Kommunikation ist der Prozess der Übertragung von Informationen von einem Ort zum anderen. Entweder kann es sich um die Übertragung von Anrufen von einem Gerät zu einem anderen oder um die Übertragung von Dateien von einem Computer zu einem anderen handeln. Die Weltkriege haben die Kommunikationselektronik enorm weiterentwickelt. Heute verwenden wir überall digitale Kommunikationsmethoden. Mit der Entwicklung der Technologie werden viele Arten von Kommunikationsgeräten implementiert. Um eine ordnungsgemäße und fehlerfreie Kommunikation zwischen Geräten unterschiedlichen Typs und unterschiedlicher Konfiguration herzustellen, müssen alle Geräte einigen Standardprotokollen folgen. Ein solches Standardprotokoll für die Kommunikation zwischen verschiedenen Geräten ist das TCP / IP-Protokoll.
Was ist das TCP / IP-Protokoll?
Das TCP / IP-Protokoll steht für das Transmission Control Protocol / Internet Protocol. Es wurde in den 1960er Jahren vom US-Verteidigungsministerium entwickelt. Es ist ein konzeptionelles Modell mit einer Reihe von Kommunikationsprotokolle verwendet für die Übertragung von Informationen über das Internet und Computernetzwerke.
Dieses Protokoll gibt an, wie Daten von den Geräten für die End-to-End-Kommunikation zwischen Geräten adressiert, gespeichert, übertragen, codiert und decodiert werden sollen. Es ist das Hauptprotokoll der Intenet Protocol Suite. TCP / IP bietet eine zuverlässige, sichere und fehlerfreie Datenübertragung zwischen Anwendungen, die auf Hosts über ein Internetmedium ausgeführt werden.
Viele beliebte Webanwendungen wie das World Wide Web, E-Mail usw. verwenden dieses Protokoll.
Grundlegendes TCP / IP-Protokoll
TCP / IP ist ein im Netzwerk weit verbreitetes Schichtprotokoll. Um die Funktionsweise des Netzwerkprotokolls zu verstehen, sehen wir uns ein Beispiel für eine einfache Bereitstellung an.
Um eine Lieferung von einem Ort an einen anderen zu senden, sind bestimmte Aufgaben erforderlich. Zunächst sollte das Paket verpackt und adressiert werden. Dann bringt der Zusteller das Paket vom Absender in den Postversandraum. Hier werden die Pakete nach Adresse sortiert und in Lieferwagen verladen und an ein entferntes Büro versandt. In der Gegenstelle werden die Pakete in ein Fach für den Postboten gelegt. Dann holt der Postbote das Paket ab und liefert es an den Empfänger.
Das Netzwerkprotokoll wie TCP / IP funktioniert auf ähnliche Weise auch beim Senden von Informationen und Daten von einem Gerät zu einem anderen. Es hat vier Ebenen, die die Aufgaben entsprechend aufteilen. Sie sind die Anwendungsschicht, die Transportschicht, die Netzwerkschicht und die Datenverbindungsschicht von oben nach unten. Alle diese Ebenen haben ihre spezifischen Funktionen und kommunizieren bei der Datenübertragung mit den darüber und darunter liegenden Ebenen.
TCP / IP-Protokollarchitektur
Es ist ein vierschichtiger Protokollstapel. Es hilft bei der Verbindung von Netzwerkgeräten über das Internet. Jede Schicht enthält bestimmte Protokolle, die das Funktionieren der Schicht unterstützen. Die vier Schichten des TCP / IP-Protokolls sind Anwendungsschicht, Transportschicht, Netzwerk- / Internetschicht und Datenverbindung / physikalische Schicht.
Datenfluss des TCP / IP-Protokolls
Die Anwendungs-, Präsentations- und Sitzungsschichten des OSI-Modells werden als Anwendungs- / Prozessschicht im TCP / IP-Protokoll kombiniert. Es ist die oberste Schicht dieses Protokollstapels. Diese Schicht steuert die Benutzeroberfläche und die Kommunikation von Knoten zu Knoten. Diese Schicht bietet die Netzwerkschnittstelle, das Internetworking und die Transportfunktionen. Es sendet die Daten an die Transportschicht.
