TCP / IP: vad är TCP/IP och hur fungerar det?

Vad är TCP / IP?

TCP/IP står för Transmission Control Protocol/Internet Protocol och är en serie kommunikationsprotokoll som används för att koppla samman nätverksenheter på internet. TCP / IP används också som ett kommunikationsprotokoll i ett privat datornätverk (ett intranät eller extranät).

hela IP-sviten-en uppsättning regler och procedurer-kallas vanligtvis TCP/IP. TCP och IP är de två huvudprotokollen, även om andra ingår i sviten. TCP / IP-protokollsviten fungerar som ett abstraktionslager mellan internetapplikationer och routing-och växlingsmaterialet.

TCP/IP anger hur data utbyts via internet genom att tillhandahålla end-to-end-kommunikation som identifierar hur de ska delas upp i paket, adresseras, överföras, dirigeras och tas emot på destinationen. TCP / IP kräver lite central hantering och är utformad för att göra nätverk tillförlitliga med möjlighet att återhämta sig automatiskt från fel på någon enhet i nätverket.

de två huvudprotokollen i IP-sviten tjänar specifika funktioner. TCP definierar hur applikationer kan skapa kommunikationskanaler över ett nätverk. Det hanterar också hur ett meddelande monteras i mindre paket innan de sedan överförs via internet och återmonteras i rätt ordning på destinationsadressen.

IP definierar hur man adresserar och dirigerar varje paket för att se till att det når rätt destination. Varje gateway-dator i nätverket kontrollerar denna IP-adress för att avgöra var meddelandet ska vidarebefordras.

en nätmask berättar för en dator eller annan nätverksenhet vilken del av IP-adressen som används för att representera nätverket och vilken del som används för att representera värdar eller andra datorer i nätverket.

nätverksadressöversättning (Nat) är virtualisering av IP-adresser. NAT hjälper till att förbättra säkerheten och minska antalet IP-adresser en organisation behöver.

vanliga TCP / IP-protokoll inkluderar följande:

Hypertext Transfer Protocol (HTTP) hanterar kommunikationen mellan en webbserver och en webbläsare.
HTTP Secure hanterar säker kommunikation mellan en webbserver och en webbläsare.
File Transfer Protocol hanterar överföring av filer mellan datorer.

hur fungerar TCP/IP?

TCP/IP använder klient-servermodellen för kommunikation där en användare eller maskin (en klient) tillhandahålls en tjänst, som att skicka en webbsida, av en annan dator (en server) i nätverket.

sammantaget klassificeras TCP/IP-serien av protokoll som statslös, vilket innebär att varje klientförfrågan anses vara ny eftersom den inte är relaterad till tidigare förfrågningar. Att vara statslös frigör nätverksvägar så att de kan användas kontinuerligt.

transportskiktet i sig är dock statligt. Den sänder ett enda meddelande och dess anslutning förblir på plats tills alla paket i ett meddelande har tagits emot och återmonterats på destinationen.

TCP/IP-modellen skiljer sig något från OSI-nätverksmodellen (Open Systems Interconnection) som är utformad efter den. OSI-referensmodellen definierar hur applikationer kan kommunicera över ett nätverk.

Varför är TCP/IP viktigt?

TCP / IP är icke-proprietärt och kontrolleras därför inte av något enskilt företag. Därför kan IP-sviten enkelt ändras. Den är kompatibel med alla operativsystem (operativsystem), så det kan kommunicera med något annat system. IP-sviten är också kompatibel med alla typer av datormaskinvara och nätverk.

TCP/IP är mycket skalbar och kan som ett routerbart protokoll bestämma den mest effektiva vägen genom nätverket. Det används ofta i nuvarande internetarkitektur.

