تعریف پروتکل و انواع آن

مقدمه :

بهره برداری از امکانات سخت افزاری و برقراری ارتباط بین اجزای مختلف شبکه نیاز به یک مجموعه از قوانین و دستورالعمل های مشترک دارد که به آن اصطلاحاً پروتکل می گوییم .

تعریف پروتکل

پروتکل مجموعه ی قوانینی نرم افزاری است که رعایت آن ها باعث بهره برداری از امکانات سخت افزاری و برقراری سرویس در شبکه می شود . پروتکل يکی از عناصر مهم در ايجاد زير ساخت منطقی در يک شبکه کامپيوتری محسوب می گردد. کامپيوترهای موجود در شبکه بر اساس پروتکل تعريف شده قادر به ايجاد ارتباط با يکديگر خواهند بود. پروتکل مشتمل بر مجموعه ای از قوانين و يا شامل مجموعه ای از روتين های استاندارد بوده که عناصر موجود در شبکه از آنان برای ارسال اطلاعات استفاده می کنند.

یک پروتکل شبکه, زبانی است که سیستم ها از آن استفاده می کنند تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. وقتی که

دو سیستم بخواهند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند، برای این منظور زبان مشابهی (یا پروتکل) لازم است.
بگذارید به یک مسئله در مقوله ارتباطات بپردازیم که هنگام رویارویی دو نفر رخ می دهد، یعنی این دو فرد می خواهند با یکدیگر صحبت کنند ولی زبان آنها متفاوت است. یا اینکه در تعطیلات تابستانی خود به کشور خارجی سفر کرده اید و در رستورانی که غذای آماده سرویس می دهد لحظه ای برای سفارش غذا توقف می کنید. موقع سفارش غذای مورد علاقه خود، نیاز است با زبان فرد سفارش گیرنده غذا آشنایی داشته باشید. اگر شما به زبان انگلیسی صحبت کنید و گارسون به زبان فرانسه، با وجود اینکه سفارش خود را می دهید لیکن وی خواسته شما را نمی فهمد. این مسئله در شبکه زمانی که در سیستم از دو پروتکل کاملاً متفاوت استفاده می کنند، رخ می دهد؛ گفتگو انجام می شود ولی ارتباطی صورت نمی پذیرد. اولین مرحله در شبکه سازی اطمینان از این موضوع است که پروتکل واحد در دو سیستمی که می خواهند با هم ارتباط برقرار کنند، نصب شده باشد.

پروتکل مجموعه ای از قوانین است که باعث ایجاد ارتباط موثر میشود. ما هر روزه با پروتکلها سروکار داریم. برای مثال، شما برای خرید یک وسیله خانگی بوسیله چک، ابتدا در مورد قیمت با
فروشنده صحبت میکنید. سپس چک می نویسید که شامل اطلاعاتی مانند نام و تاریخ و مبلغ چک است. فروشنده چک را گرفته و وسیله را به شما تحویل میدهد. شبکه های کامپیوتری به پروتکل های مختلفی برای کارکرد نیاز دارند. این پروتکل ها صریح و دارای چارچوب مشخص میباشند. کارت های شبکه باید بدانند که چگونه با کارت های دیگر شبکه ارتباط برقرار کنند تا بتوانند اطلاعات تبادل کنند، سیستم عامل نیز باید طرز ارتباط با کارت های شبکه را جهت ارسال و دریافت داده ها بداند و سرانجام برنامه های کاربردی نیز باید باید نحوه تبادل اطلاعات با سیستم عامل را بدانند تا بتوانند برای مثال به فایلهای روی سرویس دهنده فایل دسترسی پیدا کنند.
پروتکل ها در انواع مختلفی وجود دارند. در پایین ترین سطح، پروتکل ها دقیقاً تعریف میکنند که چه نوع سیگنال های الکتریکی مولد 1 و چه نوع آنها مولد 0 میباشند. در بالاترین سطح، پروتکل این امکان را به کاربر کامپیوتر میدهد تا پیغامی را از طریق پست الکترونیکی به دوست خود در آن سوی دنیا ارسال کند.

شناخت استاندارد ها
یک استاندارد، توافقی بر اساس یک پروتکل است. در روزهای آغازین شبکه های کامپیوتری، هر سازنده کامپیوتر پروتکل های شبکه بندی مختص خود را ایجاد میکرد. در نتیجه، امکان ترکیب قطعات از سازندگان مختلف در یک شبکه وجود نداشت. بنابراین استاندارد ها بوجود آمدند. استاندارد ها پروتکل های تعریف شده در مقیاس صنعتی هستند که به یک سازنده خاص محدود نمیشوند. با پروتکلهای استاندارد، میتوانید قطعات ساخت سازندگان مختلف را با همخوانی کامل استفاده کنید. تا زمانی که قطعه ای از استاندارد های خاص پیروی کند، میتواند درون شبکه قرار گرفته و کار کند.