Die Zuverlässigkeit, Flusskontrolle und Korrektur von Daten, die über das Netzwerk gesendet werden, wird von der Transportschicht übernommen. Das Benutzerdatagrammprotokoll und das Übertragungssteuerungsprotokoll sind in der Transportschicht vorhanden. Nach der Transportschicht wird die Steuerung an die Internetschicht übergeben.
Die Internetschicht wird auch als Netzwerkschicht bezeichnet. Seine Funktion besteht darin, die Datenpakete über das Internet zum Ziel zu verschieben. Datenpakete können jede der von dieser Schicht vorgeschlagenen optimierten Routen annehmen. Das wichtigste Protokoll -IP-Protokoll ist in dieser Schicht vorhanden. Dieses Protokoll ist für das Hinzufügen der IP-Adressen zu den Daten, das Weiterleiten der Pakete, die Datenkapselung und die Formatierung verantwortlich.
Die letzte Schicht im TCP / IP-Protokollstapel ist die Netzwerkzugriffsschicht. Dies ist die Kombination der physischen und Datenverbindungsschichten des OSI-Modells. Die physische Datenübertragung über ein Netzwerk zwischen zwei Geräten wird von dieser Schicht gesteuert. Auf dieser Ebene erfolgt auch die Zuordnung der IP-Adressen der Geräte zu physischen Adressen.
Protokoll-Suite
Ein Protokoll besteht aus einer Reihe von Regeln, die festlegen und steuern, wie Systeme kommunizieren sollen. Eine Protokollsuite ist eine Sammlung von Protokollen, die für die Zusammenarbeit ausgelegt sind. Die Protokollsuite mit nur einem Protokoll wird als Single-Stack-Protokoll bezeichnet. Diese Art von Protokoll ist jedoch sehr instabil und erfordert häufig die Änderung der gesamten Protokollsoftware, wenn Änderungen an der Anwendung vorgenommen werden.
Um die Protokollnutzung flexibler zu gestalten, wurde der geschichtete Protokollstapel vorgeschlagen. Diese Art von Protokollstapel besteht aus Protokollen, die auf verschiedenen Ebenen angeordnet sind, wobei jede Ebene eine bestimmte Aufgabe ausführt. Jede Ebene kann mit den darüber und darunter liegenden Ebenen kommunizieren. Hier kann die Aufgabe oder die Funktionsweise einer Ebene oder Ebene geändert oder modifiziert werden, ohne andere Ebenen zu beeinflussen.
TCP / IP ist eine 4-lagige Protokollsuite. Es nimmt das OSI-Modell als konzeptionellen Rahmen. Diese Suite besteht aus verschiedenen Protokollen, die auf vier Ebenen angeordnet sind. Es ist nach seinen beiden beliebtesten Protokollen benannt - dem Übertragungssteuerungsprotokoll und dem Internetprotokoll.
Die in der Anwendungsschicht vorhandenen Protokolle
HTTP - HyperText Transfer Protocol. Mit diesem Protokoll kann der Benutzer über das World Wide Web auf die Daten zugreifen. Es kann in der Hypertext-Umgebung verwendet werden und Daten in Form von Klartext, Audio und Video senden.
SNMP - Einfaches Netzwerkverwaltungsprotokoll, das Geräte über das Internet verwaltet.
SMTP - Single Mail Transfer Protocol. Dieses Protokoll verwaltet das Senden und Empfangen von E-Mails
DNS - Domain Name System, ordnet die Hostnamen der Host-IP-Adresse zu, die mit dem Internet verbunden sind.
TELNET - Terminal Network, um die Verbindung zwischen dem lokalen Computer und dem Remotecomputer herzustellen.
FTP - File Transfer Protocol, das zum Übertragen von Dateien von einem Computer auf einen anderen verwendet wird.
