-مفاهيم اوليه پروتکل TCP/IP ( بخش دوم )

[ccna]

-مفاهيم اوليه پروتکل TCP/IP ( بخش دوم )

در بخش اول اين مقاله ،پروتکل TCP/IP بهمراه لايه های آن معرفی گردييد . در اين بخش ، به بررسی پروتکل های موجود در TCP/IPخواهيم پرداخت .
TCP/IP ،شامل شش پروتکل اساسی( TCP,UDP,IP,ICMP,IGMP ،ARP ) و مجموعه ای از برنامه های کاربردی است. پروتکل های فوق، مجموعه ای از استادنداردها ی لازم بمنظور ارتباط بين کامپيوترها و دستگاهها را در شبکه ، فراهم می نمايد. تمامی برنامه ها و ساير پروتکل ها ی موجود در پروتکل TCP/IP ، به پروتکل های شش گانه فوق مرتبط و از خدمات ارائه شده توسط آنان استفاده می نمايند . در ادامه به تشريح عملکرد و جايگاه هر يک از پروتکل های اشاره شده ، خواهيم پرداخت .

پروتکل TCP : لايه Transport

TCP) Transmission Control Protocol) ، يکی از پروتکل های استاندارد TCP/IP است که امکان توزيع و عرضه اطلاعات ( سرويس ها) بين صرفا" دو کامپيوتر ، با ضريب اعتماد بالا را فراهم می نمايد. چنين ارتباطی ( صرفا" بين دو نقطه ) ، Unicast ناميده می شود . در ارتباطات با رويکرد اتصال گرا ، می بايست قبل از ارسال داده ، ارتباط بين دو کامپيوتر برقرار گردد . پس از برقراری ارتباط ، امکان ارسال اطلاعات برای صرفا" اتصال ايجاد شده ، فراهم می گردد . ارتباطات از اين نوع ، بسيار مطمئن می باشند ، علت اين امر به تضمين توزيع اطلاعات برای مقصد مورد نظر برمی گردد . بر روی کامپيوتر مبداء ، TCP داده هائی که می بايست ارسال گردند را در بسته های اطلاعاتی (Packet) سازماندهی می نمايد. در کامپيوتر مقصد ، TCP ، بسته های اطلاعاتی را تشخيص و داده های اوليه را مجددا" ايجاد خواهد کرد .

ارسال اطلاعات با استفاده از TCP
TCP ، بمنظور افزايش کارائی ، بسته های اطلاعاتی را بصورت گروهی ارسال می نمايد . TCP ، يک عدد سريال ( موقعيت يک بسته اطلاعاتی نسبت به تمام بسته اطلاعاتی ارسالی ) را به هريک از بسته ها نسبت داده و از Acknowledgment بمنظور اطمينان از دريافت گروهی از بسته های اطلاعاتی ارسال شده ، استفاده می نمايد. در صورتيکه کامپيوتر مقصد ، در مدت زمان مشخصی نسبت به اعلام وصول بسته های اطلاعاتی ، اقدام ننمايد ، کامپيوتر مبداء ، مجددا" اقدام به ارسال اطلاعات می نمايد. علاوه برافزودن يک دنباله عددی و Acknowledgment به يک بسته اطلاعاتی ، TCP اطلاعات مربوط به پورت مرتبط با برنامه ها ی مبداء و مقصد را نيز به بسته اطلاعاتی اضافه می نمايد. کامپيوتر مبداء ، از پورت کامپيوتر مقصد بمنظور هدايت صحيح بسته های اطلاعاتی به برنامه مناسب بر روی کامپيوتر مقصد ، استفاده می نمايد. کامپيوتر مقصد از پورت کامپيوتر مبداء بمنظور برگرداندن اطلاعات به برنامه ارسال کننده در کامپيوتر مبداء ، استفاده خواهد کرد .
هر يک از کامپيوترهائی که تمايل به استفاده از پروتکل TCP بمنظور ارسال اطلاعات دارند ، می بايست قبل از مبادله اطلاعات ، يک اتصال بين خود ايجاد نمايند . اتصال فوق ، از نوع مجازی بوده و Session ناميده می شود .دو کامپيوتر درگير در ارتباط ، با استفاده از TCP و بکمک فرآيندی با نام : Three-Way handshake ، با يکديگر مرتبط و هر يک پايبند به رعايت اصول مشخص شده در الگوريتم مربوطه خواهند بود . فرآيند فوق ، در سه مرحله صورت می پذيرد :

