TCP/IP پروتكل استاندارد در اكثر شبكه های بزرگ است . با اینكه پروتكل فوق كند و مستلزم استفاده از منابع زیادی است ، ولی بدلیل مزایای بالای آن نظیر : قابلیت روتینگ ، حمایت در اغلب پلات فورم ها و سیستم های عامل همچنان در زمینه استفاده از پروتكل ها حرف اول را می زند. با استفاده از پروتكل فوق كاربران با در اختیار داشتن ویندوز و پس از اتصال به شبكه اینترنت، براحتی قادر به ارتباط با كاربران دیگر خواهند بود كه از مكینتاش استفاده می كند
امروزه كمتر محیطی را می توان یافت كه نیازبه دانش كافی در رابطه با TCP/IP نباشد. حتی سیستم عامل شبكه ای ناول كه سالیان متمادی از پروتكل IPX/SPX برای ارتباطات استفاده می كرد، در نسخه شماره پنج خود به ضرورت استفاده از پروتكل فوق واقف و نسخه اختصاصی خود را در این زمینه ارائه نمود.
پروتكل TCP/IP در ابتدا برای استفاده در شبكه ARPAnet ( نسخه قبلی اینترنت ) طراحی گردید. وزارت دفاع امریكا با همكاری برخی از دانشگاهها اقدام به طراحی یك سیستم جهانی نمود كه دارای قابلیت ها و ظرفیت های متعدد حتی در صورت بروز جنگ هسته ای باشد. پروتكل ارتباطی برای شبكه فوق ، TCP/IP در نظر گرفته شد.
اجزای پروتكل TCP/IP
پروتكل TCP/IP از مجموعه پروتكل های دیگر تشكیل شده كه هر یك در لایه مربوطه، وظایف خود را انجام می دهند. پروتكل های موجود در لایه های Transport و Network دارای اهمیت بسزائی بوده و در ادامه به بررسی آنها خواهیم پرداخت .
پروتكل های موجود در لایهNetwork پروتكل TCP/IP

- پروتكلTCP)Transmission Control Protocol) ، مهمترین وظیفه پروتكل فوق اطمینان از صحت ارسال اطلاعات است . پروتكل فوق اصطلاحا" Connection-oriented نامیده می شود. علت این امر ایجاد یك ارتباط مجازی بین كامپیوترهای فرستنده و گیرنده بعد از ارسال اطلاعات است . پروتكل هائی از این نوع ، امكانات بیشتری را بمنظور كنترل خطاهای احتمالی در ارسال اطلاعات فراهم نموده ولی بدلیل افزایش بار عملیاتی سیستم كارائی آنان كاهش خواهد یافت . از پروتكل TCP بعنوان یك پروتكل قابل اطمینان نیز یاد می شود. علت این امر ارسال اطلاعات و كسب آگاهی لازم از گیرنده اطلاعات بمنظور اطمینان از صحت ارسال توسط فرستنده است . در صورتیكه بسته های اطلاعاتی بدرستی دراختیار فرستنده قرار نگیرند، فرستنده مجددا" اقدام به ارسال اطلاعات می نماید.

- پروتكلUDP)User Datagram Protocol) . پروتكل فوق نظیر پروتكل TCP در لایه " حمل " فعالیت می نماید. UDP بر خلاف پروتكل TCP بصورت " بدون اتصال " است. بدیهی است كه سرعت پروتكل فوق نسبت به TCP سریعتر بوده ولی از بعد كنترل خطاء تظمینات لازم را ارائه نخواهد داد. بهترین جایگاه استفاده از پروتكل فوق در مواردی است كه برای ارسال و دریافت اطلاعات به یك سطح بالا از اطمینان ، نیاز نداشته باشیم .
- پروتكلIP)Internet Protocol) . پروتكل فوق در لایه شبكه ایفای وظیفه كرده و مهمترین مسئولیت آن دریافت و ارسال بسته های اطلاعاتی به مقاصد درست است . پروتكل فوق با استفاده از آدرس های نسبت داده شده منطقی، عملیات روتینگ را انجام خواهد داد. پروتكل های موجود در لایه Application پروتكل TCP/IP


پروتكل TCP/IP صرفا" به سه پروتكل TCP ، UDP و IP محدود نشده و در سطح لایه Application دارای مجموعه گسترده ای از سایر پروتكل ها است . پروتكل های فوق بعنوان مجموعه ابزارهائی برای مشاهده ، اشكال زدائی و اخذ اطلاعات و سایر عملیات مورد استفاده قرار می گیرند.در این بخش به معرفی برخی از این پروتكل ها خواهیم پرداخت .


