TCP / IP: Wat is TCP/IP en hoe werkt het?

Wat is TCP / IP?

TCP / IP staat voor Transmission Control Protocol / Internet Protocol en is een reeks communicatieprotocollen die worden gebruikt om netwerkapparaten op het internet met elkaar te verbinden. TCP / IP wordt ook gebruikt als communicatieprotocol in een privé computernetwerk (een intranet of extranet).

de volledige IP suite — een set regels en procedures — wordt gewoonlijk aangeduid als TCP/IP. TCP en IP zijn de twee belangrijkste protocollen, hoewel andere zijn opgenomen in de suite. De TCP / IP-protocolsuite functioneert als een abstractielaag tussen internettoepassingen en de routering-en schakelstructuur.

TCP / IP specificeert hoe gegevens via het internet worden uitgewisseld door middel van end-to-end-communicatie die aangeeft hoe ze moeten worden opgesplitst in pakketten, geadresseerd, verzonden, gerouteerd en ontvangen op de bestemming. TCP / IP vereist weinig Centraal beheer en is ontworpen om netwerken betrouwbaar te maken met de mogelijkheid om automatisch te herstellen van het falen van een apparaat op het netwerk.

de twee belangrijkste protocollen in de IP suite dienen specifieke functies. TCP definieert hoe toepassingen communicatiekanalen kunnen creëren over een netwerk. Het beheert ook hoe een bericht wordt geassembleerd in kleinere pakketten voordat ze vervolgens worden verzonden via het internet en weer in de juiste volgorde op het bestemmingsadres.

IP bepaalt hoe elk pakket moet worden Adres en route om ervoor te zorgen dat het de juiste bestemming bereikt. Elke gatewaycomputer in het netwerk controleert dit IP-adres om te bepalen waar het bericht moet worden doorgestuurd.

een subnetmasker vertelt een computer of een ander netwerkapparaat welk deel van het IP-adres wordt gebruikt om het netwerk te representeren en welk deel wordt gebruikt om hosts of andere computers op het netwerk te representeren.

nat (Network address translation) is de virtualisatie van IP-adressen. NAT helpt de beveiliging te verbeteren en het aantal IP-adressen dat een organisatie nodig heeft te verminderen.

gemeenschappelijke TCP / IP-protocollen omvatten::

Hypertext Transfer Protocol (HTTP) behandelt de communicatie tussen een webserver en een webbrowser.
HTTP Secure verwerkt beveiligde communicatie tussen een webserver en een webbrowser.
Bestandsoverdrachtprotocol verwerkt de overdracht van bestanden tussen computers.

Hoe werkt TCP / IP?

TCP / IP gebruikt het client-server-communicatiemodel waarin een gebruiker of machine (een client) een service wordt aangeboden, zoals het verzenden van een webpagina, door een andere computer (een server) in het netwerk.

gezamenlijk wordt het TCP / IP-pakket van protocollen geclassificeerd als staatloos, wat betekent dat elk verzoek van een cliënt als nieuw wordt beschouwd omdat het geen verband houdt met eerdere verzoeken. Staatloos zijn maakt netwerkpaden vrij zodat ze continu kunnen worden gebruikt.

de transportlaag zelf is echter stateful. Het verzendt een enkel bericht, en de verbinding blijft op zijn plaats totdat alle pakketten in een bericht zijn ontvangen en weer in elkaar gezet op de bestemming.

het TCP / IP-model wijkt enigszins af van het Seven-layer Open Systems Interconnection (OSI) – netwerkmodel dat erna is ontworpen. Het OSI-referentiemodel bepaalt hoe toepassingen kunnen communiceren via een netwerk.

Waarom is TCP/IP belangrijk?

TCP / IP is niet-eigendom en wordt derhalve door geen enkele onderneming gecontroleerd. Daarom kan de IP suite eenvoudig worden aangepast. Het is compatibel met alle besturingssystemen (besturingssystemen), zodat het kan communiceren met elk ander systeem. De IP suite is ook compatibel met alle soorten computerhardware en netwerken.

TCP / IP is zeer schaalbaar en kan, als routeerbaar protocol, het meest efficiënte pad door het netwerk bepalen. Het wordt veel gebruikt in de huidige internetarchitectuur.

de 4 lagen van het TCP/IP-model

TCP / IP-functionaliteit is verdeeld in vier lagen, die elk specifieke protocollen bevatten:

de applicatielaag biedt toepassingen gestandaardiseerde gegevensuitwisseling. De protocollen omvatten HTTP, FTP, Post Office Protocol 3, Simple Mail Transfer Protocol en Simple Network Management Protocol. Op de applicatielaag, de payload is de werkelijke toepassing gegevens.
de transportlaag is verantwoordelijk voor het onderhouden van end-to-end communicatie over het netwerk. TCP verzorgt communicatie tussen hosts en biedt flow control, multiplexing en betrouwbaarheid. De transportprotocollen omvatten TCP en User Datagram Protocol, dat soms wordt gebruikt in plaats van TCP voor speciale doeleinden.
de netwerklaag, ook wel de internetlaag genoemd, behandelt pakketten en verbindt onafhankelijke netwerken om de pakketten over netwerkgrenzen te transporteren. De netwerklaag protocollen zijn IP en Internet Control Message Protocol, die wordt gebruikt voor foutrapportage.
de fysieke laag, ook bekend als de netwerkinterfacelaag of datalinklaag, bestaat uit protocollen die alleen werken op een link — de netwerkcomponent die knooppunten of hosts in het netwerk met elkaar verbindt. De protocollen in deze laagste laag omvatten Ethernet voor lokale netwerken en Address Resolution Protocol.