• مرحله اول : کامپيوتر مبداء ، اتصال مربوطه را از طريق ارسال اطلاعات مربوط به Session ، مقداردهی اوليه می نمايد ( عدد مربوط به موقعيت يک بسته اطلاعاتی بين تمام بسته های اطلاعاتی و اندازه مربوط به بسته اطلاعاتی )
• مرحله دوم : کامپيوتر مقصد ، به اطلاعات Session ارسال شده ، پاسخ مناسب را خواهد داد .
• کامپيوتر مبداء ، از شرح واقعه بکمک Acknowledgment ارسال شده توسط کامپيوتر مقصد ، آگاهی پيدا خواهد کرد .
  

پروتکل UDP : لايه Transport

UDP) User Datagram Protocol ) ، پروتکلی در سطح لايه "حمل" بوده که برنامه مقصد در شبکه را مشخص نموده و از نوع بدون اتصال است . پروتکل فوق، امکان توزيع اطلاعات با سرعت مناسب را ارائه ولی در رابطه با تضمين صحت ارسال اطلاعات ، سطح مطلوبی از اطمينان را بوجود نمی آورد . UDP در رابطه با داده های دريافتی توسط مقصد ، به Acknowledgment نيازی نداشته و در صورت بروز اشکال و يا خرابی در داده های ارسال شده ، تلاش مضاعفی بمنظور ارسال مجدد داده ها ، انجام نخواهد شد . اين بدان معنی است که داده هائی کمتر ارسال می گردد ولی هيچيک از داده های دريافتی و صحت تسلسل بسته های اطلاعاتی ، تضمين نمی گردد .از پروتکل فوق ، بمنظور انتقال اطلاعات به چندين کامپيوتر با استفاده از Broadcast و يا Multicast ، استفاده بعمل می آيد . پروتکل UDP ، در موارديکه حجم اندکی از اطلاعات ارسال و يا اطلاعات دارای اهميت بالائی نمی بانشد ، نيز استفاده می گردد. استفاده از پروتکل UDP در مواردی همچون Multicasting Streaming media ، (نظير يک ويدئو کنفرانس زنده) و يا انتشار ليستی از اسامی کامپيوترها که بمنظور ارتباطات محلی استفاده می گردند ، متداول است . بمنظور استفاده از UDP ، برنامه مبداء می بايست پورت UDP خود را مشخص نمايد دقيقا" مشابه عملياتی که می بايست کامپيوتر مقصد انجام دهد . لازم به يادآوری است که پورت های UDP از پورت های TCP مجزا و متمايز می باشند (حتی اگر دارای شماره پورت يکسان باشند ).

پروتکل IP : لايه Internet

IP) Internet Protocol ) ، امکان مشخص نمودن محل کامپيوتر مقصد در يک شبکه ارتباطی را فراهم می نمايد. IP ، يک پروتکل بدون اتصال و غيرمطمئن بوده که اولين مسئوليت آن آدرس دهی بسته های اطلاعاتی و روتينگ بين کامپيوترهای موجود در شبکه است . با اينکه IP همواره سعی در توزيع يک بسته اطلاعاتی می نمايد ، ممکن است يک بسته اطلاعاتی در زمان ارسال گرفتار مسائل متعددی نظير : گم شدن ، خرابی ، عدم توزيع با اولويت مناسب ، تکرار در ارسال و يا تاخير، گردند.در چنين مواردی ، پروتکل IP تلاشی بمنظور حل مشکلات فوق را انجام نخواهد داد ( ارسال مجدد اطلاعات درخواستی ) .آگاهی از وصول بسته اطلاعاتی در مقصد و بازيافت بسته های اطلاعاتی گم شده ، مسئوليتی است که بر عهده يک لايه بالاتر نظير TCP و يا برنامه ارسال کننده اطلاعات ، واگذار می گردد .