de 4 lagren i TCP / IP-modellen

TCP / IP-funktionaliteten är uppdelad i fyra lager, som var och en innehåller specifika protokoll:

applikationsskiktet ger applikationer med standardiserat datautbyte. Dess protokoll inkluderar HTTP, FTP, Post Office Protocol 3, Simple Mail Transfer Protocol och Simple Network Management Protocol. Vid applikationsskiktet är nyttolasten den faktiska applikationsdata.
transportskiktet ansvarar för att upprätthålla end-to-end-kommunikation över nätverket. TCP hanterar kommunikation mellan värdar och ger flödeskontroll, multiplexering och tillförlitlighet. Transportprotokollen inkluderar TCP och User Datagram Protocol, som ibland används istället för TCP för speciella ändamål.
nätverkslagret, även kallat internetlagret, hanterar paket och ansluter oberoende nätverk för att transportera paketen över nätverksgränserna. Nätverkslager protokoll är IP och Internet Control Message Protocol, som används för felrapportering.
det fysiska lagret, även känt som nätverksgränssnittslager eller datalänklager, består av protokoll som endast fungerar på en länk-nätverkskomponenten som sammankopplar noder eller värdar i nätverket. Protokollen i detta lägsta lager inkluderar Ethernet för lokala nätverk och Adressupplösningsprotokoll.

användning av TCP/IP

TCP/IP kan användas för att tillhandahålla fjärrinloggning över nätverket för interaktiv filöverföring för att leverera E-post, för att leverera webbsidor över nätverket och för att fjärråtkomst till en servervärds filsystem. Mest allmänt används den för att representera hur informationsförändringar bildas när den färdas över ett nätverk från det konkreta fysiska lagret till det abstrakta applikationsskiktet. Den beskriver de grundläggande protokollen eller kommunikationsmetoderna vid varje lager när informationen passerar igenom.

fördelar och nackdelar med TCP / IP

fördelarna med att använda TCP/IP-modellen inkluderar följande:

hjälper till att upprätta en anslutning mellan olika typer av datorer;
fungerar oberoende av operativsystemet;
stöder många routingprotokoll;
använder klient-serverarkitektur som är mycket skalbar;
kan manövreras oberoende;
stöder flera routingprotokoll; och
är lätt och lägger inte onödig belastning på ett nätverk eller en dator.

nackdelarna med TCP / IP inkluderar följande:

är komplicerat att installera och hantera;
transportlager garanterar inte leverans av paket;
är inte lätt att ersätta protokoll i TCP / IP;
skiljer inte tydligt begreppen tjänster, gränssnitt och protokoll, så det är inte lämpligt att beskriva ny teknik i nya nätverk; och
är särskilt sårbar för en synkroniseringsattack, vilket är en typ av denial-of-service-attack där en dålig skådespelare använder TCP/IP.

hur är TCP/IP och IP olika?

det finns många skillnader mellan TCP/IP och IP. IP är till exempel ett internetprotokoll på låg nivå som underlättar datakommunikation via internet. Dess syfte är att leverera paket med data som består av en rubrik, som innehåller routinginformation, såsom källa och destination för data, och själva datalasten.

IP begränsas av mängden data som den kan skicka. Den maximala storleken på ett enda IP-datapaket, som innehåller både rubriken och data, är mellan 20 och 24 byte lång. Detta innebär att längre datasträngar måste delas upp i flera datapaket som måste skickas oberoende och sedan omorganiseras i rätt ordning efter att de skickats.

eftersom IP är strikt ett datasänd/mottagningsprotokoll finns det ingen inbyggd kontroll som verifierar om de skickade datapaketen faktiskt mottogs.

till skillnad från IP är TCP/IP ett smart kommunikationsprotokoll på högre nivå som kan göra fler saker. TCP / IP använder fortfarande IP som ett sätt att transportera datapaket, men det ansluter också datorer, applikationer, webbsidor och webbservrar. TCP förstår holistiskt hela dataströmmar som dessa tillgångar kräver för att fungera, och det ser till att hela volymen av data som behövs skickas första gången. TCP kör också kontroller som säkerställer att data levereras.

som det gör sitt arbete kan TCP också styra storleken och flödeshastigheten för data. Det säkerställer att nätverk är fria från överbelastning som kan blockera mottagandet av data.

ett exempel är en applikation som vill skicka en stor mängd data över internet. Om applikationen bara använde IP måste data delas upp i flera IP-paket. Detta skulle kräva flera förfrågningar för att skicka och ta emot data, eftersom IP-förfrågningar utfärdas per paket.

med TCP behövs bara en enda begäran om att skicka en hel dataström; TCP hanterar resten. Till skillnad från IP kan TCP upptäcka problem som uppstår i IP och begära återutsändning av datapaket som förlorades. TCP kan också omorganisera paket så att de överförs i rätt ordning-och det kan minimera överbelastning i nätverket. TCP / IP gör dataöverföringar via internet enklare.

