TCP/IP プロトコル アーキテクチャ モデル – どのように機能するか?

伝送制御プロトコル/インターネット プロトコル (TCP/IP) は、コンピュータの接続を可能にする一連の通信プロトコルです。

何千ものオンライン リソースが、TCP/IP の明確化と調査に役立ちます。 それで、ここで何が違うのですか？

ここでは、より深く掘り下げるために有利なスタートを切るために必要なすべてのビットを提供することに焦点を当てます (後で行う場合)。

TCP/IP モデル: 歴史とは?

TCP/IP モデルは、コンピューター ネットワーキングについて学ぶときに読むものであり、コンピューター サイエンスや IT の学生として既に目にしたことがあるはずです。

ですから、ここで別の学術書を書くのは止めましょう。 しかし、TCP/IP の歴史を簡単にまとめてみましょう。これは、たとえあなたが技術者ではないと思っているとしても、誰にでも当てはまるものです。

簡単に言えば：

1970 年代、 Vint Cerf と Bob Kahnは、コンピューター間のネットワーク相互接続の改善を目的とした TCP/IP モデルについて説明しました。

それ以前は、Network Control Protocol と 1822 Protocol がありました。

同じ時期に、他のエンジニアや組織も、世界中のコンピューターの相互接続を容易にする通信プロトコルの開発を試みました。

そのようなモデルの 1 つがOSI (Open Systems Interconnection) モデルです。 ネットワーキングの方法/プロセスをよりよく理解するのに役立つことには成功しましたが、実際の実装には理想的ではありませんでした.

全体として、TCP/IP モデルが主導権を握り、標準通信プロトコルとして採用され、OSI モデルは理論的なネットワーク知識の参照として使用されました。

はい、TCP/IP がなければ、当社の Web サイトやインターネット上の他のサービスに迅速かつ確実にアクセスできなかった可能性があります。 怖いですね。

それについて知ったので、技術的な詳細を説明します。

伝送制御プロトコル (TCP) とインターネット プロトコル (IP) の違い

TCP/IP モデルを理解するには、これらの用語を区別する必要があります。 どちらも別個のコンピューター ネットワーク プロトコルです。

インターネット プロトコル (IP) は、データ パケットを正しいターゲットに送信する方法を管理する一連の規則です。 接続されているすべてのデバイス/コンピューターには IP アドレスがあり、データを送信するときに、必要な場所に送信するのに役立ちます。

IP アドレスは、電話の携帯電話番号のようなものです。 詳細については、IP アドレス ガイドを参照してください。

IP では、パケットが意図したとおりに宛先に確実に到達するようにパケットを編成することはできません。 そのため、パケットを正しい順序に保ち、意図したとおりに宛先に到達したかどうかを確認するのに役立つ TCP が役に立ちます。

全体として、TCP はデータを確実に送受信する役割を果たします。

TCP/IP モデルの特徴

TCP/IP モデルは、その機能とシステム/ネットワークへの迅速な採用を可能にするため、さまざまなプロトコル間の戦いに勝利しました。

その最高の機能のいくつかは次のとおりです。

• さまざまな種類のコンピュータに簡単に接続できます。
• ネットワーク ルートに輻輳がある場合でも、データ パケットの順序を変更して、正しいメッセージが確実に宛先に到達するようにします。
• TCP/IP はエラー チェックをサポートしているため、信頼性の高いモデルにもなります。
• 柔軟なアーキテクチャの実装をサポートしているため、あらゆる規模のネットワークに適しています。
• クライアント サーバー アーキテクチャにより、十分なスケーラビリティが得られます。
• さまざまなプロトコルをサポートしているため、あらゆる種類のユースケースに便利です。
• これにより、クロスプラットフォーム通信が容易になります。
• 独立して操作できます。

TCP/IP: 4 層のすべて

OSI モデルとは異なり、TCP/IP には次の 4 つの層があります。

• ネットワーク アクセス
• インターネット
• 輸送
• 応用

注: これらの層を通過するデータ フローは、上から下またはその逆のいずれかになります (送信または受信によって異なります)。 何が起こるかを理解するには、各層の機能を知る必要があります。

＃1。 ネットワーク アクセス (レイヤー 1)

この最下位層は、コンピューター間の物理接続とデータ転送を処理します。 つまり、データが物理的にどのように送信されるかということです。

例としては、データ転送に使用されるメディア (ファイバー、ワイヤレスなど)、パケット構造、ネットワークで使用される物理アドレスへの IP アドレスのマッピングなどがあります。

全体として、デバイス ドライバやケーブルなど、ネットワークの技術インフラストラクチャを構成するすべてのものが含まれます。

RFC 826 (Address Resolution Protocol) は、IP アドレスをイーサネット アドレスにマップするこの層に関係するプロトコルの 1 つです。

