สถาปัตยกรรมโปรโตคอล TCP / IP และเลเยอร์

การสื่อสารเป็นกระบวนการถ่ายโอนข้อมูลจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง อาจเป็นการส่งสายจากอุปกรณ์เครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่งหรือโอนไฟล์จากคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่ง สงครามโลกได้นำวิวัฒนาการอันยิ่งใหญ่ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อการสื่อสาร ทุกวันนี้เราใช้วิธีการสื่อสารแบบดิจิทัลทุกที่ ด้วยการพัฒนาของเทคโนโลยีทำให้อุปกรณ์สื่อสารหลายประเภทถูกนำมาใช้ เพื่อสร้างการสื่อสารที่เหมาะสมและปราศจากข้อผิดพลาดระหว่างอุปกรณ์ประเภทต่างๆและการกำหนดค่าที่แตกต่างกันอุปกรณ์ทั้งหมดต้องเป็นไปตามโปรโตคอลมาตรฐานบางอย่าง หนึ่งในโปรโตคอลมาตรฐานสำหรับการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ต่างๆคือโปรโตคอล TCP / IP

TCP / IP Protocol คืออะไร?

โปรโตคอล TCP / IP ย่อมาจาก Transmission Control Protocol / Internet Protocol ได้รับการพัฒนาโดยกระทรวงกลาโหมสหรัฐอเมริกาในปี 1960 มันเป็นแบบจำลองความคิดที่มีชุดของ โปรโตคอลการสื่อสาร ใช้สำหรับการถ่ายโอนข้อมูลทางอินเทอร์เน็ตและ เครือข่ายคอมพิวเตอร์

โปรโตคอลนี้บอกให้เราทราบว่าข้อมูลควรได้รับการจัดการจัดเก็บถ่ายโอนเข้ารหัสและถอดรหัสโดยอุปกรณ์สำหรับการสื่อสารแบบ end-to-end ระหว่างอุปกรณ์อย่างไร เป็นโปรโตคอลหลักของ Intenet Protocol Suite TCP / IP ให้การถ่ายโอนข้อมูลที่เชื่อถือได้ปลอดภัยและปราศจากข้อผิดพลาดระหว่างแอปพลิเคชันที่ทำงานบนโฮสต์ผ่านสื่ออินเทอร์เน็ต

เว็บแอปพลิเคชันยอดนิยมมากมายเช่นเวิลด์ไวด์เว็บอีเมล ฯลฯ ใช้โปรโตคอลนี้

พื้นฐานโปรโตคอล TCP / IP

TCP / IP เป็นโปรโตคอลแบบเลเยอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบเครือข่าย เพื่อทำความเข้าใจการทำงานของโปรโตคอลเครือข่ายให้เราดูตัวอย่างของการส่งแบบธรรมดา

ในการส่งการจัดส่งจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งมีส่วนเกี่ยวข้อง ในตอนแรกควรบรรจุหีบห่อและจ่าหน้าซอง จากนั้นพนักงานส่งของจะนำพัสดุจากผู้ส่งไปยังห้องจัดส่งจดหมาย ที่นี่พัสดุจะถูกจัดเรียงตามที่อยู่และโหลดในรถตู้และจัดส่งไปยังสำนักงานระยะไกล ที่สำนักงานระยะไกลพัสดุจะถูกวางไว้ในถาดสำหรับบุรุษไปรษณีย์ จากนั้นบุรุษไปรษณีย์จะรวบรวมพัสดุและส่งมอบให้กับผู้รับ

โปรโตคอลเครือข่ายเช่น TCP / IP ยังทำงานในลักษณะเดียวกันในขณะที่ส่งข้อมูลและข้อมูลจากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่ง มีสี่ชั้นที่แบ่งงานตามลำดับ ได้แก่ Application Layer, Transport Layer, Networking Layer และ Data Link Layer จากบนลงล่าง เลเยอร์ทั้งหมดเหล่านี้มีฟังก์ชันเฉพาะและสื่อสารกับเลเยอร์ด้านบนและด้านล่างเมื่อถ่ายโอนข้อมูล

