نموذج معمارية بروتوكول TCP / IP - كيف يعمل؟

بروتوكول التحكم في الإرسال / بروتوكول الإنترنت (TCP / IP) هو مجموعة من بروتوكولات الاتصال تسمح لأجهزة الكمبيوتر بالاتصال.

ستساعدك الآلاف من الموارد عبر الإنترنت في توضيح واستكشاف TCP / IP. إذن ، ما هو الاختلاف هنا؟

هنا ، أركز على توفير جميع الأجزاء الأساسية للحصول على السبق في الغوص بشكل أعمق (إذا كنت تنوي ذلك لاحقًا).

نموذج TCP / IP: ما هو التاريخ؟

نموذج TCP / IP هو ما تقرأه عند التعرف على شبكات الكمبيوتر ، ويجب أن تكون قد صادفته بالفعل كطالب في علوم الكمبيوتر أو تكنولوجيا المعلومات.

لذا ، دعونا لا نكتب كتابًا أكاديميًا آخر هنا. ولكن ، اسمح لي بتلخيص تاريخ TCP / IP بسرعة في لمح البصر ، ومناسب للجميع ، حتى لو كنت تعتقد أنك شخص غير تقني.

قصة طويلة قصيرة:

في السبعينيات ، وصف فينت سيرف وبوب كان نموذج TCP / IP الذي يهدف إلى المساعدة في تحسين ربط الشبكة بين أجهزة الكمبيوتر.

قبل ذلك ، كان لدينا بروتوكول التحكم في الشبكة وبروتوكول 1822.

خلال نفس الفترة ، حاول مهندسون ومؤسسات آخرون أيضًا تطوير بروتوكول اتصال من شأنه تسهيل الربط البيني لأجهزة الكمبيوتر في جميع أنحاء العالم.

أحد هذه النماذج كان نموذج OSI (Open Systems Interconnection) . على الرغم من نجاحها في مساعدتنا على فهم طريقة / عملية التواصل بشكل أفضل ، إلا أنها لم تكن مثالية للتنفيذ العملي.

بشكل عام ، أخذ نموذج TCP / IP زمام المبادرة وتم اعتماده كبروتوكول اتصال قياسي ، وتم استخدام نموذج OSI كمرجع لمعرفة الشبكات النظرية.

نعم ، إذا لم يكن الأمر يتعلق بـ TCP / IP ، فقد لا تتمكن من الوصول بسرعة وموثوقية إلى موقعنا الإلكتروني أو الخدمات الأخرى على الإنترنت. تبدو مخيفة ، أليس كذلك؟

الآن بعد أن علمت بذلك ، دعني أقدم لك بعض التفاصيل الفنية.

الفرق بين بروتوكول التحكم في الإرسال (TCP) وبروتوكول الإنترنت (IP)

لفهم نموذج TCP / IP ، يجب أن تفرق بين هذه المصطلحات. كلاهما بروتوكولات شبكة كمبيوتر منفصلة.

بروتوكول الإنترنت (IP) هو مجموعة من القواعد التي تحكم كيفية إرسال حزم البيانات إلى الهدف الصحيح. كل جهاز / كمبيوتر متصل به عنوان IP ، وعند إرسال البيانات ، فإنه يساعدك على إرسالها أينما تريد.

عناوين IP تشبه أرقام الهواتف المحمولة على هواتفك. يمكنك الاطلاع على دليل عنوان IP الخاص بنا لمعرفة المزيد.

لا يمكن لـ IP تنظيم الحزم للتأكد من وصولها إلى الوجهة كما كان من المفترض إرسالها. لذلك ، يكون TCP مفيدًا ، مما يساعد في الحفاظ على الحزم بالترتيب الصحيح ومعرفة ما إذا كانت قد وصلت إلى الوجهة على النحو المنشود.

بشكل عام ، يكون TCP مسؤولاً عن إرسال / استقبال البيانات بشكل موثوق.

ميزات نموذج TCP / IP

ربح نموذج TCP / IP المعركة بين البروتوكولات المختلفة بسبب ميزاته وتمكين الأنظمة / الشبكات من اعتماده بسرعة.