- پروتكلFTP)File Transfer Protocol) . از پروتكل فوق برای تكثیر فایل های موجود بر روی یك كامیپیوتر و كامپیوتر دیگر استفاده می گردد. ویندوز دارای یك برنامه خط دستوری بوده كه بعنوان سرویس گیرنده ایفای وظیفه كرده و امكان ارسال و یا دریافت فایل ها را از یك سرویس دهنده FTP فراهم می كند.
- پروتكلSNMP)Simple Network Management Protocol) . از پروتكل فوق بمنظور اخذ اطلاعات آماری استفاده می گردد. یك سیستم مدیریتی، درخواست خود را از یك آژانس SNMP مطرح و ماحصل عملیات كار در یك MIB)Management Information Base) ذخیره می گردد. MIB یك بانك اطلاعاتی بوده كه اطلاعات مربوط به كامپیوترهای موجود در شبكه را در خود نگهداری می نماید .( مثلا" چه میزان فضا ی هارد دیسك وجود دارد)
- پروتكلTelNet . با استفاده از پروتكل فوق كاربران قادر به log on ، اجرای برنامه ها و مشاهده فایل های موجود بر روی یك كامپیوتر از راه دور می باشند. ویندوز دارای برنامه های سرویس دهنده و گیرنده جهت فعال نمودن و استفاده از پتانسیل فوق است .
- پروتكلSMTP)simple Mail Transfer Protocol) . از پروتكل فوق برای ارسال پیام الكترونیكی استفاده می گردد.
- پروتكلHTTP)HyperText Transfer Protocol) . پروتكل فوق مشهورترین پروتكل در این گروه بوده و از آن برای رایج ترین سرویس اینترنت یعنی وب استفاده می گردد. با استفاده از پروتكل فوق كامپیوترها قادر به مبادله فایل ها با فرمت های متفاوت ( متن، تصاویر ،گرافیكی ، صدا، ویدئو و...) خواهند بود. برای مبادله اطلاعات با استناد به پروتكل فوق می بایست ، سرویس فوق از طریق نصب سرویس دهنده وب فعال و در ادامه كاربران و استفاده كنندگان با استفاده از یك مرورگر وب قادر به استفاده از سرویس فوق خواهند بود.
پروتكلNNTP)Network News Transfer Protocol) . از پروتكل فوق برای مدیریت پیام های ارسالی برای گروه های خبری خصوصی و عمومی استفاده می گردد. برای عملیاتی نمودن سرویس فوق می بایست سرویس دهنده NNTP بمنظور مدیریت محل ذخیره سازی پیام های ارسالی نصب و در ادامه كاربران و سرویس گیرندگان با استفاده از برنامه ای موسوم به NewsReader از اطلاعات ذخیره شده استفاده خواهند كرد مدل آدرس دهی IP


علاوه بر جایگاه پروتكل ها، یكی دیگر از عناصر مهم در زیرساخت شبكه های مبتنی بر TCP/IP مدل آدرس دهی IP است . مدل انتخابی می بایست این اطمینان را بوجود آورد كه اطلاعات ارسالی بدرستی به مقصد خواهند رسید. نسخه شماره چهار IP ( نسخه فعلی ) از 32 بیت برای آدرس دهی استفاده كرده كه بمنظور تسهیل در امر نمایش بصورت چهار عدد صحیح ( مبنای ده ) كه بین آنها نقطه استفاده شده است نمایش داده می شوند.نحوه اختصاص IP
نحوه اختصاص IP به عناصر مورد نیاز در شبكه های مبتنی بر TCP/IP یكی از موارد بسیار مهم است . اختصاص IP ممكن است بصورت دستی و توسط مدیریت شبكه انجام شده و یا انجام رسالت فوق بر عهده عناصر سرویس دهنده نرم افزاری نظیر DHCP و یا NAT گذاشته گردد
Subnetting


