Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) er en samling kommunikasjonsprotokoller som muliggjør tilkobling mellom datamaskiner.
Det finnes utallige ressurser på nettet som kan hjelpe deg å forstå og utforske TCP/IP. Så hva er det som gjør denne artikkelen annerledes?
Målet her er å presentere det grunnleggende, slik at du kan få et forsprang hvis du ønsker å fordype deg i emnet senere.
TCP/IP-modellen: En kort historisk oversikt
TCP/IP-modellen er et sentralt begrep innen datanettverk, og du har kanskje allerede støtt på den i studiene dine innen informatikk eller IT.
Vi skal ikke skrive en ny akademisk bok her, men la meg gi deg en rask og enkel oppsummering av TCP/IPs historie, tilpasset alle, uavhengig av teknisk bakgrunn.
Kort fortalt:
På 1970-tallet introduserte Vint Cerf og Bob Kahn TCP/IP-modellen, som hadde som mål å forbedre nettverkstilkoblingen mellom datamaskiner.
Før dette fantes det Network Control Protocol og 1822 Protocol.
Samtidig jobbet også andre ingeniører og organisasjoner med å utvikle kommunikasjonsprotokoller for å forenkle samhandling mellom datamaskiner globalt.
En slik modell var OSI-modellen (Open Systems Interconnection). Selv om den bidro til å øke forståelsen vår av nettverksmetoder, viste den seg ikke ideell for praktisk implementering.
Vi har en nyttig resurs om OSI-modellens lag dersom du er interessert.
Til slutt ble TCP/IP-modellen standard kommunikasjonsprotokoll, mens OSI-modellen ble brukt som referanse for teoretisk nettverkskunnskap.
Uten TCP/IP ville du kanskje ikke hatt rask og pålitelig tilgang til vår nettside eller andre tjenester på internett. Litt skummelt å tenke på, ikke sant?
Nå som du vet litt om bakgrunnen, la oss dykke ned i noen tekniske detaljer.
Forskjellen mellom Transmission Control Protocol (TCP) og Internet Protocol (IP)
For å forstå TCP/IP-modellen, må du forstå forskjellen mellom disse to begrepene. Begge er separate datanettverksprotokoller.
Internet Protocol (IP) er et regelsett som styrer hvordan datapakker sendes til riktig destinasjon. Hver enhet som er koblet til et nettverk, har en IP-adresse, som hjelper med å sende data dit de skal.
IP-adresser kan sammenlignes med telefonnumre. Du kan lese mer i vår guide om IP-adresser.
IP organiserer ikke pakkene for å sikre at de når destinasjonen i riktig rekkefølge. Her kommer TCP inn, som sørger for at pakkene holdes i riktig rekkefølge og at de når frem tiltenkt.
Kort sagt, TCP er ansvarlig for pålitelig overføring av data.
Kjennetegn ved TCP/IP-modellen
TCP/IP-modellen vant frem blant andre protokoller på grunn av sine egenskaper som gjorde den raskt anvendbar for systemer og nettverk.
Her er noen av de viktigste egenskapene:
- Enkel tilkobling av forskjellige typer datamaskiner.
- Mulighet for omorganisering av datapakker for å sikre at meldinger når destinasjonen, selv ved overbelastning i nettverket.
- TCP/IP støtter feilkontroll, noe som øker påliteligheten.
- Fleksibel arkitektur som gjør den egnet for nettverk av alle størrelser.
- Skalerbarhet gjennom klient-server-arkitektur.
- Støtte for ulike protokoller som forenkler bruk i mange situasjoner.
- Enkel kommunikasjon på tvers av plattformer.
- Uavhengig drift.
TCP/IP: De fire lagene
I motsetning til OSI-modellen, har TCP/IP fire lag:
- Nettverkstilgang
- Internett
- Transport
- Applikasjon
Merk: Dataflyten gjennom disse lagene går enten fra topp til bunn eller omvendt, avhengig av om dataene sendes eller mottas. Det er viktig å forstå funksjonen til hvert lag.
#1. Nettverkstilgang (lag 1)
Dette er det laveste laget som håndterer fysisk tilkobling og dataoverføring mellom datamaskiner. Med andre ord, hvordan data overføres fysisk.
Eksempler inkluderer mediet som brukes for dataoverføring (fiber, trådløst, osv.), pakkestruktur og tilordning av IP-adresser til fysiske adresser som brukes av nettverket.
Dette laget omfatter all teknisk infrastruktur i nettverket, inkludert enhetsdrivere og kabler.
RFC 826 (Address Resolution Protocol) er en protokoll som er aktiv i dette laget, og som tilordner IP-adresser til Ethernet-adresser.