تشمل بعض أفضل ميزاته ما يلي:

• يمكنك الاتصال بسهولة بأنواع مختلفة من أجهزة الكمبيوتر.
• يسمح بإعادة ترتيب حزم البيانات لضمان وصول الرسائل الصحيحة إلى الوجهة حتى إذا كان هناك ازدحام في مسار الشبكة.
• يدعم TCP / IP التحقق من الأخطاء ، مما يجعله أيضًا نموذجًا موثوقًا به.
• وهو يدعم تنفيذ معماري مرن ، مما يجعله مناسبًا للشبكات من جميع الأحجام.
• مع بنية خادم العميل ، يمنحك قابلية تطوير كبيرة.
• وهو يدعم البروتوكولات المختلفة مما يجعل الأمور ملائمة لجميع أنواع حالات الاستخدام.
• يسمح بالاتصال عبر الأنظمة الأساسية بسهولة.
• يمكن تشغيله بشكل مستقل.

TCP / IP: كل شيء عن الطبقات الأربع

بخلاف نموذج OSI ، يحتوي TCP / IP على أربع طبقات:

• الوصول إلى الشبكة
• إنترنت
• المواصلات
• طلب

ملاحظة : يمكن أن يكون تدفق البيانات عبر هذه الطبقات إما من الأعلى إلى الأسفل أو العكس (حسب ما إذا كان يتم إرسالها أو استلامها). تحتاج إلى معرفة وظائف كل طبقة لمعرفة ما يحدث.

# 1. الوصول إلى الشبكة (الطبقة 1)

تتعامل هذه الطبقة ذات المستوى الأدنى مع الاتصال المادي ونقل البيانات بين أجهزة الكمبيوتر. بمعنى آخر ، كيف يتم نقل البيانات فعليًا.

تتضمن بعض الأمثلة الوسيلة المستخدمة لنقل البيانات (الألياف ، واللاسلكية ، وما إلى ذلك) ، وهيكل الحزمة ، وتعيين عناوين IP إلى العناوين المادية التي تستخدمها الشبكة.

بشكل عام ، يتضمن كل الأشياء التي تشكل البنية التحتية التقنية للشبكات ، بما في ذلك برامج تشغيل الأجهزة والكابلات.

RFC 826 (بروتوكول تحليل العنوان) هو أحد البروتوكولات المشاركة في هذه الطبقة التي تعين عناوين IP لعناوين Ethernet.

طبقة الوصول إلى الشبكة مخفية عن المستخدمين وهي العمود الفقري للنموذج بأكمله.

# 2. الإنترنت (الطبقة 2)

تتعامل طبقة الإنترنت مع حركة البيانات من أجل السرعة والاتصال الدقيق.

يتم تجميع البيانات في مخططات بيانات IP ، والتي تتضمن عنوان المصدر والوجهة. يمكن لطبقة الإنترنت إعادة توجيه وتحديد المسار والتعامل مع العنونة المنطقية.

يجب أن تتعامل مع العناوين سواء كانت في الطرف المرسل / المستلم.

معتبرة أنه يشمل عنوان المصدر والوجهة. لذلك ، يجب عليها التأكد من وصول حزم البيانات إلى وجهتها بشكل صحيح وبالترتيب الصحيح.

# 3. النقل (الطبقة 3)

تعمل طبقة النقل لتحقيق هدف مشابه لوكلاء التوصيل في Amazon. يصاحب هذه الطبقة أيضًا جدار حماية.

غالبًا ما يطلق عليها طبقة مضيف إلى مضيف ، حيث تهدف إلى توفير تكامل البيانات من طرف إلى طرف ، مما يسمح بالاتصال ثنائي الاتجاه.

يضمن وصول حزم البيانات إلى وجهتها عن طريق تقسيمها إلى أجزاء. كما أنه يضمن أن طبقة التطبيق تتلقى الرسالة بأكملها عن طريق الإقرار.

عند إرسال رسالة إلى طبقة التطبيق ، فإنها تركز على كمية البيانات المرسلة وترتيبها ومكان إرسالها. وعند تلقي رسالة من طبقة التطبيق ، فإنها تساعد في إلغاء التجزئة والتحقق من الأخطاء.

بروتوكولات مثل TCP و UDP سارية المفعول في هذه الطبقة. بحيث يكون لديك غالبًا اتصال موثوق.

