پروتکل TCP/IP

 TCP/IP پروتکل استاندارد در اکثر شبکه های بزرگ است . با اينکه پروتکل فوق کند و مستلزم استفاده از منابع زيادی است ، ولی بدليل مزايای بالای آن نظير : قابليت روتينگ ، حمايت در اغلب پلات فورم ها و سيستم های عامل همچنان در زمينه استفاده از پروتکل ها حرف اول را می زند. با استفاده از پروتکل فوق کاربران با در اختيار داشتن ويندوز و پس از اتصال به شبکه اينترنت، براحتی قادر به ارتباط با کاربران ديگر خواهند بود که از مکينتاش استفاده می کند
 امروزه کمتر محيطی را می توان يافت که نيازبه دانش کافی در رابطه با TCP/IP نباشد. حتی سيستم عامل شبکه ای ناول که ساليان متمادی از پروتکل IPX/SPX برای ارتباطات  استفاده می کرد، در نسخه شماره پنج خود به ضرورت استفاده از پروتکل فوق واقف و نسخه اختصاصی خود را در اين زمينه ارائه نمود.
پروتکل TCP/IP در ابتدا برای استفاده در شبکه ARPAnet ( نسخه قبلی اينترنت ) طراحی گرديد. وزارت دفاع امريکا با همکاری برخی از دانشگاهها اقدام به طراحی يک سيستم جهانی نمود که دارای قابليت ها و ظرفيت های متعدد حتی در صورت بروز جنگ هسته ای باشد. پروتکل ارتباطی برای شبکه فوق ، TCP/IP در نظر گرفته شد.

اجزای پروتکل TCP/IP
پروتکل TCP/IP از مجموعه پروتکل های ديگر تشکيل شده که هر يک در لايه مربوطه، وظايف خود را انجام می دهند. پروتکل های موجود در لايه های Transport و Network دارای اهميت بسزائی بوده و در ادامه به بررسی آنها خواهيم پرداخت .
 

پروتکل های موجود در لايه Network پروتکل TCP/IP

پروتکل های 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 دارای مجموعه گسترده ای از ساير پروتکل ها است . پروتکل های فوقبه عنوان مجموعه ابزارهائی برای مشاهده ، اشکال زدائی و اخذ اطلاعات و ساير عمليات مورد استفاده قرار می گيرند.در اين بخش به معرفی برخی از اين پروتکل ها خواهيم پرداخت .

مدل آدرس دهی IP
علاوه بر جايگاه پروتکل ها، يکی ديگر از عناصر مهم در زيرساخت شبکه های مبتنی بر TCP/IP مدل آدرس دهی IP است . مدل انتخابی می بايست اين اطمينان را بوجود آورد که اطلاعات ارسالی بدرستی به مقصد خواهند رسيد. نسخه شماره چهار IP ( نسخه فعلی ) از 32 بيت برای آدرس دهی استفاده کرده که به منظور تسهيل در امر نمايش بصورت چهار عدد صحيح ( مبنای ده ) که بين آنها نقطه استفاده شده است نمايش داده می شوند.

نحوه اختصاص IP
نحوه اختصاص IP به عناصر مورد نياز در شبکه های مبتنی بر TCP/IP يکی از موارد بسيار مهم است . اختصاص IP ممکن است بصورت دستی و توسط مديريت شبکه انجام شده و يا انجام رسالت فوق بر عهده عناصر سرويس دهنده نرم افزاری نظير DHCP و يا NAT گذاشته گردد

Subnetting
يکی از مهمترين عمليات در رابطه با اختصاص IP مسئله Subnetting است . مسئله فوق به عنوان هنر و علمی است که ماحصل آن تقسيم يک شبکه به مجموعه ای از شبکه های کوچکتر (Subnet) از طريق بخدمت گرفتن ۳۲ بيت با نام Subnet mask بوده که بنوعی مشخصه (ID) شبکه را مشخص خواهد کرد.

