پروتکل TCP/IP نسخه متنی

پروتکل TCP/IP

TCP/IP پروتکل استاندارد در اکثر شبکه هاي بزرگ است . با اينکه پروتکل فوق کند و مستلزم استفاده از منابع زيادي است ، ولي بدليل مزاياي بالاي آن نظير : قابليت روتينگ ، حمايت در اغلب پلات فورم ها و سيستم هاي عامل همچنان در زمينه استفاده از پروتکل ها حرف اول را مي زند. با استفاده از پروتکل فوق کاربران با در اختيار داشتن ويندوز و پس از اتصال به شبکه اينترنت، براحتي قادر به ارتباط با کاربران ديگر خواهند بود که از مکينتاش استفاده مي کند

امروزه کمتر محيطي را مي توان يافت که نيازبه دانش کافي در رابطه با TCP/IP نباشد. حتي سيستم عامل شبکه اي ناول که ساليان متمادي از پروتکل IPX/SPX براي ارتباطات استفاده مي کرد، در نسخه شماره پنج خود به ضرورت استفاده از پروتکل فوق واقف و نسخه اختصاصي خود را در اين زمينه ارائه نمود.

پروتکل TCP/IP در ابتدا براي استفاده در شبکه ARPAnet ( نسخه قبلي اينترنت ) طراحي گرديد. وزارت دفاع امريکا با همکاري برخي از دانشگاهها اقدام به طراحي يک سيستم جهاني نمود که داراي قابليت ها و ظرفيت هاي متعدد حتي در صورت بروز جنگ هسته اي باشد. پروتکل ارتباطي براي شبکه فوق ، TCP/IP در نظر گرفته شد.

اجزاي پروتکل TCP/IP

پروتکل TCP/IP از مجموعه پروتکل هاي ديگر تشکيل شده که هر يک در لايه مربوطه، وظايف خود را انجام مي دهند. پروتکل هاي موجود در لايه هاي Transport و Network داراي اهميت بسزائي بوده و در ادامه به بررسي آنها خواهيم پرداخت .

پروتکل هاي موجود در لايه Network پروتکل TCP/IP

پروتکل TCP)Transmission Control Protocol) ، مهمترين وظيفه پروتکل فوق اطمينان از صحت ارسال اطلاعات است . پروتکل فوق اصطلاحا" Connection-oriented ناميده مي شود. علت اين امر ايجاد يک ارتباط مجازي بين کامپيوترهاي فرستنده و گيرنده بعد از ارسال اطلاعات است . پروتکل هائي از اين نوع ، امکانات بيشتري رابه منظور کنترل خطاهاي احتمالي در ارسال اطلاعات فراهم نموده ولي بدليل افزايش بار عملياتي سيستم کارائي آنان کاهش خواهد يافت . از پروتکل TCPبه عنوان يک پروتکل قابل اطمينان نيز ياد مي شود. علت اين امر ارسال اطلاعات و کسب آگاهي لازم از گيرنده اطلاعات به منظور اطمينان از صحت ارسال توسط فرستنده است . در صورتي که بسته هاي اطلاعاتي بدرستي دراختيار فرستنده قرار نگيرند، فرستنده مجددا" اقدام به ارسال اطلاعات مي نمايد.

پروتکل UDP)User Datagram Protocol) . پروتکل فوق نظير پروتکل TCP در لايه " حمل " فعاليت مي نمايد. UDP بر خلاف پروتکل TCP بصورت " بدون اتصال " است . بديهي است که سرعت پروتکل فوق نسبت به TCP سريعتر بوده ولي از بعد کنترل خطاء تظمينات لازم را ارائه نخواهد داد. بهترين جايگاه استفاده از پروتکل فوق در مواردي است که براي ارسال و دريافت اطلاعات به يک سطح بالا از اطمينان ، نياز نداشته باشيم .

پروتکل IP)Internet Protocol) . پروتکل فوق در لايه شبکه ايفاي وظيفه کرده و مهمترين مسئوليت آن دريافت و ارسال بسته هاي اطلاعاتي به مقاصد درست است . پروتکل فوق با استفاده از آدرس هاي نسبت داده شده منطقي، عمليات روتينگ را انجام خواهد داد.