gebruik van TCP/IP

TCP / IP kan worden gebruikt om op afstand in te loggen via het netwerk voor interactieve bestandsoverdracht om e-mail te leveren, om webpagina ‘ s over het netwerk te leveren en om op afstand toegang te krijgen tot het bestandssysteem van een serverhost. In het algemeen wordt het gebruikt om aan te geven hoe informatie van vorm verandert als het over een netwerk reist van de concrete fysieke laag naar de abstracte applicatielaag. Het geeft details van de basisprotocollen, of methoden van communicatie, op elke laag als informatie door.

voors en tegens van TCP/IP

de voordelen van het gebruik van het TCP / IP-model zijn onder meer::

helpt een verbinding tot stand te brengen tussen verschillende typen computers;
werkt onafhankelijk van het besturingssysteem;
ondersteunt vele routeringsprotocollen;
maakt gebruik van client-server-architectuur die zeer schaalbaar is;
kan onafhankelijk worden bediend;
ondersteunt verschillende routeringsprotocollen; en
is lichtgewicht en legt geen onnodige belasting op een netwerk of computer.

de nadelen van TCP/IP zijn onder meer::

is ingewikkeld om op te zetten en te beheren;
transportlaag garandeert geen levering van pakketten;
is niet gemakkelijk om protocollen in TCP/IP te vervangen;
scheidt de concepten van diensten, interfaces en protocollen niet duidelijk van elkaar, zodat het niet geschikt is om nieuwe technologieën in nieuwe netwerken te beschrijven; en
is bijzonder kwetsbaar voor een synchronisatieaanval, een soort denial-of-service-aanval waarbij een slechte actor TCP/IP gebruikt.

hoe verschillen TCP/IP en IP?

er zijn talrijke verschillen tussen TCP/IP en IP. Bijvoorbeeld, IP is een low-level internet protocol dat datacommunicatie via het internet vergemakkelijkt. Het doel is om pakketten met gegevens te leveren die bestaan uit een header, die routeringsinformatie bevat, zoals bron en bestemming van de gegevens, en de payload van de gegevens zelf.

IP wordt beperkt door de hoeveelheid gegevens die het kan verzenden. De maximale grootte van een enkel IP-datapakket, dat zowel de header als de data bevat, is tussen de 20 en 24 bytes lang. Dit betekent dat langere reeksen gegevens moeten worden opgesplitst in meerdere datapakketten die onafhankelijk moeten worden verzonden en vervolgens in de juiste volgorde moeten worden gereorganiseerd nadat ze zijn verzonden.

omdat IP strikt een data send / receive protocol is, is er geen ingebouwde controle die controleert of de verzonden datapakketten daadwerkelijk zijn ontvangen.

in tegenstelling tot IP is TCP/IP een smart communication protocol van hoger niveau dat meer dingen kan doen. TCP / IP gebruikt nog steeds IP als middel om datapakketten te transporteren, maar het verbindt ook computers, applicaties, webpagina ‘ s en webservers. TCP begrijpt op holistische wijze de volledige gegevensstromen die deze assets nodig hebben om te werken, en het zorgt ervoor dat de volledige hoeveelheid gegevens die nodig is de eerste keer wordt verzonden. TCP voert ook controles uit die ervoor zorgen dat de gegevens worden geleverd.

terwijl het zijn werk doet, kan TCP ook de grootte en de stroomsnelheid van gegevens regelen. Het zorgt ervoor dat netwerken vrij zijn van congestie die de ontvangst van gegevens zou kunnen blokkeren.

een voorbeeld is een toepassing die een grote hoeveelheid gegevens over het internet wil verzenden. Als de toepassing alleen IP gebruikt, moeten de gegevens worden opgesplitst in meerdere IP-pakketten. Dit zou meerdere verzoeken vereisen om gegevens te verzenden en te ontvangen, aangezien IP-verzoeken per pakket worden uitgegeven.

bij TCP is slechts één verzoek nodig om een volledige datastroom te verzenden; TCP regelt de rest. In tegenstelling tot IP kan TCP problemen die zich voordoen in IP detecteren en verzoeken om doorgifte van gegevenspakketten die verloren zijn gegaan. TCP kan ook pakketten reorganiseren zodat ze in de juiste volgorde worden verzonden — en het kan netwerkcongestie minimaliseren. TCP / IP maakt gegevensoverdracht via internet eenvoudiger.