کالبد شکافی آدرس های IP
هر دستگاه  در شبکه های مبتنی بر TCP/IP دارای يک آدرس منحصر بفرد است . آدرس فوق IP ناميده می شود. يک آدرس IP  مطابق زير است :

216.27.61.137

به منظور بخاطر سپردن آسان آدرس های IP ، نحوه نما يش آنها بصورت دسيمال ( مبنای دهدهی ) بوده که توسط چهار عدد که توسط نقطه از يکديگر جدا می گردند ،  است .  هر يک از اعداد فوق را octet می گويند. کامپيوترها برای ارتباط با يکديگر از مبنای دو ( باينری ) استفاده می نمايند.  فرمت باينری آدرس IP اشاره شده بصورت زير است :

11011000.00011011.00111101.10001001

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

پنج کلاس متفاوت IP  بهمراه برخی آدرس های خاص ، تعريف شده است :

NET

Host (Node)

115.

24.53.107

NET

Host (Node)

145.24.

53.107

NET

Host(Node)

195.24.53.

107

  •  کلاس D . از کلاس فوق برای multicasts استفاده می شود. در چنين حالتی يک گره ( ميزبان)  بسته اطلاعاتی خود را برای  يک گروه خاص ارسال می دارد. تمام دستگاه های موجود در گروه ، بسته اطلاعاتی ارسال شده را دريافت خواهند کرد. ( مثلا" يک روتر سيسکو آخرين وضعيت بهنگام شده خود را برای  ساير روترهای سيسکو ارسال می دارد ) کلاس فوق نسبت به سه کلاس قبلی دارای ساختاری کاملا" متفاوت است. اولين ، دومين ، سومين و چهارمين بيت به ترتيب دارای مقادير يک ، يک ، يک و صفر می باشند.28 بيت باقيمانده به منظور مشخص نمودن گروههائی از کامپيوتر بوده که پيام Multicast برای آنان در نظر گرفته می شود. کلاس فوق قادر به آدرسی دهی  268.435.456 (226 )  کامپيوتر است

NET

Host(Node)

224.

24.53.107

  •  کلاس E . از کلاس فوق برای موارد تجربی استفاده می شود. کلاس فوق نسبت به سه کلاس اوليه دارای ساختاری متفاوت است . اولين ، دومين ، سومين و چهارمين بيت به ترتيب دارای مقادير يک ، يک ، يک و يک می باشند.28 بيت باقيمانده به منظور مشخص نمودن گروههائی از کامپيوتر بوده که پيام Multicast برای آنان در نظر گرفته می شود. کلاس فوق قادر به آدرسی دهی  268.435.456 (226 )  کامپيوتر است

NET

Host(Node)

240.

24.53.107

  • BroadCast . پيام هائی با آدرسی از اين نوع ، برای تمامی کامپيوترهای در شبکه ارسال خواهد شد. اين نوع پيام ها همواره دارای آدرس زير خواهند بود :

255.255.255.255

  • آدرس های رزو شده . آدرس های IP زيربه منظور استفاده در شبکه های خصوصی (اينترانت ) رزو شده اند :

    10.x.x.x
    172.16.x.x - 172.31.x.x 192.168.x.x

IP  نسخه شش . نسخه فوق برخلاف نسخه فعلی که از 32 بيت به منظور آدرس دهی استفاده می نمايد ، از 128 بيت برای آدرس دهی استفاده می کند. هر شانزده بيت بصورت مبنای شانزده نمايش داده می شود. :

2b63:1478:1ac5:37ef:4e8c:75df:14cd:93f2

خلاصه :

Class

1st Octet

2nd Octet

3rd Octet

4th Octet

 

Net ID

Host ID

A

 

 

 

 

 

Net ID

Host ID

B

 

 

 

 

 

Net ID

Host ID

C

 

 

 

 

Network Type

Address Range

Normal Netmask

Comments

Class A

001.x.x.x to 126.x.x.x

255.0.0.0

For very large networks

Class B

128.1.x.x to 191.254.x.x

255.255.0.0

For medium size networks

Class C

192.0.1.x to 223.255.254.x

255.255.255.0

For small networks

Class D

224.x.x.x to 239.255.255.255

 

Used to support multicasting

Class E

240.x.x.x to 247.255.255.255