Käytämme kaikki Internetiä joka päivä kaikenlaisiin asioihin edes ajattelematta, miten se kaikki toimii. Napsauta vain painiketta, ja posti lähetetään. Muutamassa sekunnissa, toisessa päässä, posti on vastaanotettu. Se on kaikki niin nopeaa ja yksinkertaista. Voimme kaikki sopia sen nopeasti. Mutta onko se todella niin yksinkertaista? Oletko koskaan miettinyt, mitä kulissien takana tapahtuu, mikä tekee verkottumisesta niin sujuvan ja yksinkertaisen? Verkottumisen selkäranka on ns. TCP/IP-malli, ja se on tänään pääaiheemme.

Tässä viestissä selitämme TCP/IP -mallin tarkoituksen ja yritämme kuvata sen toiminnan.

Mikä on TCP/IP -malli?

Verkot toimivat oikein, koska kaikki laitteet ja ohjelmistot seuraavat tiettyä sääntöä, joka tulee standardien ja protokollien muodossa. Nykyään eniten käytetty verkkomalli on TCP/IP. Jokainen laite, jonka on tarkoitus muodostaa yhteys tänään valmistettuun Internetiin, on TCP/IP: n tuella.

Jokainen Windows PC tukee TCP/IP -protokollaa (samoin kuin jokainen macOS -tietokone, jokainen iOS -laite, jokainen Android -laite, et.)

TCP/IP on malli, jota käytetään tietokoneverkon standardisointiin. Se määrittelee tavan, jolla tietokoneet kommunikoivat verkossa. TCP/IP -malli koostuu muutamasta kerroksesta. Jokaisen tietokoneen toiseen lähetetyn tiedon on läpäistävä kaikki nämä kerrokset ennen lähettämistä ja/tai vastaanottamista.

Mitä TCP TCP/IP: ssä tarkoittaa?

TCP on lyhenne siirronhallintaprotokollasta. Se on viestintästandardi, joka mahdollistaa pakettien lähettämisen Internetissä ja varmistaa, että paketit saadaan onnistuneesti toisessa päässä.

TCP määrittelee tapa, jolla sovellustiedot lähetetään tietokoneelta Internetin kautta toiseen tietokoneeseen tai palvelimeen. TCP jakaa tiedot pienempiin bitteihin, joita kutsutaan segmenteiksi ennen niiden lähettämistä. Jokaiselle lähetetylle segmentille TCP -protokolla luo otsikon, jolla on joitain perustietoja kyseisestä segmentistä.

Otsikko sisältää tietoja lähde- ja kohdeporteista. Laitteiden väliseen viestintään käytetty sovellus määrittää porttinumeron. Esimerkiksi, jos sovellus on HTTP (jos yrität avata verkkosivuston), kohdeportti on 80. Jos yrität käydä HTTPS -verkkosivustolla, kohdeportti on 443. Kun käytät SMTP -sähköpostipalvelinta, kohdepaikka Portti on 25. Jos yrität siirtää tiedostoja palvelimelta (FTP -protokolla), otsikon kohdeportti on 20 ja 21.

Olettaen, että TCP tuottaa satunnaisesti asiakas, joka kommunikoi jonkinlaisen palvelimen kanssa, laitteesi lähdeportit. Kun vierailet verkkosivustolla, olet asiakas, joka kommunikoi verkkopalvelimen (HTTP tai HTTPS -palvelin) kanssa. Joten, kun kirjoitat verkko -osoitetta ja painut ENTER, TCP määrittää satunnaisesti jonkin lähdeportin tietylle Web -selaimesi välilehdelle. Tämän portin kautta tietokoneesi vastaanottaa tiedot palvelimelta.

Kun pyyntösi saavuttaa verkkopalvelimen, palvelin lähettää tiedot sinulle. Tiedoissa on myös TCP -otsikko lähde- ja kohdeportit. Tässä tapauksessa lähdeportti on 80 (HTTP -verkkosivusto) tai 443 (HTTPS -verkkosivusto), ja kohdeportti on tietokoneen TCP: n satunnaisesti luomaiden porttinumero. Seurauksena on, että näet selaimesi verkkosivuston sisällön.

