پروتکل اینترنت (IP) چیست؟

پروتکل اینترنت (IP) پروتکل یا مجموعه ای از قوانین است که برای مسیریابی و آدرس دهی پکت های داده مورد استفاده قرار می گیرد، به طوری که آن ها از طریق شبکه منتقل شده و به مقصد صحیح خود می رسند. فرایند حرکت داده ها در اینترنت به گونه ای است که داده ها را به قسمت های کوچک تر تقسیم می نماید. اطلاعات IP به هر پکت ضمیمه شده و این اطلاعات به روترها کمک می کند تا پکت ها را به مقصد صحیح خود ارسال کنند. به تمام دستگاه ها و دامین هایی که به اینترنت متصل می شوند، یک آدرس آی پی اختصاص می یابد و همان طور که پکت ها به آدرس آی پی ضمیمه شده به آن ها ارسال می شوند، داده ها نیز به محل مورد نظر خود منتقل می گردند.

زمانی که پکت ها به مقصد مورد نظر خود رسیدند، بسته به این که توسط کدام پروتکل انتقال در ترکیب با پروتکل اینترنت مورد استفاده قرار می گیرند، به طور متفاوتی اداره می شوند. رایج ترین پروتکل های انتقال (transport protocol)، TCP و UDP هستند.

پروتکل شبکه چیست؟

در دنیای شبکه، پروتکل، روشی استاندارد جهت انجام اقدامات خاص و قالب بندی داده ها می باشد، به طوری که دو یا چند دستگاه را قادر به برقراری ارتباط و درک یکدیگر می نماید.

برای درک بهتر ضرورت پروتکل ها، فرایند ارسال نامه را تصور کنید. بر روی پاکت نامه، آدرس به این ترتیب نوشته می شود: نام گیرنده، خیابان، شهر، استان و کد پستی. در صورتی که پاکت نامه ای که داخل صندوق پستی انداخته می شود، این ترتیب را رعایت نکرده باشد، اداره پست مسئولیت آن را بر عهده نمی گیرد و آن را به گیرنده نمی رساند. به همین ترتیب، تمام پکت های داده ی پروتکل اینترنت می بایست اطلاعات خاصی را به ترتیب مشخص شده به همراه داشته باشند و تمام آدرس های آی پی از یک فرمت استاندارد پیروی می کنند.

آدرس آی پی چیست؟ نحوه ی عملکرد آدرس دهی IP چگونه است؟

یک آدرس آی پی (IP address)، شناسه ای منحصر به فرد است که به یک دستگاه یا یک دامنه ی (domain) متصل به اینترنت اختصاص می یابد. هر آدرس آی پی، شامل گروهی کارکتر می باشد مانند ۱۸۳٫۱۶۸٫۱٫۱٫ کاربران به کمک DNS resolver که نام دامنه ی قابل خواندن توسط انسان را به آدرس های آی پی ترجمه می کند، قادر هستند به وب سایت های مورد نظر خود دسترسی داشته باشند، بدون این که مجبور به حفظ کردن مجموعه ای پیچیده از کارکترها باشند. هر IP packet هم شامل آدرس آی پی دستگاه یا دامنه ارسال کننده پکت می باشد و هم آدرس آی پی گیرنده مورد نظر. دقیقا مانند این که هم آدرس مقصد و هم آدرس مبدا بر روی یک نامه وجود دارد.

تفاوت IPV4 و IPV6

نسخه چهارم IP که به اختصار IPV4 گفته می شود، در سال ۱۹۸۳ ارائه شد. با این حال،  IPV4  از یک آدرس ۳۲ بیتی برای آدرس هاس اینترنتی خود استفاده می کند. این بدان معناست که می تواند ۲ به توان ۳۲ آدرس را که بیش از ۴ میلیارد آدرس می شود را ذخیره کند. تا به امروز، به عنوان پروتکل اصلی اینترنت در نظر گرفته شده است و ۹۴% ترافیک را به خود اختصاص داده است.  IPV6 از آدرس های اینترنتی ۱۲۸ بیتی استفاده می کند؛ بنابراین می تواند از ۲ به توان ۱۲۸ آدرس اینترنتی پشتیبانی کند. تعداد آدرس های IPV6،  ۱۰۲۸ بار بزرگ تر از آدرس های IPV4 است. بنابراین می توان گفت تعداد آدرس های IPV6 برای گسترش دستگاه های اینترنتی، خیلی زیاد و بیشتر از کافی است. با این حال IPV6 هنوز به طور کامل تصویب نشده و اکثر دامنه ها و دستگاه ها از IPV4 استفاده می کنند.