Nettverkstilgangslaget er skjult for brukerne, og utgjør ryggraden i hele modellen.
#2. Internett (lag 2)
Internett-laget håndterer datatrafikk for hastighet og nøyaktig kommunikasjon.
Dataene er samlet i IP-datagrammer, som inkluderer avsender- og mottakeradresse. Internett-laget kan videresende, bestemme rute og håndtere logisk adressering.
Det må håndtere adresser både fra avsender- og mottakersiden.
Siden den inkluderer adressen til kilden og destinasjonen, må den sørge for at datapakker når frem riktig og i riktig rekkefølge.
#3. Transport (lag 3)
Transportlaget har et lignende mål som leveringsagenter for Amazon. En brannmur er også inkludert i dette laget.
Det kalles ofte et vert-til-vert-lag, som sikter mot å gi komplett dataintegritet, som tillater toveis kommunikasjon.
Det sikrer at datapakker har nådd destinasjonen ved å dele dem inn i segmenter. Det sørger også for at applikasjonslaget mottar hele meldingen ved hjelp av bekreftelser.
Når du sender en melding til applikasjonslaget, fokuserer det på mengden data som sendes, rekkefølgen og hvor den sendes. Når en melding mottas fra applikasjonslaget, hjelper det med de-segmentering og feilkontroll.
Protokoller som TCP og UDP er aktive i dette laget, noe som sikrer en pålitelig forbindelse.
#4. Applikasjon (lag 4)
Dette er det høyeste laget, som handler om hvordan applikasjonen samhandler med brukeren. Vi bruker applikasjoner til å utveksle data, som meldinger, nettlesere, e-postklienter osv.
Brukergrensesnittet og applikasjonstjenestene er inkludert her. Prosesser som kryptering, dekryptering, komprimering og dekomprimering foregår i dette laget. Det bidrar også til å formatere meldinger slik at transportlaget kan sende dataene riktig, og at de mottas og tolkes av applikasjonen på mottakersiden.
Protokoller som DNS, HTTP, FTP og SMTP fungerer i dette laget for å sikre at du kan sende og motta data i nettverket.
Hva gjør TCP/IP?
TCP/IP muliggjør pålitelig dataoverføring mellom datamaskiner.
Dette skjer ved at TCP/IP deler dataene opp i pakker og omorganiserer dem for å gi mening på mottakersiden.
Konseptet med datapakker kan sammenlignes med brikkene i et puslespill, der alle brikkene må være tilgjengelige for at man skal forstå helheten.
Meldingen deles opp i datapakker for å sikre pålitelighet og nøyaktighet. Hver pakke kan ta en annen rute for å nå destinasjonen.
Hvis meldingen sendes som én helhet, vil den gå tapt og må sendes på nytt ved feil.
Firelagsmodellen hjelper oss å forstå dette ytterligere.
Når data sendes fra en datamaskin, går de gjennom alle de fire lagene i en bestemt rekkefølge, der de deles opp i mindre biter og sendes (lag 1 → lag 4).
På mottakerdatamaskinen settes dataene sammen igjen og går gjennom de samme fire lagene i motsatt rekkefølge (lag 4 → lag 1).
Andre vanlige Internett-protokoller
TCP/IP inkluderer de mest essensielle protokollene som gjør internett mulig.
Noen standard internettprotokoller inkluderer HTTP, HTTPS, FTP, POP3 og SMTP.
- HTTP (Hypertext Transfer Protocol) kobler en bruker til webserveren (via en nettleser) for å hente informasjon.
- HTTPS (HTTP Secure) gir en kryptert tilkobling til webserveren som sikrer at tilkoblingen ikke kompromitteres eller tukles med.
- FTP (File Transfer Protocol) lar deg overføre filer mellom servere eller fra en server til datamaskinen din.
- POP3 (Post Office Protocol 3) gjør det mulig for en e-postklient å laste ned e-post fra en server for senere visning offline.
- SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) lar deg sende og motta e-post.
TCP/IP er standarden, men ikke alltid det beste
Fordelene med TCP/IP oppveier ulempene. Det er likevel verdt å nevne at TCP/IP kan være komplisert å konfigurere, ikke ideell for små nettverk, og at protokollene ikke er enkle å erstatte.
Den er kanskje ikke den beste modellen for å beskrive lagene. OSI-modellen er fortsatt foretrukket for å øke forståelsen av hvordan alt fungerer.
Til tross for dette klarer TCP/IP å håndtere de mest avgjørende aspektene, slik at vi kan sende og motta informasjon så raskt som mulig.