عمليات انجام شده توسط IP
می توان IP را بعنوان مکانی در نظر گرفت که عمليات مرتب سازی و توزيع بسته های اطلاعاتی در آن محل ، صورت می پذيرد .بسته ها ی اطلاعاتی توسط يکی از پروتکل های لايه حمل ( TCP و يا UDP) و يا از طريق لايه " ايترفيس شبکه " ، برای IP ارسال می گردند . اولين وظيفه IP ، روتينگ بسته های اطلاعاتی بمنظور ارسال به مقصد نهائی است . هر بسته اطلاعاتی ، شامل آدرس IP مبداء ( فرستنده ) و آدرس IP مقصد ( گيرنده ) می باشد. در صورتيکه IP ، آدرس مقصدی را مشخص نمايد که در همان سگمنت موجود باشد ، بسته اطلاعاتی مستقيما" برای کامپيوتر مورد نظر ارسال می گردد . در صورتيکه آدرس مقصد در همان سگمنت نباشد ، IP ، می بايست از يک روتر استفاده و اطلاعات را برای آن ارسال نمايد.يکی ديگر از وظايف IP ، ايجاد اطمينان از عدم وجود يک بسته اطلاعاتی ( بلاتکليف ! ) در شبکه است . بدين منظور محدوديت زمانی خاصی در رابطه با مدت زمان حرکت بسته اطلاعاتی در طول شبکه ، در نظر گرفته می شود .عمليات فوق، توسط نسبت دادن يک مقدار TTL)Time To Live) به هر يک از بسته های اطلاعاتی صورت می پذيرد. TTL ، حداکثر مدت زمانی را که بسته اطلاعاتی قادر به حرکت در طول شبکه است را مشخص می نمايد( قبل از اينکه بسته اطلاعاتی کنار گذاشته شود) .

پروتکل ICMP : لايه Internet

ICMP) Internet Control Message Protocol) ، امکانات لازم در خصوص اشکال زدائی و گزارش خطاء در رابطه با بسته های اطلاعاتی غيرقابل توزيع را فراهم می نمايد. با استفاده از ICMP ، کامپيوترها و روترها که از IP بمنظور ارتباطات استفاده می نمايند ، قادر به گزارش خطاء و مبادله اطلاعاتی محدود در رابطه وضعيت بوجود آمده می باشند. مثلا" در صورتيکه IP ، قادر به توزيع يک بسته اطلاعاتی به مقصد مورد نظر نباشد ، ICMP يک پيام مبتنی بر غيرقابل دسترس بودن را برای کامپيوتر مبداء ارسال می دارد . با اينکه پروتکل IP بمنظور انتقال داده بين روترهای متعدد استفاده می گردد ، ولی ICMP به نمايندگی از TCP/IP ، مسئول ارائه گزارش خطاء و يا پيام های کنترلی است . تلاش ICMP ، در اين جهت نيست که پروتکل IP را بعنوان يک پروتکل مطمئن مطرح نمايد ، چون پيام های ICMP دارای هيچگونه محتوياتی مبنی بر اعلام وصول پيام (Acknowledgment) بسته اطلاعاتی نمی باشند . ICMP ، صرفا" سعی در گزارش خطاء و ارائه فيدبک های لازم در رابطه با تحقق يک وضعيت خاص را می نمايد .