ネットワーク アクセス レイヤーはユーザーから隠され、モデル全体のバックボーンです。

＃2。 インターネット (レイヤー 2)

インターネット層は、速度と正確な通信のためにデータ トラフィックを処理します。

データは、送信元アドレスと宛先アドレスを含む IP データグラムにバンドルされます。 インターネット層は、転送、パスの決定、および論理アドレス指定の処理を行うことができます。

送信側/受信側に関係なく、アドレスを処理する必要があります。

送信元と宛先のアドレスが含まれていることを考慮してください。 そのため、データ パケットが適切な順序で正しく宛先に到達するようにする必要があります。

＃3。 トランスポート (レイヤー 3)

トランスポート レイヤーは、Amazon の配送エージェントと同様の目的で機能します。 この層にはファイアウォールも付随します。

これは、ホスト間レイヤーと呼ばれることが多く、エンドツーエンドのデータ整合性を提供して双方向通信を可能にすることを目的としています。

データ パケットをセグメントに分割することで、データ パケットが確実に宛先に到達したことを確認します。 また、アプリケーション層が確認応答によってメッセージ全体を確実に受信するようにします。

メッセージをアプリケーション層に送信する場合、送信されるデータの量、順序、および送信先に注目します。 また、アプリケーション層からメッセージを受信すると、セグメンテーション解除とエラー チェックに役立ちます。

このレイヤーでは、TCP や UDP などのプロトコルが有効です。 多くの場合、信頼できる接続が得られるようにします。

＃4。 アプリケーション (レイヤー 4)

最上位層は、ユーザー (あなた) と対話するアプリに関するものです。 アプリまたはプログラムを使用して、メッセージング、ブラウザー、電子メール クライアントなどのデータを交換します。

ユーザー インターフェイスとアプリケーション サービスがここに含まれます。 この層には、暗号化、復号化、圧縮、解凍などのプロセスが存在します。 また、トランスポート層のメッセージを正しく送信 (および受信側アプリケーションで受信/解釈) するのにも役立ちます。

DNS、HTTP、FTP、SMTP などのプロトコルがこのレイヤーと連携して、ネットワークでデータの送受信を正常に開始できるようにします。

TCP/IP は何をしますか?

TCP/IP により、コンピュータ間で確実にデータを転送できます。

これを実現するために、TCP/IP はデータをパケットに分割しながら送信し、受信側で意味をなすように再編成します。

データ パケットの概念は、パズルのピースにたとえることができます。すべてのピースを利用できると、全体を理解するのに役立ちます。

また、メッセージがデータ パケットに分割される理由は、信頼性と正確性を確保するためです。 すべてのパケットは、宛先に確実に到達するために異なるルートをたどることができます。

これに反して、メッセージが全体として送信される場合、メッセージは完全に失われ、失敗した場合は再送信する必要があります。

4 層モデルは、これをさらに説明するのに役立ちます。

データがコンピュータから送信されると、特定の順序で 4 つのレイヤーすべてを通過し、断片/パケットに分割されて送信されます (レイヤー 1 → レイヤー 4 )。

そして、受信側のコンピューターでは、反対側の同じ 4 つのレイヤーを逆の順序で通過してデータが再構築されます (レイヤー 4 → レイヤー 1 )。

その他の一般的なインターネット プロトコル

TCP/IP には、インターネット体験を可能にする最も重要なプロトコルが含まれています。

標準的なインターネット プロトコルには、HTTP、HTTPS、FTP、POP3、SMTP などがあります。

• HTTP (Hypertext Transfer Protocol)は、ユーザーを (Web ブラウザーを介して) Web サーバーに接続して、情報をやり取り/取得します。
• HTTP セキュアは、Web サーバーへの暗号化された接続を提供し、サーバーへの接続が途中で侵害/改ざんされないようにします。
• FTP (ファイル転送プロトコル) は一目瞭然です。 サーバー間またはサーバーからコンピューターにファイルを転送できます。
• POP3 (Post Office Protocol 3)は、電子メール クライアントがサーバーから電子メールをダウンロードできるようにし、後でオフラインで表示できるようにします。
• SMPT (Simple Mail Transfer Protocol)は POP に似ていますが、メールの送受信が可能です。

TCP/IP は標準ですが、常に最適であるとは限りません

モデルの利点は欠点を上回ります。 ただし、参考までに、TCP/IP はセットアップが複雑で、小規模なネットワークには正確に適合しないこと、およびプロトコルを簡単に置き換えることができないことを知っておく必要があります。

可能な限り最良の方法でレイヤーを説明することは適切ではない場合があります。 OSI モデルは、すべてがどのように機能するかを理解するのに役立つため、依然として好まれています。

それにもかかわらず、重要なビットのほとんどに追いつくことができ、可能な限り迅速に情報を送受信できます.