Lähde- ja kohdeporttien lisäksi TCP -otsikko sisältää paljon muita tietoja.

Esimerkiksi TCP antaa myös sekvenssinumeron jokaiselle datasegmentille, jotta vastaanotin tietää, ovatko kaikki segmentit saavuttaneet määränpään ja kuinka laittaa kaikki segmentit takaisin yhteen.

Lisäksi kuittausnumerot määritetään jokaiselle segmentille, jotta vastaanottaja voi kertoa lähettäjälle, minkä paketin odotetaan vastaanottavan seuraavaksi.

Tarkistussumma on toinen TCP -otsikosta löytynyt tietoa. Tätä tietoa käytetään virheiden havaitsemiseen. Jokaiselle datasegmentille ennen sen lähettämistä TCP laskee kyseisen segmentin tarkistussumman. Kun se segmentti saavuttaa vastaanottimen, vastaanottava kone laskee myös tarkistussumman. Jos arvot vastaavat, tiedot vastaanotetaan. Jos tarkistussummat eivät vastaa, vastaanotin pudottaa tiedot.

TCP -otsikko sisältää vielä muutama bitti tietoa, mutta ei saa vaikeuttaa asioita liikaa. Tämä on enemmän kuin tarpeeksi selittää, kuinka TCP/IP -malli toimii. Jos haluat oppia lisää TCP -otsikosta, katso alla oleva video.

TCP -otsikko selitti

Kaikkien näiden TCP -otsikon tietojen tarkoituksena on varmistaa, että lähettäjältä saajalle on turvallinen ja luotettava tietovirta.

TCP ei ole ainoa tiedonsiirtoon käytetty protokolla. Toista yleistä protokollaa kutsutaan UDP: n tai käyttäjän datagrammiprotokollaksi. Se on samanlainen kuin TCP, mutta paljon yksinkertaisempi. Jokaisella UDP: llä lähetetyssä tietosegmentissä on myös otsikko, mutta otsikko on paljon pienempi. Se sisältää vain lähde- ja kohdeportit, pituuden ja tarkistussumman. UDP ei ole yhtä luotettava, ja yhteyden laadusta riippuen saatat menettää paljon tietopaketteja. Toisaalta TCP estää tällaisia ​​tapahtumia ja lähettää kaikki kadonneen datapaketin uudelleen. Joten miksi käytämme UDP: tä, jos se on niin epäluotettava?

No, totuus on - jotkut sovellukset asettavat nopeuden ja matalan latenssiviestinnän luotettavuuden yläpuolelle. Tällaiset sovellukset ovat ääni- ja videopuheluita sekä online -pelaamista . Tällaisissa sovelluksissa tietokoneesi käyttää aina UDP -protokollaa TCP: n sijasta. Sovellukset, jotka eivät vaadi matalaa viivettä, käyttävät aina TCP: tä. Joten esimerkiksi yrittäessään ladata tai ladata tiedostoa palvelimelta, tietokoneesi käyttää TCP -protokollaa, koska se on luotettavampi ja suojaa tietojen eheyttä.

TCP vs. UDP

Mitä IP TCP/IP: ssä tarkoittaa?

IP tarkoittaa Internet -protokollaa. Se on joukko sääntöjä, jotka mahdollistavat verkon laitteiden viestinnän määrittämällä jokaiselle laitteelle yksilölliset osoitteet (IP -osoitteet) . Therere kaksi IP -protokollaa - IPv4 ja IPv6. IPv4 on parhaillaan käytössä, kun taas IPv6 ei ole vielä täysin toteutettu.

IPv4 määrittelee IP -osoitteen ainutlaatuisena 32 bitin sekvenssinä. Jokaisella verkon laitteella on oltava ainutlaatuinen osoite. Muuten se ei pysty kommunikoimaan muiden kanssa .