یكی از مهمترین عملیات در رابطه با اختصاص IP مسئله Subnetting است . مسئله فوق بعنوان هنر و علمی است كه ماحصل آن تقسیم یك شبكه به مجموعه ای از شبكه های كوچكتر (Subnet) از طریق بخدمت گرفتن 32 بیت با نام Subnet mask بوده كه بنوعی مشخصه (ID) شبكه را مشخص خواهد كرد.
كالبد شكافی آدرس هایIP

هر دستگاه در شبكه های مبتنی بر TCP/IP دارای یك آدرس منحصر بفرد است . آدرس فوقIP نامیده می شود. یك آدرسIP مطابق زیر است :216.27.61.137



بمنظور بخاطر سپردن آسان آدرس هایIP ، نحوه نما یش آنها بصورت دسیمال ( مبنای دهدهی ) بوده كه توسط چهار عدد كه توسط نقطه از یكدیگر جدا می گردند ، است . هر یك از اعداد فوق راoctet می گویند. كامپیوترها برای ارتباط با یكدیگر از مبنای دو ( باینری ) استفاده می نمایند. فرمت باینری آدرسIP اشاره شده بصورت زیر است :
11011000.00011011.00111101.10001001

همانگونه كه مشاهده می گردد ، هرIP از 32 بیت تشكیل می گردد.بدین ترتیب می توان حداكثر 4.294.967.296 آدرسمنحصربفرد را استفاده كرد( 232 ) . مثلا" آدرس 255.255.255.255 برایBroadcast ( انتشار عام ) استفاده می گردد . نمایش یكIP بصورت چهار عدد (Octet) صرفا" برای راحتی كار نبوده و از آنان برای ایجاد " كلاس هایIP " نیز استفاده می گردد. هرOctet به دو بخش مجزا تقسیم می گردد:شبكه(Net) ومیزبان(Host) . اولین octet نشاندهنده شبكه بوده و از آن برای مشخص نمودن شبكه ای كه كامپیوتر به آن تعلق دارد ، استفاده می گردد. سه بخش دیگرoctet ، نشاندهنده آدرس كامپیوتر موجود در شبكه است
پنج كلاس متفاوتIP بهمراه برخی آدرس های خاص ، تعریف شده است :
-Default Network . آدرسIP0.0.0.0 ، برای شبكه پیش فرض در نظر گرفته شده است .آدرس فوق برای مواردیكه كامپیوتر میزبان از آدرس خود آگاهی ندارد استفاده شده تا به پروتكل هائی نظیرDHCP اعلام نماید برای وی آدرسی را تخصیص دهد.

-كلاسA . كلاس فوق برای شبكه های بسیار بزرگ نظیر یك شركت بین المللی در نظر گرفته می شود. آدرس هائی كه اولینoctet آنها 1 تا 126 باشد ، كلاسA می باشند. از سهoctet دیگر بمنظور مشخص نمودن هر یك از كامپیوترهای میزبان استفاده می گردد. بدین ترتیب مجموع شبكه های كلاسA ، معادل 126 و هر یك از شبكه های فوق می توانند 16.777.214 كامپیوتر میزبان داشته باشند. ( عدد فوق از طریق حاصل2 - 224بدست آمده است ) .بنابراین تعداد تمام كامپیوترهای میزبان در شبكه های كلاسA معادل 2.147.483.648 (231) است. در شبكه های كلاسA ، بیت با ارزس بالا در اولینoctet همواره مقدار صفر را دارد.
NET

Host (Node)


115.

