo Internet di basso livello che facilita le comunicazioni di dati su Internet. Il suo scopo è quello di fornire pacchetti di dati che consistono in un’intestazione, che contiene informazioni di routing, come l’origine e la destinazione dei dati, e il carico utile dei dati stesso.

IP è limitato dalla quantità di dati che può inviare. La dimensione massima di un singolo pacchetto di dati IP, che contiene sia l’intestazione che i dati, è compresa tra 20 e 24 byte. Ciò significa che stringhe di dati più lunghe devono essere suddivise in più pacchetti di dati che devono essere inviati in modo indipendente e quindi riorganizzati nell’ordine corretto dopo l’invio.

Poiché IP è strettamente un protocollo di invio / ricezione dati, non esiste un controllo integrato che verifichi se i pacchetti di dati inviati sono stati effettivamente ricevuti.

In contrasto con IP, TCP / IP è un protocollo di comunicazione intelligente di livello superiore che può fare più cose. TCP / IP utilizza ancora IP come mezzo per trasportare pacchetti di dati, ma collega anche computer, applicazioni, pagine Web e server Web. TCP comprende olisticamente l’intero flusso di dati che queste risorse richiedono per funzionare e si assicura che l’intero volume di dati necessari venga inviato la prima volta. TCP esegue anche controlli che assicurano la consegna dei dati.

Come fa il suo lavoro, TCP può anche controllare la dimensione e la portata dei dati. Garantisce che le reti siano prive di qualsiasi congestione che potrebbe bloccare la ricezione dei dati.

Un esempio è un’applicazione che desidera inviare una grande quantità di dati su Internet. Se l’applicazione utilizza solo IP, i dati dovrebbero essere suddivisi in più pacchetti IP. Ciò richiederebbe più richieste per inviare e ricevere dati, poiché le richieste IP vengono emesse per pacchetto.

Con TCP, è necessaria solo una singola richiesta per inviare un intero flusso di dati; TCP gestisce il resto. A differenza di IP, TCP può rilevare i problemi che sorgono in IP e richiedere la ritrasmissione di tutti i pacchetti di dati che sono stati persi. TCP può anche riorganizzare i pacchetti in modo che vengano trasmessi nell’ordine corretto and e può ridurre al minimo la congestione della rete. TCP / IP rende i trasferimenti di dati su Internet più facile.

TCP/IP modello vs model modello

TCP/IP e protocols sono i protocolli di rete di comunicazione più utilizzati. La differenza principale è che O è un modello concettuale che non viene praticamente utilizzato per la comunicazione. Piuttosto, definisce come le applicazioni possono comunicare su una rete. TCP / IP, d’altra parte, è ampiamente utilizzato per stabilire collegamenti e interazione di rete.

I protocolli TCP/IP stabiliscono gli standard su cui è stata creata Internet, mentre il modelloSI fornisce linee guida su come la comunicazione deve essere fatta. Pertanto, TCP / IP è un modello più pratico.

I modelli TCP/IP e TCP presentano somiglianze e differenze. La somiglianza principale è nel modo in cui sono costruiti come entrambi i livelli di utilizzo, anche se TCP / IP è costituito da soli quattro livelli, mentre il modelloSI è costituito dai seguenti sette livelli:

Layer 7, il livello dell’applicazione, consente all’utente-software o umano-di interagire con l’applicazione o la rete quando l’utente desidera leggere messaggi, trasferire file o impegnarsi in altre attività correlate alla rete.
Il livello 6, il livello di presentazione, traduce o formatta i dati per il livello dell’applicazione in base alla semantica o alla sintassi che l’app accetta.
Livello 5, il livello di sessione, imposta, coordina e termina le conversazioni tra le app.
Layer 4, il livello di trasporto, gestisce il trasferimento dei dati attraverso una rete e fornisce meccanismi di controllo degli errori e controlli del flusso di dati.
Layer 3, il livello di rete, sposta i dati in e attraverso altre reti.
Layer 2, il livello di collegamento dati, gestisce i problemi che si verificano a seguito di errori di trasmissione dei bit.
Il livello 1, il livello fisico, trasporta i dati utilizzando interfacce elettriche, meccaniche o procedurali.

Il livello superiore sia per il modello TCP/IP che per il modelloSI è il livello dell’applicazione. Sebbene questo livello esegua le stesse attività in ciascun modello, tali attività possono variare a seconda dei dati ricevuti.

Anche le funzioni eseguite in ciascun modello sono simili perché ciascuna utilizza un livello di rete e un livello di trasporto per operare. I modelli TCP / IP eSI sono principalmente utilizzati per trasmettere pacchetti di dati. Anche se lo faranno con mezzi diversi e con percorsi diversi, raggiungeranno comunque le loro destinazioni.

Le somiglianze tra il modello TCP / IP e il modelloSI includono quanto segue:

Sono entrambi modelli logici.
Definiscono gli standard di rete.
Dividono il processo di comunicazione di rete in strati.
Forniscono framework per la creazione e l’implementazione di standard e dispositivi di rete.
Consentono a un produttore di realizzare dispositivi e componenti di rete che possono coesistere e funzionare con i dispositivi e i componenti realizzati da altri produttori.

Le differenze tra il modello TCP / IP e il modelloSI includono quanto segue:

TCP / IP utilizza un solo livello (applicazione) per definire le funzionalità dei livelli superiori, mentre O utilizza tre livelli (applicazione, presentazione e sessione).
TCP / IP utilizza un livello (fisico) per definire le funzionalità dei livelli inferiori, mentre O utilizza due livelli (fisico e data link).
La dimensione dell’intestazione TCP/IP è di 20 byte, mentre l’intestazioneSI è di 5 byte.
TCP / IP è uno standard orientato al protocollo, mentre O è un modello generico basato sulle funzionalità di ciascun livello.
TCP / IP segue un approccio orizzontale, mentre O segue un approccio verticale.
In TCP / IP, i protocolli sono stati sviluppati per primi e quindi è stato sviluppato il modello. In O, il modello è stato sviluppato per primo e quindi sono stati sviluppati i protocolli in ciascun livello.
TCP / IP aiuta a stabilire una connessione tra diversi tipi di computer, mentre O aiuta a standardizzare router, switch, schede madri e altro hardware.

La storia di TCP/IP

La Defense Advanced Research Projects Agency, il ramo di ricerca del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, ha creato il modello TCP/IP nel 1970 per l’uso in ARPANET, una rete wide area che ha preceduto internet. TCP / IP è stato originariamente progettato per il sistema operativo Unix ed è stato integrato in tutti i sistemi operativi che sono venuti dopo di esso.

Il modello TCP/IP e i relativi protocolli sono ora gestiti dalla Internet Engineering Task Force.