TCP / IP-model Versus OSI-model

TCP / IP en OSI zijn de meest gebruikte communicatienetwerkprotocollen. Het belangrijkste verschil is dat OSI een conceptueel model is dat niet praktisch wordt gebruikt voor communicatie. In plaats daarvan definieert het hoe applicaties kunnen communiceren over een netwerk. TCP / IP, aan de andere kant, wordt veel gebruikt om verbindingen en netwerkinteractie tot stand te brengen.

de TCP / IP-protocollen geven de normen aan waarop het internet is gemaakt, terwijl het OSI-model richtlijnen geeft over hoe communicatie moet gebeuren. Daarom is TCP/IP een praktischer model.

de TCP/IP-en OSI-modellen hebben overeenkomsten en verschillen. De belangrijkste overeenkomst is de manier waarop ze zijn geconstrueerd als beide lagen gebruiken, hoewel TCP / IP bestaat uit slechts vier lagen, terwijl het OSI-model bestaat uit de volgende zeven lagen:

laag 7, de applicatielaag, stelt de Gebruiker — software of mens — in staat om te interageren met de applicatie of het netwerk wanneer de gebruiker berichten wil lezen, bestanden wil overbrengen of andere netwerkgerelateerde activiteiten wil ondernemen.
Layer 6, de presentatielaag, vertaalt of formatteert gegevens voor de toepassingslaag op basis van de semantiek of syntaxis die de app accepteert.
Layer 5, de sessielaag, stelt gesprekken tussen apps in, coördineert en beëindigt deze.
laag 4, de transportlaag, verzorgt de overdracht van gegevens over een netwerk en biedt foutcontrolemechanismen en datastroomcontroles.
laag 3, de netwerklaag, verplaatst gegevens naar en door andere netwerken.
Layer 2, de datalinklaag, behandelt problemen die optreden als gevolg van fouten in bitoverdracht.
op laag 1, de fysieke laag, worden gegevens getransporteerd met behulp van elektrische, mechanische of procedurele interfaces.

de bovenste laag voor zowel het TCP / IP-model als het OSI-model is de toepassingslaag. Hoewel deze laag dezelfde taken uitvoert in elk model, kunnen deze taken variëren afhankelijk van de gegevens die elk ontvangt.

de functies die in elk model worden uitgevoerd, zijn ook vergelijkbaar omdat elk een netwerklaag en transportlaag gebruikt om te werken. De TCP / IP-en OSI-modellen worden meestal gebruikt om datapakketten te verzenden. Hoewel ze dit op verschillende manieren en via verschillende paden zullen doen, zullen ze toch hun bestemming bereiken.

de overeenkomsten tussen het TCP / IP-model en het OSI-model omvatten het volgende::

het zijn beide logische modellen.
zij definiëren netwerkstandaarden.
ze verdelen het netwerkcommunicatieproces in lagen.
zij bieden kaders voor het creëren en implementeren van netwerkstandaarden en-apparaten.
zij stellen één fabrikant in staat apparaten en netwerkcomponenten te maken die naast elkaar kunnen bestaan en kunnen werken met de apparaten en componenten die door andere fabrikanten zijn gemaakt.

de verschillen tussen het TCP / IP-model en het OSI-model omvatten het volgende::

TCP / IP gebruikt slechts één laag (toepassing) om de functionaliteiten van de bovenste lagen te definiëren, terwijl OSI drie lagen gebruikt (toepassing, presentatie en sessie).
TCP / IP gebruikt één laag (fysiek) om de functionaliteiten van de onderste lagen te definiëren, terwijl OSI twee lagen gebruikt (fysiek en datalink).
de grootte van de TCP/IP-header is 20 bytes, terwijl de OSI-header 5 bytes is.
TCP / IP is een protocol-georiënteerde standaard, terwijl OSI een generiek model is gebaseerd op de functionaliteiten van elke laag.
TCP / IP volgt een horizontale benadering, terwijl OSI een verticale benadering volgt.
in TCP / IP werden eerst de protocollen ontwikkeld, daarna werd het model ontwikkeld. In OSI werd het model eerst ontwikkeld en vervolgens werden de protocollen in elke laag ontwikkeld.
TCP / IP helpt een verbinding tot stand te brengen tussen verschillende typen computers, terwijl OSI helpt routers, switches, moederborden en andere hardware te standaardiseren.

de geschiedenis van TCP / IP

Het Defense Advanced Research Projects Agency, de onderzoeksafdeling van het Amerikaanse Ministerie van Defensie, creëerde het TCP/IP-model in de jaren zeventig voor gebruik in ARPANET, een wide area network dat aan het internet voorafging. TCP / IP is oorspronkelijk ontworpen voor het UNIX OS, en het is ingebouwd in alle besturingssystemen die erna kwamen.

het TCP / IP-model en de bijbehorende protocollen worden nu onderhouden door de Internet Engineering Task Force.