Die in der Transportschicht vorhandenen Protokolle
UDP - UserDatagram-Protokoll. Es informiert den Benutzer über das Vorhandensein eines Fehlers. Dieses Protokoll ermöglicht die End-to-End-Übertragung von Daten. Zu diesem Datenpaket fügt dieses Protokoll 8 Byte Header hinzu. Der Header besteht aus vier Feldern - Quellportadresse von 16 Bit, Zielportadresse von 16 Bit, einem 16-Bit-Feld zur Angabe der Gesamtlänge und einem Prüfsummenfeld von 16 Bit.
Die Quellportadresse gibt die Adresse des Anwendungsprogramms an, das die Nachricht erstellt hat. Die Zielportadresse ist die Adresse der Zielanwendung, an die die Daten übertragen werden müssen. Das Feld Gesamtlänge gibt Auskunft über die Gesamtzahl der im Datagramm vorhandenen Bytes. Die im Prüfsummenfeld vorhandenen Informationen werden zur Fehlererkennung verwendet.
TCP - Übertragungssteuerungsprotokoll. Dieses Protokoll ist für die Dauer der Datenübertragung aktiv. Es von einer virtuellen Verbindung zwischen Sender und Empfänger. Auf der Absenderseite zerlegt das Protokoll die Daten in Form kleiner Einheiten, die als Segmente bezeichnet werden. Jedes Segment ist mit einer Sequenznummer verknüpft, mit deren Hilfe die Segmente aus der ursprünglichen Nachricht neu angeordnet werden können.
Auf der Empfängerseite sammelt TCP alle Segmente und ordnet sie entsprechend ihrer Sequenznummern neu an. Immer wenn das Protokoll einen Fehler erkennt, überträgt es das Segment erneut. Nachdem sichergestellt wurde, dass alle Segmente übertragen und bestätigt wurden und die Übertragung abgeschlossen ist, verwirft das Protokoll die virtuelle Verbindung.
In der Internetschicht vorhandene Protokolle
IP-Protokoll - Dies ist das wichtigste Protokoll der TCP / IP-Protokollsuite. Um das Gerät über das Internet zu identifizieren und das Internetwork-Routing einzurichten, implementiert dieses Protokoll logische Hostadressen, die als IP-Adressen für jedes Hostgerät bezeichnet werden. Dieses Protokoll akzeptiert die Daten von der Transportschicht und gewährleistet die sichere Übertragung von Daten von einem Gerät zu einem anderen.
Es konvertiert die Datensegmente in IP-Datagramme. Wenn die Größe des Datagramms größer ist als der Grenzwert, den die nächste Schicht - die Verbindungsschicht - vorsieht, fragmentiert das IP-Protokoll das Datagramm in kleine Teile, damit sie problemlos über das lokale Netzwerk übertragen werden können. Auf der Empfangsseite werden diese Segmente neu angeordnet, um die ursprüngliche Nachricht zu bilden. Router werden verwendet, um die Daten zwischen Geräten zu senden, die über das entfernte Netzwerk verbunden sind.
ARP - Adressauflösungsprotokoll. Dieses Protokoll ermittelt die physischen Adressen aus den IP-Adressen. Die Sendergeräte, die die physikalische Adresse des Empfängergeräts wissen möchten, senden eine ARP-Anfrage über das Netzwerk. Alle in den Netzwerken vorhandenen Geräte empfangen diese Anforderung, verarbeiten sie und der Empfänger erkennt die in der Anforderung vorhandene IP-Adresse und sendet ihre physische Adresse über die ARP-Antwort.
Somit bilden alle diese Protokolle zusammen die TCP / IP-Protokollsuite. Die Anwendungen wählen anhand der von den Protokollen bereitgestellten Funktionen aus, welcher Protokolltyp auf jeder Ebene verwendet werden soll. Diese Protokollsuite kann leicht geändert werden und ist mit allen Arten von Computerhardware und Betriebssystemen kompatibel. Es wurde ursprünglich für das UNIX-Betriebssystem entwickelt.
Router und Switches sind Beispiele für Netzwerkgeräte, die zur Übertragung von Daten zwischen über das Internet verbundenen Geräten verwendet werden. Da das TCP / IP-Protokoll das OSI-Modell als Referenz verwendet, welche Schichten des OSI-Modell werden als Anwendungsschicht des TCP / IP-Protokolls kombiniert?
