مروری بر مدل TCP/IP شبکه های کامپیوتری

در این درس به مفاهیم پایه ای شبکه پرداخته می شود. شبکه بر مبنای مدل TCP/IP بنا نهاده شده است. به صورت ساده یک شبکه در منزل خودتان را در نظر بگیرید که لپ تاپ به صورت wireless یا از طریق کابل شبکه به مودم متصل می شود. ساختار اینترنت به دو صورت است:

1. فناوری DSL: مخفف عبارت Digital Subscriber Line است. در این روش از طریق مودم ADSL و خط تلفن به اینترنت متصل می شویم. در این روش به طور همزمان ارسال و دریافت اینترنت و تماس های تلفنی صورت می گیرد. ساختار DSL تکنولوژی های مختلفی دارد که نمونه آن ADSL، ADSL 2 +، VDSL و HDSL است.

2. فناوری Cable Modem (CATV) :CATV مخفف عبارت Cable Television است که علاوه بر ارسال و دریافت داده های اینترنتی، می توانید سیگنال های مربوط به شبکه های تلویزیونی را دریافت نمایید.

شبکه های فوق را اصطلاحاً Home-based Network می نامند که به عنوان شبکه های SOHO نیز شناخته می شوند. واژه SOHO مخفف عبارت Small Office Home Office است. هدف از این تکنولوژی این است که یک سری Device به یکدیگر متصل شوند (به صورت سیمی یا بی سیم). سپس تمامی این Device به شبکه بسیار بسیار بزرگ اینترنت متصل می شوند.

آموزش شبکه های کامپیوتری – دوره نتورک پلاس

هدف اصلی ما بررسی شبکه های بزرگ یا همان Enterprise است. در واقع سازمان ها یا شرکت هایی که دارای تعداد کاربر زیاد و شعب متعدد هستند به عنوان شبکه های Enterprise شناخته می شوند. در این نوع شبکه ها تکنولوژی های بسیار بیشتر و پیشرفته تر مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین در این ساختارها از Device های قدرتمندتر استفاده می شود. در واقع شبکه Enterprise همانند شبکه های Home-based است اما در مقیاس بزرگتر است و دارای تجهیزات گران قیمت تر و تجهیزات قدرتمندتر است.

به عنوان مثال فرض کنید که یک شرکت دارای شعبه مرکزی در تهران است که اصطلاحاً به آن Head Quarter می گویند. این شرکت دارای شعبات دیگری در شهرهای مشهد، اصفهان و شیراز است که از طریق یک شبکه زیرساخت با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. به عنوان مثال این شرکت در تهران 1500 کاربر، در مشهد 500 کاربر، در اصفهان 700 کاربر و در شیراز 200 کاربر دارد. در واقع شبکه Enterprise بستر ارتباطی بین این شعب و کاربران با یکدیگر را فراهم می کند.

TCP/IP Networking Model

مدل شبکه (Network Model) گاهی اوقات به عنوان یک Networking Architecture یا Networking Blueprint شناخته می شود. علاوه بر این با عبارت TCP/TP Reference Model نیز معرفی می شود. همه اینا در واقع یک سری اسناد و مدارک هستند که قوانین و قواعد استفاده از شبکه را تعیین می کنند. Networking Model یک مدل مرجع است که به عنوان مثال در آن نحوه ارتباط دو Device با یکدیگر توضیح داده شده است. در این اسناد از واژه Protocol به طور مکرر استفاده شده است.

پروتکل (Protocol) مجموعه ای از قوانین و قواعدی است که مشخص می کند در صورت نیاز به اتصال یک Device به یک سرور یا یک Device دیگر می بایست قوانین معینی رعایت شود. به عنوان مثال قصد دارید که با وب سرور Google ارتباط برقرار کنید. برای این کار نیاز دارید که با پروتکل های HTTP و HTTPS آشنا باشید. وقتی قصد دارید به صورت ریموت به یک سرور متصل شوید می بایست یک سری پروتکل های ارتباطی را رعایت کنید. امروزه تمامی Device ها از مدل TCP/IP استفاده می کنند.

به طور کلی پروتکل ها بر دو نوع هستند: Standard Protocols و Vendor Proprietary Protocols. منظور از پروتکل های Vendor Proprietary پروتکل هایی است که اختصاصی یک سازنده است. به عنوان مثال کامپیوترهای IBM دارای پروتکل هایی خاصی برای ارتباط با یکدیگر بودند.

در دهه 1990 مدل TCP/IP مطرح شد و کم کم سازنده ها به سمت این مدل حرکت کردند. سازمان International Standardization Organization در سال 1970 مدل OSI را معرفی کرد. کار مدل OIS برقراری ارتباط بین کامپیوترها بود. در واقع OSI پروتکل های شبکه را استاندارد کرد و سازنده های تجهیزات شبکه را ملزم کرد که از این استانداردها استفاده کنند.

در مدل TCP/IP پروتکل های بسیار زیادی وجود دارد که device ها برای برقراری ارتباط با یکدیگر از این پروتکل های استفاده می کنند. پروتکل های موجود در TCP/IP از یک سری داکیومنت استفاده می کنند که به آن ها Requests For Comments (RFC) می گویند. به عنوان مثال با جستجو در اینترنت می توانید RFC مربوط به پروتکل های HTTPS، FTP و غیره را جستجو کنید. علاوه بر این سازمان IEEE استانداردهای خاصی را در زمینه های LAN و غیره ایجاد کرده است. بنابراین TCP/IP مجموعه ای از قوانین است که اگر دو یا چند دستگاه بخواهند در شبکه با یکدیگر ارتباط برقرار کنند می بایست از این قوانین تبعیت کنند.

لایه ها در مدل TCP/IP

از مدل TCP/IP از مفهومی به نام لایه (Layer) استفاده می شود. این مدل دارای پنج لایه ذیل است که هر یک وظایف خاص خود را دارند: Application، Transport، Network، Data Link و Physical.