สถาปัตยกรรมโปรโตคอล TCP / IP

เป็นโพรโทคอลสแต็กสี่ชั้น ช่วยในการเชื่อมต่อโครงข่ายของอุปกรณ์เครือข่ายผ่านอินเทอร์เน็ต แต่ละเลเยอร์ประกอบด้วยโปรโตคอลบางอย่างที่ช่วยในการทำงานของเลเยอร์ โปรโตคอล TCP / IP สี่ชั้น ได้แก่ Application Layer, Transport Layer, Networking / Internet Layer และ Data Link / physical layer

Data-Flow-of-TCP / IP-protocol

แอปพลิเคชันการนำเสนอและเลเยอร์เซสชันของโมเดล OSI จะรวมกันเป็น Application / Process Layer ในโปรโตคอล TCP / IP เป็นชั้นบนสุดของกองโปรโตคอลนี้ เลเยอร์นี้ควบคุมอินเทอร์เฟซผู้ใช้และการสื่อสารแบบโหนดต่อโหนด เลเยอร์นี้มีอินเทอร์เฟซเครือข่ายอินเทอร์เน็ตและฟังก์ชันการขนส่ง ส่งข้อมูลไปยังชั้นการขนส่ง

ความน่าเชื่อถือการควบคุมการไหลและการแก้ไขข้อมูลที่ส่งผ่านเครือข่ายจะได้รับการดูแลโดยเลเยอร์การขนส่ง User Datagram Protocol และ Transmission control protocol มีอยู่ในเลเยอร์การขนส่ง หลังจากเลเยอร์การขนส่งแล้วการควบคุมจะถูกกำหนดให้กับเลเยอร์อินเทอร์เน็ต

ชั้นอินเทอร์เน็ตเรียกอีกอย่างว่าชั้นเครือข่าย หน้าที่ของมันคือการย้ายแพ็กเก็ตข้อมูลทางอินเทอร์เน็ตไปยังปลายทาง แพ็กเก็ตข้อมูลสามารถใช้เส้นทางที่ปรับให้เหมาะสมตามที่เลเยอร์นี้แนะนำ โปรโตคอล -IP Protocol ที่สำคัญที่สุดมีอยู่ในเลเยอร์นี้ โปรโตคอลนี้ทำหน้าที่ในการเพิ่มที่อยู่ IP ให้กับข้อมูลกำหนดเส้นทางแพ็กเก็ตการห่อหุ้มข้อมูลการจัดรูปแบบ

เลเยอร์สุดท้ายในสแต็กโปรโตคอล TCP / IP คือเลเยอร์การเข้าถึงเครือข่าย เป็นการรวมเลเยอร์ฟิสิคัลและดาต้าลิงค์ของโมเดล OSI การส่งข้อมูลทางกายภาพผ่านเครือข่ายระหว่างอุปกรณ์สองเครื่องจะถูกควบคุมโดยเลเยอร์นี้ การแมปที่อยู่ IP ของอุปกรณ์กับที่อยู่จริงก็ทำได้ที่เลเยอร์นี้เช่นกัน

ชุดโปรโตคอล

โปรโตคอลคือชุดของกฎที่บอกและชี้นำว่าระบบควรสื่อสารอย่างไร ชุดโปรโตคอลคือชุดของโปรโตคอลที่ออกแบบมาเพื่อทำงานร่วมกัน ชุดโปรโตคอลที่มีเพียงโปรโตคอลเดียวเรียกว่าโปรโตคอลสแต็กเดียว แต่โปรโตคอลประเภทนี้ไม่เสถียรมากและมักจะต้องเปลี่ยนซอฟต์แวร์โปรโตคอลทั้งหมดหากมีการเปลี่ยนแปลงใด ๆ กับแอปพลิเคชัน