سازمانهای بسیاری در رابطه تهیه استاندارد های شبکه بندی فعالیت میکنند که پنج سازمان از مهمترین سازمانهای استاندارد سازی را معرفی میکنیم :

1.( انستیتوی استانداردهای ملی امریکا : (ANSI : سازمان رسمی استانداردها در ایالات متحده.
2.( انستیتوی مهندسی الکتریک و الکترونیک : (IEEE : سازمانی بین المللی که چندین استاندارد کلیدی شبکه را منتشر کرده است. استاندارد رسمی برای سیستم شبکه بندی اترنت که بطور رسمی 802.3 IEEE نام گرفته است، از این جمله میباشد.
3. (سازمان بین المللی استاندارد سازی : (ISO: تشکیلاتی متشکل از بیش از 100 سازمان استانداردسازی از سطح جهان.
4. (نیروی کاری مهندسی اینترنت : (IETF : سازمانی که مسئول پروتکلهای کاربردی اینترنت میباشد.
5.( کنسرسیوم وب : (W3C: سازمانی بین المللی که کنترل کننده ایجاد و توسعه استاندارد های وب است.
جدول زیرلیستی از وب سایت های هریک از این سازمانهای استانداردسازی را ارائه میکند :

ANSI    www.ansi.org
IEEE    www.ieee.org
ISO    www.iso.org
IETF    www.ietf.org
W3C    www.w3c.org

پروتکل ها و استاندارد هاي شبکه باعث بکار افتادن اجزاي شبکه در کنار هم میشوند. پروتکل
ها این امکان را فراهم میکنند تا اجزاي مختلف شبکه با هم ارتباط برقرار کنند. استاندارد ها نیز باعث
میشوند تا اجزاي شبکه اي که توسط سازندگان مختلف ساخته شده اند، با هم بخوبی کار کنند.

سه پروتکل مهم که در محیط های شبکه سازی استفاده می شود؛ عبارتند از:

NetBEUI (NetBIOS)a
IPX / SPX
TCP / IP

Net BEUI.1

NetBEUI یا NetBIOS Enhanced User Interface

رابط کاربری توسعه یافته سیستم ورودی / خروجی اساسی شبکه، پروتکل انتقالی است که توسط شرکت IBM (ماشین های اداری تجاری بین المللی) طراحی و ساخته شده اما شرکت مایکروسافت آن را به منظور استفاده در نسخه های اولیه ویندوز DOS اخذ کرد. با توجه به مسیر ناپذیر بودن پروتکل Net BEUI این پروتکل در شبکه های کوچک متداول بود. پروتکل مسیرناپذیر پروتکلی است که داده ها را ارسال می نماید ولی داده های مزبور نمی تواند از یک مسیریاب عبور کند تا خود را به شبکه های دیگر برساند. لذا ارتباطات فقط به شبکه داخلی محدود می شود و به سبب مسیرناپذیر بودن Net BEUI کاربرد آن در شبکه های امروزی به طور بارزی محدود شده است.
پروتکل Net BEUI ابتدا در شبکه هایی که شبکه ی داخلی (LAN) را مدیریت می کردند اجرا شد و در شبکه های کوچک تر مایکروسافت که از ویندوزهای 3.11 ، ویندوز 95 و ویندوز 98 استفاده می کردند پرطرفدارتر بود. این پروتکل تا حد زیادی کارآمد است و پروتکلی ساده با کمترین بار اضافی می باشد و دلیل آن نیز در قابلیت آن در مسیردهی بسته های داده هاست. یکی از مزیت های مهم آن سهولت در نصب و پیکربندی آن می باشد. جهت آغاز کار به پیکربندی چندانی نیاز ندارد - شما پروتکل را نصب و یک نام رایانه ای منحصر به فرد تعیین می کنید و به همین سادگی پروتکل آغاز به کار می کند.