پکت آی پی (IP packet) چیست؟

پکت های آی پی با افزودن یک هدر (IP header) به هر پکت داده قبل از ارسال در مسیر ایجاد می شوند. یک IP header شامل گروهی از بیت ها (صفر و یک) است و اطلاعات مختلفی از جمله ارسال و دریافت آدرس آی پی را ثبت می کند. در ضمن هدرهای آی پی، گزارشات زیر را نیز ارائه می دهند:

  • طول هدر
  • طور پکت
  • TTL یا تعداد هاپ های (hop) شبکه که قبل از رها کردن پکت، می تواند ایجاد کند.
  • این که از کدام پروتکل انتقال استفاده می شود (TCP یا UDP و غیره)

نحوه عملکرد مسیریابی IPچگونه است؟

اینترنت از شبکه های بزرگ به هم پیوسته ای تشکیل شده است که هر یک مسئول بلاک های خاصی از آدرس های آی پی می باشند. این شبکه های بزرگ تحت عنوان سیستم های خودمختار (autonomous system) نام دارند. روترها دارای جدول هایی هستند که نشان می دهد پکت ها باید از کدام ASها عبور کنند تا در اسرع وقت به مقصد مورد نظر خود برسند. پکت ها تا زمانی که به ASای برسند که مسئولیت آدرس آی پی هدف را بر عهده دارد، از یک AS به AS بعدی منتقل می شوند. در این مرحله AS، پکت ها را به مقصد مورد نظر هدایت می کند.

پروتکل های ضمیمه شده به هدر پکت ها (packet header) در لایه های مختلف مدل OSI:

پکت های می توانند در صورت لزوم، مسیرهای مختلف را به یک مکان برسانند؛ همان طور که گروهی از افراد مسیرهای مختلفی را طی می کنند تا به مقصدی که با هم توافق کرده اند، برسند.

TCP/IP چیست؟

پروتکل کنترل انتقال (TCP) یک پروتکل انتقال است؛ به عبارت دیگر مسیر ارسال و دریافت داده ها را مشخص می کند. هر بخش از داده های پکت که از TCP/IP استفاده می کنند، دارای یک TCP header می باشد. TCP قبل از انتقال اطلاعات با گیرنده ارتباط برقرار می کند. قابل ذکر است TCP تضمین می کند تمامی پکت ها پس از ارسال، به ترتیب و روشی صحیح تحویل داده می شوند. گیرنده از طریق TCP وصول هر پکت را اعلام می کند. در صورت عدم اعلام وصول یک پکت توسط گیرنده، پکت مورد نظر مجددا ارسال خواهد شد.

بدیهی است TCP با هدف قابلیت اطمینان طراحی شده است؛ نه سرعت. از آن جا که TCP می بایست از رسیدن تمامی پکت ها به صورت متوالی اطمینان حاصل کند، در صورت از دست رفتن برخی از پکت ها، لود شدن (loading) داده ها از طریق TCP/IP به زمان بیشتری نیاز دارد.

در ابتدا TCP و IP برای استفاده با هم طراحی شدند، از این رو غالبا از آن ها تحت عنوان TCP/IP نام برده می شود. هرچند که سایر پروتکل های انتقال نیز با IP استفاده می شوند.

UDP/IP چیست؟

User Datagram Protocol یا UDP یکی دیگر از پروتکل های انتقال است که به صورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. سرعت UDP از TCP بالاتر است، اما از قابلیت اطمینان کمتری برخوردار است. UDP ضمانتی در رسیدن همه ی بسته ها به صورت مرتب ندارد و همچنین قبل از انتقال داده ها، ارتباط برقرار نمی کند.