เพื่อให้การใช้งานโปรโตคอลมีความยืดหยุ่นมากขึ้นจึงมีการเสนอสแต็กโปรโตคอลแบบเลเยอร์ โพรโทคอลสแต็กประเภทนี้ประกอบด้วยโปรโตคอลที่จัดเรียงในระดับที่แตกต่างกันโดยแต่ละระดับจะปฏิบัติงานบางอย่าง แต่ละระดับสามารถสื่อสารกับระดับด้านบนและด้านล่างได้ ที่นี่งานหรือการทำงานของระดับหรือเลเยอร์สามารถเปลี่ยนแปลงหรือแก้ไขได้โดยไม่กระทบกับเลเยอร์อื่น

TCP / IP เป็นชุดโปรโตคอล 4 ชั้น ใช้โมเดล OSI เป็นกรอบแนวคิด ชุดนี้ประกอบด้วยโปรโตคอลต่างๆที่จัดเรียงในสี่ระดับ ได้รับการตั้งชื่อตามโปรโตคอลที่ได้รับความนิยมสูงสุดสองโปรโตคอลคือโปรโตคอลควบคุมการส่งและโปรโตคอลอินเทอร์เน็ต

โปรโตคอลที่มีอยู่ใน Application Layer

HTTP - HyperText Transfer Protocol โปรโตคอลนี้อนุญาตให้ผู้ใช้เข้าถึงข้อมูลผ่านทางเว็บทั่วโลก สามารถใช้ในสภาพแวดล้อมไฮเปอร์เท็กซ์และส่งข้อมูลในรูปแบบข้อความธรรมดาเสียงและวิดีโอ

SNMP - Simple Network Management Protocol ซึ่งจัดการอุปกรณ์ผ่านอินเทอร์เน็ต

SMTP - โปรโตคอลการโอนจดหมายเดียว โปรโตคอลนี้จัดการการส่งและรับอีเมล

DNS - ระบบชื่อโดเมนจะจับคู่ชื่อโฮสต์กับที่อยู่ IP ของโฮสต์ซึ่งเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต

TELNET - Terminal Network เพื่อสร้างการเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์ในระบบและคอมพิวเตอร์ระยะไกล

FTP - File Transfer Protocol ใช้สำหรับการส่งไฟล์จากคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่ง

โปรโตคอลที่มีอยู่ใน Transport Layer

UDP - UserDatagram โปรโตคอล จะบอกผู้ใช้เกี่ยวกับการมีอยู่ของข้อผิดพลาด โปรโตคอลนี้ให้การส่งข้อมูลแบบ end-to-end สำหรับแพ็กเก็ตข้อมูลโปรโตคอลนี้จะเพิ่มส่วนหัว 8 ไบต์ ส่วนหัวประกอบด้วยสี่ฟิลด์ - ที่อยู่พอร์ตต้นทาง 16 บิตที่อยู่พอร์ตปลายทาง 16 บิตฟิลด์ 16 บิตสำหรับระบุความยาวทั้งหมดและฟิลด์การตรวจสอบ 16 บิต

ที่อยู่พอร์ตต้นทางให้ที่อยู่ของโปรแกรมแอปพลิเคชันที่สร้างข้อความ ที่อยู่พอร์ตปลายทางคือที่อยู่ของแอปพลิเคชันปลายทางที่จะต้องส่งข้อมูล ฟิลด์ความยาวรวมให้ข้อมูลเกี่ยวกับจำนวนไบต์ทั้งหมดที่มีอยู่ในดาตาแกรม ข้อมูลที่มีอยู่ในฟิลด์ checksum ถูกใช้สำหรับการตรวจจับข้อผิดพลาด

TCP - โปรโตคอลควบคุมการส่ง โปรโตคอลนี้ใช้งานได้ตลอดระยะเวลาของการส่งข้อมูล จากวงจรเสมือนระหว่างผู้ส่งและผู้รับ ที่ฝั่งผู้ส่งโปรโตคอลจะแยกข้อมูลในรูปแบบของหน่วยเล็ก ๆ ที่เรียกว่าเซ็กเมนต์ แต่ละกลุ่มจะเชื่อมโยงกับหมายเลขลำดับซึ่งช่วยในการจัดลำดับกลุ่มใหม่จากข้อความต้นฉบับ