Net BIOS چیست؟

Net BIOS هم قرین Net BEUI (مخفف سیستم ورودی / خروجی اساسی شبکه) است که هنگام برقراری ارتباط با سیستم های شبکه توأمان کار می کنند. سیستم ورودی / خروجی اساسی شبکه (Net BIOS) یک رابط برنامه ریزی کاربردی است که برای فراخوانی سیستم های دور دست استفاده می شود. با نصب پروتکل Net BEUI پروتکل سیستم ورودی / خروجی اساسی شبکه نیز در بطن آن قرار دارد و از نظر کارکرد، Net BEUI در مدیریت اجلاس به Net BIOS تکیه می کند. همچنین Net BIOS به عنوان مسیر پروتکل مسیر ناپذیر، قابل نصب با سایر پروتکل های مسیرپذیر نظیر IPX/SPX یا TCP/IP می باشد، همین امر امکان جابجایی ترافیک Net BIOS را در امتداد شبکه ها فراهم می سازد. این پروتکل دارای دو حالت ارتباطی است:

حالت جلسه: از این حالت در ارتباطات ارتباط گرا استفاده می شود و در چارچوب آن، Net BIOS مسئول ایجاد جلسه ای با سیستم هدف است و در این حالت، جلسه کنترل می شود تا خطاهای احتمالی وجود در فرایند انتقال را یافته و با انتقال دوباره داده های اشتباه یا خراب، خطاها را رفع کند.

حالت دیتاگرام: این حالت در ارتباطات بدون اتصال که نیازی به یک جلسه نیست استفاده می شود همچنین از این حالت برای پخش پروتکل Net BIOS بهره برداری می شود. حالت دیتاگرام از پایش خطا و سرویس های اصلاح خطا که در مقابل برنامه کاربردی استفاده کننده از پروتکل Net BIOS پاسخ پذیر نیستند، پشتیبانی نمی کنند.

نکته اول:
Net BIOS یک پروتکل جلسه است در حالی که Net BEUI یک پروتکل انتقال می باشد.

نکته دوم:
سایر پروتکل ها، نظیر TCP/IP به خوبی از این پروتکل استفاده می کنند.
از آنجا که Net BIOS پروتکل انتقال نیست خود از مسیریابی پشتیبانی نمی کنند، بلکه برای این منظور به یکی از 3 پروتکل انتقال TCP/IP ، IPX/SPX یا Net BEUI تکیه می کند.

نکته سوم:
نام رایانه ای Net BIOS نباید در شبکه داخلی (LAN) تکراری باشد.

پروتکل NetBEUI از یک نام NetBIOS شانزده بیتی استفاده می نماید .
NetBEUI کم و بیش با IP و IPX فرق می کند.تفاوت اصلی در این است که نمی تواند بسته ها را بین شبکه ها مسیردهی کند.بنابراین نمیتوان در شبکه های بزرگ متشکل از چندین شبکه از آن استفاده کرد.

نام گذاری NetBIOS :

NetBIOS یک رابط برنامه نویسی است که برنامه های کاربردی از آن برای ارتباط با سخت افزار شبکه کامپیوتر و خود شبکه استفاده می کنند . NetBIOS برای شناسایی کامپیوتر های داخل شبکه از نامگذاری مخصوص خود استفاده می کند.

NBF) NetBEUI Frame):

این پروتکل یک پروتکل چند منظوره می باشد که کامپیوتر ها از آن به چند نیت استفاده می کنند،از جمله آنها ثبت و تحلیل نام های NetBIOS ، برقراری یک نشست بین کامپیوترهای شبکه و انتقال فایل و... همه ی این عملیات توسط یک قالب فریم انجام می شود.

NMP: پروتکلی که سیستم ها از آن برای ثبت و تحلیل نام های NetBIOS موجود در شبکه استفاده می کنند.
UDP : برای تبادل مقدار کم اطلاعات سیستم ها میتوانند از سرویس بدون اتصال UDP استفاده کنند.
DMP : سیستم های NetBEUI از پروتکل DMP برای جمع آوری اطلاعات رد مورد وضعیت سیستم های موجود در شبکه استفاده می کنند.
پروتکل NetBIOS، پروتکل استاندارد شرکت IBM برای توسعه برنامه های کاربردی در شبکه های سازگار با IBM است. این پروتکل، یک پروتکل لایه جلسه یا Session است که به صورت یک واسطه بین دو شبکه عمل می کند. NetBIOS به صورت گسترده ای به عنوان استانداردی برای واسطه های شبکه ها در صنعت پذیرفته شده است. این پروتکل تامیین کننده ابزارهای لازم یک برنامه برای برقراری ارتباط با برنامه های دیگر در شبکه است.
برنامه های مبتنی بر NetBIOS می بايست قبل از ايجاد ارتباط با يک کامپيوتر، نام NetBIOS را به يک IP ترجمه نمايند.( قبل از ايجاد ارتباط نام NetBIOS به IP تبديل خواهد شد.) در برنامه های مبتنی بر WinSock می توان از نام کامپيوتر (Host name) در مقابل IP استفاده کرد. قبل از عرضه ويندوز 2000 تمامی شبکه های کامپيوتری که توسط سيستم های عامل ويندوز پياده سازی می شدند از NetBIOS استفاده می کردند. بهمين دليل در گذشته زمان زيادی صرف ترجمه اسامی می گرديد.