TCP/IP-modell vs OSI-modell

TCP/IP och OSI är de mest använda kommunikationsnätverksprotokollen. Huvudskillnaden är att OSI är en konceptuell modell som inte praktiskt används för kommunikation. Snarare definierar det hur applikationer kan kommunicera via ett nätverk. TCP / IP, å andra sidan, används ofta för att upprätta länkar och nätverksinteraktion.

TCP/IP-protokollen fastställer standarder som internet skapades på, medan OSI-modellen ger riktlinjer för hur kommunikation måste göras. Därför är TCP / IP en mer praktisk modell.

TCP/IP-och OSI-modellerna har likheter och skillnader. Den huvudsakliga likheten är i det sätt de är konstruerade som båda använder lager, även om TCP / IP består av bara fyra lager, medan OSI-modellen består av följande sju lager:

Layer 7, application layer, gör det möjligt för användaren-programvara eller människa-att interagera med applikationen eller nätverket när användaren vill läsa meddelanden, överföra filer eller delta i andra nätverksrelaterade aktiviteter.
Layer 6, presentationslagret, översätter eller formaterar data för applikationslagret baserat på semantiken eller syntaxen som appen accepterar.
Layer 5, sessionskiktet, ställer in, koordinerar och avslutar konversationer mellan appar.
Layer 4, transportlagret, hanterar överföring av data över ett nätverk och tillhandahåller felkontrollmekanismer och dataflödeskontroller.
Layer 3, nätverkslagret, flyttar data till och genom andra nätverk.
Layer 2, datalänkskiktet, hanterar problem som uppstår till följd av bitöverföringsfel.
Layer 1, det fysiska lagret, transporterar data med hjälp av elektriska, mekaniska eller procedurgränssnitt.

det övre lagret för både TCP/IP-modellen och OSI-modellen är applikationsskiktet. Även om det här lagret utför samma uppgifter i varje modell kan dessa uppgifter variera beroende på vilken data varje tar emot.

funktionerna som utförs i varje modell är också lika eftersom var och en använder ett nätverkslager och transportlager för att fungera. TCP / IP-och OSI-modellerna används var och en för det mesta för att överföra datapaket. Även om de kommer att göra det på olika sätt och på olika vägar, kommer de fortfarande att nå sina destinationer.

likheterna mellan TCP / IP-modellen och OSI-modellen inkluderar följande:

de är båda logiska modeller.
de definierar nätverksstandarder.
de delar upp nätverkskommunikationsprocessen i lager.
de tillhandahåller ramar för att skapa och implementera nätverksstandarder och enheter.
de gör det möjligt för en tillverkare att göra enheter och nätverkskomponenter som kan samexistera och arbeta med enheter och komponenter som tillverkats av andra tillverkare.

skillnaderna mellan TCP / IP-modellen och OSI-modellen inkluderar följande:

TCP / IP använder bara ett lager (applikation) för att definiera funktionerna i de övre lagren, medan OSI använder tre lager (applikation, presentation och session).
TCP/IP använder ett lager (fysiskt) för att definiera funktionerna i de nedre lagren, medan OSI använder två lager (fysiskt och datalänk).
TCP/IP-rubrikstorleken är 20 byte, medan OSI-rubriken är 5 byte.
TCP/IP är en protokollorienterad standard, medan OSI är en generisk modell baserad på funktionerna i varje lager.
TCP/IP följer ett horisontellt tillvägagångssätt, medan OSI följer ett vertikalt tillvägagångssätt.
i TCP / IP utvecklades protokollen först och sedan utvecklades modellen. I OSI utvecklades modellen först och sedan utvecklades protokollen i varje lager.
TCP/IP hjälper till att upprätta en anslutning mellan olika typer av datorer, medan OSI hjälper till att standardisera routrar, switchar, moderkort och annan hårdvara.

historien om TCP / IP

Defense Advanced Research Projects Agency, forskningsgrenen för det amerikanska försvarsdepartementet, skapade TCP / IP-modellen på 1970-talet för användning i ARPANET, ett brett nätverk som föregick internet. TCP / IP var ursprungligen avsedd för Unix OS, och det har byggts in i alla operativsystem som kom efter det.

TCP/IP-modellen och dess relaterade protokoll underhålls nu av Internet Engineering Task Force.