ในตอนท้ายของเครื่องรับ TCP จะรวบรวมเซ็กเมนต์ทั้งหมดและจัดลำดับใหม่ตามหมายเลขลำดับ เมื่อใดก็ตามที่โปรโตคอลตรวจพบข้อผิดพลาดมันจะส่งเซ็กเมนต์ซ้ำ หลังจากตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนทั้งหมดได้รับการส่งและรับทราบและการส่งเสร็จสมบูรณ์แล้วโปรโตคอลจะละทิ้งวงจรเสมือน

โปรโตคอลที่มีอยู่ในชั้นอินเทอร์เน็ต

IP โปรโตคอล - นี่คือโปรโตคอลที่สำคัญที่สุดของชุดโปรโตคอล TCP / IP ในการระบุอุปกรณ์ผ่านอินเทอร์เน็ตและสร้างการกำหนดเส้นทางอินเทอร์เน็ตโปรโตคอลนี้ใช้ที่อยู่โฮสต์แบบลอจิคัลที่เรียกว่าที่อยู่ IP สำหรับอุปกรณ์โฮสต์แต่ละเครื่อง โปรโตคอลนี้รับข้อมูลจากเลเยอร์การขนส่งและทำให้มั่นใจได้ว่ามีการส่งข้อมูลจากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอีกอุปกรณ์หนึ่งอย่างปลอดภัย

จะแปลงส่วนข้อมูลเป็น IP Datagrams หากขนาดของดาตาแกรมใหญ่กว่าขีด จำกัด ที่จัดเตรียมโดยเลเยอร์ถัดไป - เลเยอร์ลิงก์โปรโตคอล IP จะแยกส่วนดาตาแกรมออกเป็นส่วนเล็ก ๆ เพื่อให้สามารถส่งผ่านเครือข่ายท้องถิ่นได้อย่างง่ายดาย ในตอนท้ายของการรับส่วนต่างๆเหล่านี้จะถูกจัดเรียงใหม่ให้เป็นข้อความต้นฉบับ เราเตอร์ใช้ในการส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อผ่านเครือข่ายระยะไกล

ARP - โปรโตคอลการแก้ไขที่อยู่ โปรโตคอลนี้ค้นหาที่อยู่จริงจากที่อยู่ IP อุปกรณ์ผู้ส่งที่ต้องการทราบที่อยู่จริงของอุปกรณ์รับจะส่งคำขอ ARP ผ่านเครือข่าย อุปกรณ์ทั้งหมดที่มีอยู่ในเครือข่ายได้รับคำขอนี้ประมวลผลและผู้รับจะรับรู้ที่อยู่ IP ที่มีอยู่ในคำขอและส่งที่อยู่จริงผ่านทาง ARP ตอบกลับ

ดังนั้นโปรโตคอลเหล่านี้ทั้งหมดจึงรวมกันเป็นชุดโปรโตคอล TCP / IP แอปพลิเคชั่นจะเลือกประเภทของโปรโตคอลที่จะใช้ในแต่ละเลเยอร์ตามฟังก์ชันที่มีให้โดยโปรโตคอล ชุดโปรโตคอลนี้สามารถแก้ไขได้ง่ายและเข้ากันได้กับฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์และระบบปฏิบัติการทุกประเภท เดิมออกแบบมาสำหรับระบบปฏิบัติการ UNIX

เราเตอร์และสวิตช์เป็นตัวอย่างของอุปกรณ์เครือข่ายที่ใช้ในการส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อผ่านอินเทอร์เน็ต เนื่องจากโปรโตคอล TCP / IP ใช้โมเดล OSI เป็นข้อมูลอ้างอิงซึ่งเป็นเลเยอร์ของ แบบจำลอง OSI รวมกันเป็น Application Layer ของโปรโตคอล TCP / IP?