Kaikki IPv4 -osoitteet on jaettu viiteen luokkaan (A - E), niiden käyttämien verkkojen koon perusteella. Lisäksi ne on jaettu kahteen ryhmään - yksityiseen ja julkiseen. Yleisiä osoitteita käytetään viestinnässä Internetissä, kun taas yksityisiä osoitteita käytetään viestintään muiden LAN -verkkoon kytkettyjen laitteiden kanssa.

Kaikissa kodin laitteissa on yksityiset IP -osoitteet. Koko kotiverkossa (kaikilla kodin laitteilla) on vain yksi julkinen osoite, jonka ISP on osoittanut sille. Kaikki kotisi laitteet käyttävät yhtä julkista IP -osoitetta verkkoon, mutta he käyttävät yksityisiä osoitteita kommunikoidessaan muiden kotiverkon laitteiden kanssa.

Lopuksi, kaikki IPv4 -osoitteet voivat olla joko staattisia tai dynaamisia. Staattiset osoitteet pysyvät yhdellä laitteella (palvelin, tietokone, tulostin, pelaaminen) ja eivät muutu ajan myötä - yhdellä laitteella on aina sama osoite. Dynaamiset osoitteet muuttuvat ajan myötä.

IP -osoitteiden tarkoitus TCP/IP -mallissa on melko ilmeinen. Ilman niitä laitteemme eivät voineet vastaanottaa tai lähettää tietoja, koska tiedot eivät tiedä minne mennä.

TCP/IP -kerrokset

Kuten mainittiin, TCP/IP -malli on joukko sääntöjä ja protokollia, jotka määrittelevät, kuinka data kulkee tietokoneelta toiseen. TCP ja IP ovat tämän mallin selkäranka, mutta siihen on vähän enemmän.

Nykyään käytetty TCP/IP -malli koostuu viidestä kerroksesta - sovelluksesta, kuljetuksista, verkosta, datalinkistä ja fyysisestä kerroksesta.

Jokaisen tiedon on läpäistävä kaikki nämä kerrokset ennen lähettämistä. Sen on myös läpäistävä kaikki vastaanottavan pään kerrokset ennen vastaanottamista.

Alkuperäinen malli koostui neljän kerroksen sovelluksesta, kuljetuksesta, Internetistä ja linkistä. Uusi, päivitetty TCP/IP -malli nimitti Internet -kerroksen uudelleen verkkokerrokseen, kun taas linkkikerros on jaettu kahteen tietolinkkiin ja fyysiseen kerrokseen. Joten 4 alkuperäisen kerroksen sijasta meillä on nyt 5 kerrosta.

Jokaisessa kerroksessa meillä on erilaisia ​​protokollia ja laitteita. Jokainen kerros lisää oman tiedonsa. Koko prosessi on nimeltään kapselointi. Kun tiedot saavuttavat fyysisen kerroksen, tiedot siirretään vastaanottolaitteeseen (joko Internetissä tai paljon pienemmässä LAN -verkossa). Vastaanottava laite alkaa sitten purkaa jokainen tietopaketti ja järjestää ne uudelleen.

Kuinka TCP/IP toimii?

Kuten mainittiin, tietojen on suoritettava jokaisen kerroksen läpi ennen lähettämistä (kapselointi) ja sen jälkeen sen jälkeen kunkin kerros vastaanottavassa päässä ennen kuin se vastaanotetaan (dekulaatio). Annetaan keskustella näistä kahdesta prosessista.

Tietojen kapselointi

Ylimmän kerroksen kutsutaan sovelluskerrokseksi. Ohjelmat (kuten selaimesi, Skype tai online -pelisi) ovat suoraan vuorovaikutuksessa tämän kerroksen kanssa. Kaikki alkaa tässä kerroksessa luotujen sovellustietojen avulla. Tiedot voitaisiin olla kaikki tietokoneelta lähetetyt tiedostot toiseen tietokoneeseen. Se voi olla myös pyyntösi avata verkkosivusto tai komento videopelissä. Tämä kerros koostuu sovellusprotokollista, kuten HTTP (epävarma verkkosivusto), HTTPS (suojatut verkkosivustot), SMTP (sähköpostiprotokolla), FTP (tiedostonsiirtoprotokolla), Telnet, SSH jne.

