شبكة الكمبيوتر | نموذج TCP/IP

تم تطوير نموذج TCP/IP قبل نموذج OSI.
لا يشبه نموذج TCP/IP نموذج OSI تمامًا.
يتكون نموذج TCP/IP من خمس طبقات: طبقة التطبيق، وطبقة النقل، وطبقة الشبكة، وطبقة ارتباط البيانات، والطبقة المادية.
توفر الطبقات الأربع الأولى المعايير المادية وواجهة الشبكة والشبكات البينية ووظائف النقل التي تتوافق مع الطبقات الأربع الأولى من نموذج OSI ويتم تمثيل هذه الطبقات الأربع في نموذج TCP/IP بطبقة واحدة تسمى طبقة التطبيق.
TCP/IP هو بروتوكول هرمي يتكون من وحدات تفاعلية، وتوفر كل واحدة منها وظائف محددة.

هنا، يعني التسلسل الهرمي أن كل بروتوكول من بروتوكولات الطبقة العليا مدعوم ببروتوكولين أو أكثر من بروتوكولات المستوى الأدنى.

وظائف طبقات TCP/IP:

طبقة الوصول إلى الشبكة

طبقة الشبكة هي الطبقة الأدنى في نموذج TCP/IP.
طبقة الشبكة هي مزيج من الطبقة المادية وطبقة ارتباط البيانات المحددة في النموذج المرجعي لـ OSI.
فهو يحدد كيفية إرسال البيانات فعليًا عبر الشبكة.
هذه الطبقة مسؤولة بشكل أساسي عن نقل البيانات بين جهازين على نفس الشبكة.
تتمثل الوظائف التي تقوم بها هذه الطبقة في تغليف مخطط بيانات IP في إطارات مرسلة بواسطة الشبكة وتعيين عناوين IP في عناوين فعلية.
البروتوكولات المستخدمة من قبل هذه الطبقة هي إيثرنت، حلقة رمزية، FDDI، X.25، ترحيل الإطار.

طبقة الإنترنت

طبقة الإنترنت هي الطبقة الثانية من نموذج TCP/IP.
تُعرف طبقة الإنترنت أيضًا بطبقة الشبكة.
المسؤولية الرئيسية لطبقة الإنترنت هي إرسال الحزم من أي شبكة، وتصل إلى الوجهة بغض النظر عن المسار الذي تسلكه.

فيما يلي البروتوكولات المستخدمة في هذه الطبقة:

بروتوكول الملكية الفكرية: يتم استخدام بروتوكول IP في هذه الطبقة، وهو الجزء الأكثر أهمية في مجموعة TCP/IP بأكملها.

فيما يلي مسؤوليات هذا البروتوكول:

عنونة IP:يطبق هذا البروتوكول عناوين المضيف المنطقية المعروفة باسم عناوين IP. يتم استخدام عناوين IP بواسطة الإنترنت والطبقات العليا لتحديد الجهاز وتوفير توجيه الشبكة البينية.التواصل بين المضيف والمضيف:فهو يحدد المسار الذي سيتم من خلاله نقل البيانات.تغليف البيانات وتنسيقها:يقبل بروتوكول IP البيانات من بروتوكول طبقة النقل. يضمن بروتوكول IP إرسال البيانات واستلامها بشكل آمن، ويقوم بتغليف البيانات في رسالة تُعرف باسم مخطط بيانات IP.التجزئة وإعادة التجميع:يُعرف الحد المفروض على حجم مخطط بيانات IP بواسطة بروتوكول طبقة ارتباط البيانات باسم وحدة الإرسال القصوى (MTU). إذا كان حجم مخطط بيانات IP أكبر من وحدة MTU، فسيقوم بروتوكول IP بتقسيم مخطط البيانات إلى وحدات أصغر بحيث يمكنها الانتقال عبر الشبكة المحلية. يمكن إجراء التجزئة بواسطة المرسل أو جهاز التوجيه الوسيط. وفي جانب المستقبل، يتم إعادة تجميع كافة الأجزاء لتكوين رسالة أصلية.التوجيه:عندما يتم إرسال مخطط بيانات IP عبر نفس الشبكة المحلية مثل LAN، MAN، WAN، يُعرف ذلك بالتسليم المباشر. عندما يكون المصدر والوجهة على الشبكة البعيدة، يتم إرسال مخطط بيانات IP بشكل غير مباشر. يمكن تحقيق ذلك عن طريق توجيه مخطط بيانات IP عبر أجهزة مختلفة مثل أجهزة التوجيه.

بروتوكول ARP

يعنيARP بروتوكول تحليل العنوان .
ARP هو بروتوكول طبقة الشبكة يُستخدم للعثور على العنوان الفعلي من عنوان IP.

طلب ARP:عندما يريد المرسل معرفة العنوان الفعلي للجهاز، فإنه يبث طلب ARP إلى الشبكة.رد ARP:سيقبل كل جهاز متصل بالشبكة طلب ARP ويعالج الطلب، لكن المستلم فقط هو من يتعرف على عنوان IP ويرسل عنوانه الفعلي في شكل رد ARP. يضيف المستلم العنوان الفعلي إلى ذاكرة التخزين المؤقت الخاصة به وإلى رأس مخطط البيانات

بروتوكول ICMP

إنها آلية يستخدمها المضيفون أو أجهزة التوجيه لإرسال إشعارات تتعلق بمشاكل مخطط البيانات إلى المرسل.
ينتقل مخطط البيانات من جهاز توجيه إلى جهاز توجيه حتى يصل إلى وجهته. إذا كان جهاز التوجيه غير قادر على توجيه البيانات بسبب بعض الظروف غير العادية مثل الارتباطات المعطلة، أو احتراق الجهاز أو ازدحام الشبكة، فسيتم استخدام بروتوكول ICMP لإبلاغ المرسل بأن مخطط البيانات غير قابل للتسليم.
يستخدم بروتوكول ICMP بشكل أساسي مصطلحين:

المسؤولية الأساسية لبروتوكول ICMP هي الإبلاغ عن المشاكل، وليس تصحيحها. ومسؤولية التصحيح تقع على المرسل .