پروتکل IGMP : لايه Internet

IGMP) Internet Group Managment Protocol) ، پروتکلی است که مديريت ليست اعضاء برای IP Multicasting ، در يک شبکه TCP/IP را بر عهده دارد . IP Multicasting، فرآيندی است که بر اساس آن يک پيام برای گروهی انتخاب شده از گيرندگان که گروه multicat ناميده می شوند ؛ ارسال می گردد . IGMP ليست اعضاء را نگهداری می نمايد .
مديريت IP Multicasting
تمامی اعضاء يک گروه multicast ، به ترافيک IP هدايت شده به يک آدرس Multicast IP ، گوش داده و بسته های اطلاعاتی ارسال شده به آن آدرس را دريافت می نمايند. زمانيکه چندين کامپيوتر نيازمند دستيابی به اطلاعاتی نظير Streaming media باشند، يک آدرس IP رزوشده برای multicasting استفاده می گردد. روترها که بمنظور پردازش multicast پيکربندی می گردند، اطلاعات را انتخاب و آنها را برای تمامی مشترکين گروه multicast ارسال ( Forward ) می نمايند . بمنظور رسيدن اطلاعات Multicast به گيرندگان مربوطه ، هر يک از روترهای موجود در مسير ارتباطی می بايست ، قادر به حمايت از Multicasting باشند . کامپيوترهای مبتنی بر سيستم عامل وينوز 2000 ، قادر به ارسال و دريافت IP Multicast ، می باشند .

پروتکل ARP : لايه Internet

ARP) Address Resolution Protocol) ، پروتکلی است که مسئوليت مسئله " نام به آدرس" را در رابطه با بسته های اطلاعاتی خروجی (Outgoing) ، برعهده دارد . ماحصل فرآيند فوق ، Mapping آدرس IP به آدرسMAC )Media Access Control) ، مربوطه است . کارت شبکه از آدرس MAC ، بمنظور تشخيص تعلق يک بسته اطلاعاتی به کامپيوتر مربوطه ، استفاده می نمايند . بدون آدرس های MAC ، کارت های شبکه ، دانش لازم در خصوص ارسال بسته های اطلاعاتی به لايه بالاتر بمنظور پردازش های مربوطه را دارا نخواهند بود . همزمان با رسيدن بسته های اطلاعاتی به لايه IP بمنظور ارسال در شبکه ، آدرس های MAC مبداء و مقصد به آن اضافه می گردد .
ARP ، از جدولی خاص بمنظور ذخيره سازی آدرس های IP و MAC مربوطه ، استفاده می نمايد. محلی از حافظه که جدول فوق در آنجا ذخيره می گردد ، ARP Cache ناميده می شود. ARP Cache هر کامپيوتر شامل mapping لازم برای کامپيوترها و روترهائی است که صرفا" بر روی يک سگمنت مشابه قرار دارند.
Physical Address Resolution
پروتکل ARP ، آدرس IP مقصد هر يک از بسته های اطلاعاتی خروجی را با ARP Cache مقايسه تا آدرس MAC مقصد مورد نظر را بدست آورد . در صورتيکه موردی پيدا گردد ، آدرس MAC از Cache بازيابی می گردد . در غير اينصورت ؛ ARP درخواستی را برای کامپيوتری که مالکيت IP را برعهده دارد ، Broadcast نموده و از وی می خواهد که آدرس MAC خود را اعلام نمايد . کامپيوتر مورد نظر ( با IP مربوطه ) ، در ابتدا آدرس MAC کامپيوتر ارسال کننده درخواست را به Cache خود اضافه نموده و در ادامه پاسخ لازم را از طريق ارسال آدرس MAC خود ، به متقاضی خواهد داد . زمانيکه پاسخ ARP توسط درخواست کننده ، دريافت گرديد ، در ابتدا با استناد به اطلاعات جديد دريافتی، Cache مربوطه بهنگام و در ادامه بسته اطلاعاتی به مقصد کامپيوتر مورد نظر ارسال می گردد .
در صورتيکه مقصد يک بسته اطلاعاتی ، سگمنتی ديگر باشد ، ARP ، آدرس MAC را به روتر مسئول در سگمنت مربوطه ، تعميم خواهد داد ( در مقابل آدرس مربوط به کامپيوتر مقصد ) . روتر ، در ادامه مسئول يافتن آدرس MAC مقصد و يا Forwarding بسته اطلاعاتی برای روتر ديگر است .

در بخش سوم اين مقاله به بررسی ، برنامه ها و ابزارهای کمکی در رابطه با پروتکل TCP/IP ، خواهيم پرداخت .

inja kasi nazar nemide