Alla oleva kerros on kuljetuskerros - thats missä TCP asuu yhdessä UDP: n kanssa. Täällä data hienonnettiin pieniksi tietojen bittiiksi, joita kutsutaan segmenteiksi. Segmentoimalla tietoja TCP mahdollistaa paljon nopeamman lähetyksen ja antaa jokaiselle paketille mahdollisuuden kulkea nopeimman reitin. He eivät välttämättä saapua määränpäähän samassa järjestyksessä, mutta siksi meillä on TCP -otsikot. Jokainen segmentti saa TCP -otsikon, kuten edellä on käsitelty. Edellisen kerroksen sovelluksen perusteella TCP määrittelee lähde- ja kohdeportit. Varmistaakseen, että jokainen tieto saavuttaa määränpäänsä ja että kaikki tiedot vastaanotetaan oikein, TCP lisää myös kaikki muut puhumme.

Suositeltu lukeminen:

Kuljetuskerroksen jälkeen tiedot siirtyvät verkkokerrokseen, missä osoite tapahtuu. Se on missä Internet -protokolla asuu. Verkkokerroksessa jokainen paketti vastaanottaa ns. IP-otsikon, joka sisältää tietoja lähde- ja kohde-IP-osoitteesta. Tällä tavalla paketti tietää, mihin se menee samoin kuin mistä se tuli. Kun kuljetuskerroksen segmentti saavuttaa verkkokerroksen ja vastaanottaa IP -otsikon, siitä tulee paketti. Reitittimet toimivat myös verkkokerroksessa, koska ne vastaavat IP -osoitteesta LAN -verkkoissa

Lopuksi data saavuttaa tietolinkkikerroksen. Tässä jokainen paketti vastaanottaa paitsi otsikon myös perävaunun. Otsikko sisältää lähde- ja kohde -MAC -osoitteet, kun taas perävaunu sisältää virheen tarkistustiedot, jotka auttavat vastaanottolaitetta tarkistamaan, onko tiedot vastaanotettu oikein. Data -linkkikerros sisältää Ethernet. Ethernet -kytkimet toimivat myös tässä kerroksessa. Tietolinkkikerroksen ohittamisen jälkeen paketista tulee kehys.

Lopuksi on fyysinen kerros, joka sisältää kaiken, mitä voit todella koskettaa (lukuun ottamatta reitittimiä ja kytkimiä). Kaapelit ja verkkokortit kuuluvat tähän kerrokseen. Kun tiedot saavuttavat fyysisen kerroksen, se siirtyy fyysisesti vastaanottavaan päähän.

Tietojen dekulaatio

Tiedot siirretään fyysisesti määränpäähän, ja se on silloin, kun dekapsointiprosessi alkaa. Data -linkkikerroksessa kohdekone tarkistaa jokaisen kehyksen. Se tarkistaa lähteen ja kohde -Mac -osoitteen. Jos kohde -MAC -osoite vastaa kohdekonetta, datalinkkikerros työntää kehyksen edelleen verkkokerrokseen.

Täällä vastaanottokone tarkistaa kohde -IP -osoitteen. Jos paketti on tarkoitettu kyseiselle tietokoneelle, se menee pidemmälle kuljetuskerrokseen. TCP -otsikko tarkistetaan, ja jos kaikki on oikein, tiedot lähetetään sovelluskerrokseen, missä ne lopulta vastaanotetaan.

Lopulliset ajatukset

Siellä sinulla on se. Toivottavasti nyt ymmärrät, mikä TCP/IP -malli on, mihin sitä käytetään ja miten se toimii. Pysy ajan tasalla mielenkiintoisempia artikkeleita verkottumisesta!