# 4. التطبيق (الطبقة 4)

تتعلق الطبقة عالية المستوى بالتطبيق الذي يتفاعل مع المستخدم (أنت). نستخدم التطبيق أو البرنامج لتبادل البيانات مثل الرسائل والمتصفحات وعملاء البريد الإلكتروني وما إلى ذلك.

يتم تضمين واجهة المستخدم وخدمات التطبيق هنا. توجد عمليات مثل التشفير وفك التشفير والضغط وإلغاء الضغط في هذه الطبقة. كما أنه يساعد في تنسيق الرسائل لطبقة النقل ليتم إرسالها بشكل صحيح (واستلامها / تفسيرها بواسطة التطبيق المستلم).

تعمل البروتوكولات مثل DNS و HTTP و FTP و SMTP مع هذه الطبقة لضمان بدء إرسال / استقبال البيانات في الشبكة بنجاح.

ماذا يفعل TCP / IP؟

يتيح TCP / IP نقل البيانات بين أجهزة الكمبيوتر بشكل موثوق.

لتحقيق ذلك ، يرسل TCP / IP البيانات أثناء تقسيمها إلى حزم وإعادة تنظيمها لتكون منطقية على الطرف المتلقي.

يمكن مقارنة مفهوم حزم البيانات بقطع اللغز ، حيث سيساعدك توفر جميع القطع على فهم الأمر برمته.

والسبب في تقسيم الرسالة إلى حزم بيانات هو ضمان الموثوقية والدقة. يمكن أن تأخذ كل حزمة طريقًا مختلفًا للتأكد من وصولها إلى وجهتها.

على عكس ذلك ، إذا تم إرسال الرسالة ككل ، فستفقد تمامًا وتحتاج إلى إعادة إرسالها عند الفشل.

يساعد النموذج المكون من أربع طبقات في شرح ذلك بشكل أكبر.

عندما يتم إرسال البيانات من جهاز كمبيوتر ، فإنها تمر عبر الطبقات الأربع بترتيب معين حيث يتم تقطيعها إلى قطع / حزم وإرسالها ( الطبقة 1 ← الطبقة 4 )

وفي الكمبيوتر المستلم ، يتم إعادة تجميع البيانات من خلال نفس الطبقات الأربع على الجانب الآخر بترتيب عكسي ( الطبقة 4 → الطبقة 1 )

بروتوكولات الإنترنت الشائعة الأخرى

يتضمن TCP / IP أهم البروتوكولات التي تجعل تجربة الإنترنت ممكنة.

تتضمن بعض بروتوكولات الإنترنت القياسية HTTP و HTTPS و FTP و POP3 و SMTP ،

• يقوم HTTP (Hypertext Transfer Protocol) بتوصيل المستخدم بخادم الويب (من خلال مستعرض ويب) للتفاعل / استرداد المعلومات.
• يوفر لك HTTP Secure اتصالاً مشفرًا بخادم الويب الذي يضمن عدم اختراق الاتصال بالخادم / العبث به.
• FTP (بروتوكول نقل الملفات) لا يحتاج إلى شرح. يسمح لك بنقل الملفات بين الخوادم أو من خادم إلى جهاز الكمبيوتر الخاص بك.
• يُمكّن بروتوكول POP3 (بروتوكول مكتب البريد 3) عميل البريد الإلكتروني من تنزيل رسائل البريد الإلكتروني من الخادم ، والتي يمكن عرضها لاحقًا في وضع عدم الاتصال.
• يشبه بروتوكول SMPT (بروتوكول نقل البريد البسيط) بروتوكول POP ولكنه يمكّنك من إرسال واستقبال رسائل البريد الإلكتروني.

TCP / IP هو المعيار ، لكنه ليس الأفضل دائمًا

تفوق فوائد النموذج عيوبه. ولكن ، كمرجع ، يجب أن تعلم أن إعداد TCP / IP معقد ، وليس مناسبًا تمامًا للشبكات الأصغر ، وليس من السهل استبدال البروتوكولات.

قد لا يكون من المناسب وصف الطبقات بأفضل طريقة ممكنة. لا يزال يُفضل نموذج OSI لمساعدتك على فهم كيفية عمل كل شيء.

على الرغم من كل ذلك ، فإنه لا يزال قادرًا على مواكبة معظم البتات الحاسمة التي تسمح لنا بإرسال / استقبال المعلومات في أسرع وقت ممكن.