پروتکل هاي موجود در لايه Application پروتکل TCP/IP

پروتکل TCP/IP صرفا" به سه پروتکل TCP ، UDP و IP محدود نشده و در سطح لايه Application داراي مجموعه گسترده اي از ساير پروتکل ها است . پروتکل هاي فوقبه عنوان مجموعه ابزارهائي براي مشاهده ، اشکال زدائي و اخذ اطلاعات و ساير عمليات مورد استفاده قرار مي گيرند.در اين بخش به معرفي برخي از اين پروتکل ها خواهيم پرداخت .

پروتکل FTP)File Transfer Protocol) . از پروتکل فوق براي تکثير فايل هاي موجود بر روي يک کاميپيوتر و کامپيوتر ديگر استفاده مي گردد. ويندوز داراي يک برنامه خط دستوري بوده کهبه عنوان سرويس گيرنده ايفاي وظيفه کرده و امکان ارسال و يا دريافت فايل ها را از يک سرويس دهنده FTP فراهم مي کند.

پروتکل SNMP)Simple Network Management Protocol) . از پروتکل فوق به منظور اخذ اطلاعات آماري استفاده مي گردد. يک سيستم مديريتي، درخواست خود را از يک آژانس SNMP مطرح و ماحصل عمليات کار در يک MIB)Management Information Base) ذخيره مي گردد. MIB يک بانک اطلاعاتي بوده که اطلاعات مربوط به کامپيوترهاي موجود در شبکه را در خود نگهداري مي نمايد .( مثلا" چه ميزان فضا ي هارد ديسک وجود دارد).

پروتکل TelNet . با استفاده از پروتکل فوق کاربران قادر به log on ، اجراي برنامه ها و مشاهده فايل هاي موجود بر روي يک کامپيوتر از راه دور مي باشند. ويندوز داراي برنامه هاي سرويس دهنده و گيرنده جهت فعال نمودن و استفاده از پتانسيل فوق است .

پروتکل SMTP)simple Mail Transfer Protocol) . از پروتکل فوق براي ارسال پيام الکترونيکي استفاده مي گردد.

پروتکل HTTP)HyperText Transfer Protocol) . پروتکل فوق مشهورترين پروتکل در اين گروه بوده و از آن براي رايج ترين سرويس اينترنت يعني وب استفاده مي گردد. با استفاده از پروتکل فوق کامپيوترها قادر به مبادله فايل ها با فرمت هاي متفاوت ( متن، تصاوير ،گرافيکي ، صدا، ويدئو و...) خواهند بود. براي مبادله اطلاعات با استناد به پروتکل فوق مي بايست ، سرويس فوق از طريق نصب سرويس دهنده وب فعال و در ادامه کاربران و استفاده کنندگان با استفاده از يک مرورگر وب قادر به استفاده از سرويس فوق خواهند بود.

پروتکل NNTP)Network News Transfer Protocol) . از پروتکل فوق براي مديريت پيام هاي ارسالي براي گروه هاي خبري خصوصي و عمومي استفاده مي گردد. براي عملياتي نمودن سرويس فوق مي بايست سرويس دهنده NNTPبه منظور مديريت محل ذخيره سازي پيام هاي ارسالي نصب و در ادامه کاربران و سرويس گيرندگان با استفاده از برنامه اي موسوم به NewsReader از اطلاعات ذخيره شده استفاده خواهند کرد.\

مدل آدرس دهي IP

علاوه بر جايگاه پروتکل ها، يکي ديگر از عناصر مهم در زيرساخت شبکه هاي مبتني بر TCP/IP مدل آدرس دهي IP است . مدل انتخابي مي بايست اين اطمينان را بوجود آورد که اطلاعات ارسالي بدرستي به مقصد خواهند رسيد. نسخه شماره چهار IP ( نسخه فعلي ) از 32 بيت براي آدرس دهي استفاده کرده که به منظور تسهيل در امر نمايش بصورت چهار عدد صحيح ( مبناي ده ) که بين آنها نقطه استفاده شده است نمايش داده مي شوند.