24.53.107

-LoopBack. آدرسIP 127.0.0.1 برایLoopBack در نظر گرفته شده است . كامپیوتر میزبان از آدرس فوق برای ارسال یك پیام برای خود استفاده می كند.( فرستنده و گیرنده پیام یك كامپیوتر می باشد) آدرس فوق اغلب برای تست و اشكال زدائی استفاده می گردد.
-كلاسB . كلاس فوق برای شبكه های متوسط در نظر گرفته می شود.( مثلا" یك دانشگاه بزرگ ) آدرس هائی كه اولینoctet آنها 128 تا 191 باشد ، كلاسB می باشند.در كلاس فوق از دومینoctet هم برای مشخص كردن شبكه استفاده می گردد. از دوoctet دیگر برای مشخص نمودن هر یك از كامپیوترهای میزبان در شبكه استفاده می گردد بدین ترتیب 16.384 ( 214) شبكه از نوع كلاسB وجود دارد. تعداد كامپیوترهای میزبان در این نوع شبكه ها( هر شبكه ) معادل 65.534 (2 -16 2 ) است . بنابراین تعداد تمام كامپیوترهای میزبان در شبكه های كلاسB معادل 1.073.741.824 (230) است در شبكه های كلاسB ، اولین و دومین بیت در اولینoctet به ترتیب مقدار یك و صفر را دارا می باشند.
NET

Host (Node)


145.24.

53.107

-كلاسC.كلاس فوق برای شبكه های كوچك تا متوسط در نظر گرفته می شود.آدرس هائی كه اولینoctet آنها 192 تا 223 باشد ، كلاسC می باشند.در كلاس فوق از دومین و سومینoctet هم برای مشخص كردن شبكه استفاده می گردد. از آخرینoctet برای مشخص نمودن هر یك از كامپیوترهای میزبان در شبكه استفاده می گردد . بدین ترتیب 2.097.152 (21 2 ) شبكه كلاسC وجود دارد.تعداد كامپیوترهای میزبان در این نوع شبكه ها( هر شبكه ) معادل 254 (2 -8 2 ) است . بنابراین تعداد تمام كامپیوترهای میزبان در شبكه های كلاسC معادل 536.870.912 ( 229 ) است. در شبكه های كلاسC ، اولین، دومین و سومین بیت در اولینoctet به ترتیب مقدار یك ، یك و صفر را دارا می باشند.
NET

Host(Node)


195.24.53.

107

-كلاسD . از كلاس فوق برایmulticasts استفاده می شود. در چنین حالتی یك گره ( میزبان) بسته اطلاعاتی خود را برای یك گروه خاص ارسال می دارد. تمام دستگاه های موجود در گروه ، بسته اطلاعاتی ارسال شده را دریافت خواهند كرد. ( مثلا" یك روتر سیسكو آخرین وضعیت بهنگام شده خود را برای سایر روترهای سیسكو ارسال می دارد ) كلاس فوق نسبت به سه كلاس قبلی دارای ساختاری كاملا" متفاوت است. اولین ، دومین ، سومین و چهارمین بیت به ترتیب دارای مقادیر یك ، یك ، یك و صفر می باشند.28 بیت باقیمانده بمنظور مشخص نمودن گروههائی از كامپیوتر بوده كه پیامMulticast برای آنان در نظر گرفته می شود. كلاس فوق قادر به آدرسی دهی 268.435.456 (226 ) كامپیوتر است
NET

Host(Node)


224.

24.53.107

-كلاسE .از كلاس فوق برای موارد تجربی استفاده می شود. كلاس فوق نسبت به سه كلاس اولیه دارای ساختاری متفاوت است . اولین ، دومین ، سومین و چهارمین بیت به ترتیب دارای مقادیر یك ، یك ، یك و یك می باشند.28 بیت باقیمانده بمنظور مشخص نمودن گروههائی از كامپیوتر بوده كه پیامMulticast برای آنان در نظر گرفته می شود. كلاس فوق قادر به آدرسی دهی 268.435.456 (226 ) كامپیوتر است
NET

Host(Node)


240.

24.53.107

-BroadCast . پیام هائی با آدرسی از این نوع ، برای تمامی كامپیوترهای در شبكه ارسال خواهد شد. این نوع پیام ها همواره دارای آدرس زیر خواهند بود :
255.255.255.255.
-آدرس های رزو شده. آدرس هایIP زیر بمنظور استفاده در شبكه های خصوصی (اینترانت ) 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 كه از 32 بیت بمنظور آدرس دهی استفاده می نماید ، از 128 بیت برای آدرس دهی استفاده می كند. هر شانزده بیت بصورت مبنای شانزده نمایش 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