يستطيع ICMP إرسال الرسائل إلى المصدر فقط، وليس إلى أجهزة التوجيه المتوسطة لأن مخطط بيانات IP يحمل عنوان المصدر والوجهة ولكن ليس جهاز التوجيه الذي تم تمريره إليه.

طبقة النقل

طبقة النقل مسؤولة عن الموثوقية والتحكم في التدفق وتصحيح البيانات التي يتم إرسالها عبر الشبكة.

البروتوكولان المستخدمان في طبقة النقل هما بروتوكول مخطط بيانات المستخدم وبروتوكول التحكم في الإرسال .

وهو يوفر خدمة بدون اتصال وتسليم الإرسال من طرف إلى طرف.
إنه بروتوكول غير موثوق به لأنه يكتشف الأخطاء ولكن لا يحدد الخطأ.
يكتشف بروتوكول مخطط بيانات المستخدم الخطأ، ويقوم بروتوكول ICMP بإبلاغ المرسل بالخطأ بأن مخطط بيانات المستخدم قد تعرض للتلف.

عنوان المنفذ المصدر:

عنوان منفذ الوجهة:

الطول الاجمالي:

المجموع الاختباري:

لا يحدد UDP الحزمة المفقودة. يحتوي UDP على المجموع الاختباري فقط؛ ولا يحتوي على أي معرف لقطعة البيانات.

ويوفر خدمات طبقة النقل الكاملة للتطبيقات.
يقوم بإنشاء دائرة افتراضية بين المرسل والمستقبل، وتكون نشطة طوال مدة الإرسال.
يعد TCP بروتوكولًا موثوقًا به لأنه يكتشف الخطأ ويعيد إرسال الإطارات التالفة. ولذلك، فهو يضمن وجوب استلام جميع المقاطع والاعتراف بها قبل اعتبار الإرسال مكتملًا والتخلص من الدائرة الافتراضية.
في نهاية الإرسال، يقوم TCP بتقسيم الرسالة بأكملها إلى وحدات أصغر تعرف باسم المقطع، ويحتوي كل مقطع على رقم تسلسل مطلوب لإعادة ترتيب الإطارات لتكوين رسالة أصلية.
عند الطرف المتلقي، يقوم TCP بجمع كافة المقاطع وإعادة ترتيبها بناءً على أرقام التسلسل.

طبقة التطبيقات

طبقة التطبيق هي الطبقة العليا في نموذج TCP/IP.
وهي مسؤولة عن التعامل مع البروتوكولات عالية المستوى وقضايا التمثيل.
تسمح هذه الطبقة للمستخدم بالتفاعل مع التطبيق.
عندما يريد أحد بروتوكولات طبقة التطبيق الاتصال بطبقة تطبيق أخرى، فإنه يعيد توجيه بياناته إلى طبقة النقل.
هناك غموض يحدث في طبقة التطبيق. لا يمكن وضع كل تطبيق داخل طبقة التطبيق باستثناء التطبيقات التي تتفاعل مع نظام الاتصال. على سبيل المثال: لا يمكن اعتبار محرر النصوص في طبقة التطبيق أثناء استخدام متصفح الويب HTTP بروتوكول للتفاعل مع الشبكة حيث HTTP البروتوكول هو بروتوكول طبقة التطبيق.

فيما يلي البروتوكولات الرئيسية المستخدمة في طبقة التطبيق:
HTTP:يرمز HTTP إلى بروتوكول نقل النص التشعبي. يتيح لنا هذا البروتوكول الوصول إلى البيانات عبر شبكة الإنترنت العالمية. يقوم بنقل البيانات في شكل نص عادي وصوت وفيديو. يُعرف باسم بروتوكول نقل النص التشعبي لأنه يتمتع بكفاءة الاستخدام في بيئة النص التشعبي حيث توجد قفزات سريعة من مستند إلى آخر.سنمب:يرمز SNMP إلى بروتوكول إدارة الشبكة البسيط. وهو إطار يستخدم لإدارة الأجهزة على الإنترنت باستخدام مجموعة بروتوكولات TCP/IP.SMTP:يرمز SMTP إلى بروتوكول نقل البريد البسيط. يُعرف بروتوكول TCP/IP الذي يدعم البريد الإلكتروني ببروتوكول نقل البريد البسيط. يُستخدم هذا البروتوكول لإرسال البيانات إلى عنوان بريد إلكتروني آخر.DNS:DNS لتقف على نظام اسم المجال. يتم استخدام عنوان IP لتحديد اتصال المضيف بالإنترنت بشكل فريد. لكن الناس يفضلون استخدام الأسماء بدلاً من العناوين. لذلك، يُعرف النظام الذي يقوم بتعيين الاسم إلى العنوان باسم نظام اسم المجال.تلنت:وهو اختصار للشبكة الطرفية. فهو ينشئ الاتصال بين الكمبيوتر المحلي والكمبيوتر البعيد بطريقة تجعل المحطة المحلية تبدو وكأنها محطة طرفية في النظام البعيد.بروتوكول نقل الملفات:FTP يرمز إلى بروتوكول نقل الملفات. FTP هو بروتوكول إنترنت قياسي يستخدم لنقل الملفات من كمبيوتر إلى كمبيوتر آخر.