نحوه اختصاص IP

نحوه اختصاص IP به عناصر مورد نياز در شبکه هاي مبتني بر TCP/IP يکي از موارد بسيار مهم است . اختصاص IP ممکن است بصورت دستي و توسط مديريت شبکه انجام شده و يا انجام رسالت فوق بر عهده عناصر سرويس دهنده نرم افزاري نظير DHCP و يا NAT گذاشته گردد

Subnetting

يکي از مهمترين عمليات در رابطه با اختصاص IP مسئله Subnetting است . مسئله فوق به عنوان هنر و علمي است که ماحصل آن تقسيم يک شبکه به مجموعه اي از شبکه هاي کوچکتر (Subnet) از طريق بخدمت گرفتن ?? بيت با نام Subnet mask بوده که بنوعي مشخصه (ID) شبکه را مشخص خواهد کرد.

کالبد شکافي آدرس هاي IP

هر دستگاه در شبکه هاي مبتني بر TCP/IP داراي يک آدرس منحصر بفرد است . آدرس فوق IP ناميده مي شود. يک آدرس IP مطابق زير است :

به منظور بخاطر سپردن آسان آدرس هاي IP ، نحوه نما يش آنها بصورت دسيمال ( مبناي دهدهي ) بوده که توسط چهار عدد که توسط نقطه از يکديگر جدا مي گردند ، است . هر يک از اعداد فوق را octet مي گويند. کامپيوترها براي ارتباط با يکديگر از مبناي دو ( باينري ) استفاده مي نمايند. فرمت باينري آدرس IP اشاره شده بصورت زير است :

همانگونه که مشاهده مي گردد ، هر IP از 32 بيت تشکيل مي گردد. بدين ترتيب مي توان حداکثر 4.294.967.296 آدرس منحصر بفرد را استفاده کرد( 232 ) . مثلا" آدرس 255.255.255.255 براي Broadcast ( انتشار عام ) استفاده مي گردد . نمايش يک IP بصورت چهار عدد ( Octet) صرفا" براي راحتي کار نبوده و از آنان براي ايجاد " کلاس هاي IP " نيز استفاده مي گردد. هر Octet به دو بخش مجزا تقسيم مي گردد: شبکه (Net) و ميزبان (Host) . اولين octet نشاندهنده شبکه بوده و از آن براي مشخص نمودن شبکه اي که کامپيوتر به آن تعلق دارد ، استفاده مي گردد. سه بخش ديگر octet ، نشاندهنده آدرس کامپيوتر موجود در شبکه است

پنج کلاس متفاوت IP بهمراه برخي آدرس هاي خاص ، تعريف شده است :

Default Network . آدرس IP 0.0.0.0 ، براي شبکه پيش فرض در نظر گرفته شده است .آدرس فوق براي موارديکه کامپيوتر ميزبان از آدرس خود آگاهي ندارد استفاده شده تا به پروتکل هائي نظير DHCP اعلام نمايد براي وي آدرسي را تخصيص دهد.

کلاس A . کلاس فوق براي شبکه هاي بسيار بزرگ نظير يک شرکت بين المللي در نظر گرفته مي شود. آدرس هائي که اولين octet آنها 1 تا 126 باشد ، کلاس A مي باشند. از سه octet ديگربه منظور مشخص نمودن هر يک از کامپيوترهاي ميزبان استفاده مي گردد. بدين ترتيب مجموع شبکه هاي کلاس A ، معادل 126 و هر يک از شبکه هاي فوق مي توانند 16.777.214 کامپيوتر ميزبان داشته باشند. ( عدد فوق از طريق حاصل 2 - 224 بدست آمده است ) .بنابراين تعداد تمام کامپيوترهاي ميزبان در شبکه هاي کلاس A معادل 2.147.483.648 (231) است . در شبکه هاي کلاس A ، بيت با ارزس بالا در اولين octet همواره مقدار صفر را دارد.

LoopBack . آدرس IP 127.0.0.1 براي LoopBack در نظر گرفته شده است . کامپيوتر ميزبان از آدرس فوق براي ارسال يک پيام براي خود استفاده مي کند.( فرستنده و گيرنده پيام يک کامپيوتر مي باشد) آدرس فوق اغلب براي تست و اشکال زدائي استفاده مي گردد.

کلاس B . کلاس فوق براي شبکه هاي متوسط در نظر گرفته مي شود.( مثلا" يک دانشگاه بزرگ ) آدرس هائي که اولين octet آنها 128 تا 191 باشد ، کلاس B مي باشند. در کلاس فوق از دومين octet هم براي مشخص کردن شبکه استفاده مي گردد. از دو octet ديگر براي مشخص نمودن هر يک از کامپيوترهاي ميزبان در شبکه استفاده مي گردد بدين ترتيب 16.384 ( 214) شبکه از نوع کلاس B وجود دارد. تعداد کامپيوترهاي ميزبان در اين نوع شبکه ها( هر شبکه ) معادل 65.534 (2 - 16 2 ) است . بنابراين تعداد تمام کامپيوترهاي ميزبان در شبکه هاي کلاس B معادل 1.073.741.824 (230) است در شبکه هاي کلاس B ، اولين و دومين بيت در اولين octet به ترتيب مقدار يک و صفر را دارا مي باشند.

کلاس C . کلاس فوق براي شبکه هاي کوچک تا متوسط در نظر گرفته مي شود.آدرس هائي که اولين octet آنها 192 تا 223 باشد ، کلاس C مي باشند. در کلاس فوق از دومين و سومين octet هم براي مشخص کردن شبکه استفاده مي گردد. از آخرين octet براي مشخص نمودن هر يک از کامپيوترهاي ميزبان در شبکه استفاده مي گردد . بدين ترتيب 2.097.152 ( 21 2 ) شبکه کلاس C وجود دارد.تعداد کامپيوترهاي ميزبان در اين نوع شبکه ها( هر شبکه ) معادل 254 (2 - 8 2 ) است . بنابراين تعداد تمام کامپيوترهاي ميزبان در شبکه هاي کلاس C معادل 536.870.912 ( 229 ) است . در شبکه هاي کلاس C ، اولين ، دومين و سومين بيت در اولين octet به ترتيب مقدار يک ، يک و صفر را دارا مي باشند.

کلاس D . از کلاس فوق براي multicasts استفاده مي شود. در چنين حالتي يک گره ( ميزبان) بسته اطلاعاتي خود را براي يک گروه خاص ارسال مي دارد. تمام دستگاه هاي موجود در گروه ، بسته اطلاعاتي ارسال شده را دريافت خواهند کرد. ( مثلا" يک روتر سيسکو آخرين وضعيت بهنگام شده خود را براي ساير روترهاي سيسکو ارسال مي دارد ) کلاس فوق نسبت به سه کلاس قبلي داراي ساختاري کاملا" متفاوت است. اولين ، دومين ، سومين و چهارمين بيت به ترتيب داراي مقادير يک ، يک ، يک و صفر مي باشند.28 بيت باقيمانده به منظور مشخص نمودن گروههائي از کامپيوتر بوده که پيام Multicast براي آنان در نظر گرفته مي شود. کلاس فوق قادر به آدرسي دهي 268.435.456 (226 ) کامپيوتر است

کلاس E . از کلاس فوق براي موارد تجربي استفاده مي شود. کلاس فوق نسبت به سه کلاس اوليه داراي ساختاري متفاوت است . اولين ، دومين ، سومين و چهارمين بيت به ترتيب داراي مقادير يک ، يک ، يک و يک مي باشند.28 بيت باقيمانده به منظور مشخص نمودن گروههائي از کامپيوتر بوده که پيام Multicast براي آنان در نظر گرفته مي شود. کلاس فوق قادر به آدرسي دهي 268.435.456 (226 ) کامپيوتر است

BroadCast . پيام هائي با آدرسي از اين نوع ، براي تمامي کامپيوترهاي در شبکه ارسال خواهد شد. اين نوع پيام ها همواره داراي آدرس زير خواهند بود :

آدرس هاي رزو شده . آدرس هاي IP زيربه منظور استفاده در شبکه هاي خصوصي (اينترانت ) رزو شده اند :

IP نسخه شش . نسخه فوق برخلاف نسخه فعلي که از 32 بيت به منظور آدرس دهي استفاده مي نمايد ، از 128 بيت براي آدرس دهي استفاده مي کند. هر شانزده بيت بصورت مبناي شانزده نمايش داده مي شود. :

خلاصه :