NetBIOS سرواژه عبارت Network Basic Input/Output System می باشد. نت بایوس در واقع در حکم یک (API (Application Programming Interface است که اجازه دسترسی اپلیکیشن هایی که بر روی کامپیوتر های جداگانه فعالیت می کنند را به یک شبکه محلی(LAN) فراهم می کند. در شبکه های کنونی بطور معمول نت بایوس از طریق TCP/IP ( پروتکل NetBIOS over TCP/IP یا NBT) که به هر کامپیوتر داخل شبکه یک نام نت بایوسی (NetBIOS Name) و هم یک IP Address مطابق با نام میزبان (احتمالا متفاوت) ارائه می دهد، اجرا می شود.

سرویس ها

نت بایوس 3 نوع سرویس مشخص ارائه می دهد:

• سرویس اسم برای ثبت و ترجمه اسامی.
• سرویس Session برای ارتباط اتصال گرا (Connection-Oriented)
• سرویس توزیع دیتاگرام (Datagram Distribution) برای ارتباط غیر اتصال گرا (Connectionless)

سرویس اسم (Name Service)

برای شروع به کار سرویس های Sessions و distribute Datagrams، یک اپلیکیشن می بایست اسم نت بایوسی خود را با استفاده از سرویس اسم ثبت کند. اسامی نت بایوس اسامی با طول 16 بایت بوده و بسته به نوع خاص پیاده سازی آنها متفاوت می باشند. خیلی اوقات بایت 16 ام برای مشخص کردن یک "نوع"، مشابه استفاده از پورت ها در TCP/IP مورد استفاده قرار می گیرد. در NBT، سرویس اسم با استفاده از پورت 137 UDP فعالیت می کند ( پورت 137 TCP نیز می تواند مورد استفاده قرار بگیرد ولی به ندرت کاربرد دارد).

موارد اصلی سرویس اسم نت بایوس عبارتند از:

• اضافه کردن اسم – ثبت کردن یک اسم نت بایوس
• اضافه کردن اسم گروه (Group Name) – تبت یک اسم "گروه" برای نت بایوس
• حذف اسم – حذف یک اسم یا گروه نت بایوس
• پیدا کردن اسم – جستجوی یک اسم نت بایوس در شبکه

سرویس Session

روش Session به دو کامپیوتر اجازه برقرار کردن یک اتصال برای یک "مکالمه" را می دهد. پیغام های بزرگتر را مدیریت میکند و سرویس های کشف خطا (error detection) و بازیافت (recovery) پیام ها را ارائه می دهد. در NBT، سرویس Session با استفاده از پورت 139 TCP کار می کند.

موارد اصلی که سرویس Session نت بایوس فراهم می کند عبارتند از:

• فراخوانی – باز کردن یک Session برای یک نام نت بایوسی remote
• گوش دادن – شنیدن به منظور تلاش برای گشودن یک Session برای یک اسم نت بایوسی
• خاتمه دادن – بستن یک Session
• ارسال – ارسال یک packet به کامپیوتری که در آن طرف یک Session قرار دارد
• ارسال بدون Ack – مانند بالایی با این تفاوت که نیازی به تصدیق (Acknowledgment) ندارد
• دریافت – انتظار برای دریافت یک packet که در آن طرف Session قرار گرفته است

در پروتکل اصلی که برای پیاده سازی نت بایوس برای PC-Network مورد استفاده قرار گرفت، برای برقراری یک Session کامپیوتر برقرار کننده Session یک تقاضای باز کردن (Open) که توسط یک Open acknowledgment واکنش داده می شود ارسال می کند. کامپیوتری که این Session را برقرار ساخته است سپس یک packet تقاضای Session را ارسال می کند که بلافاصله توسط یک packet تایید یا رد کردن این تقاضا به آن واکنش داده می شود. داده طی Session برقرار شده توسط packet data هایی که پاسخ داده شده اند اراشال می شود که می توانند( acknowledgment packets (ACK یا negative acknowledgment packets (NACK باشند. چون نت بایوس فرآیند error recovery را مدیریت می کند packet های NACK بلافاصله packet های داده را دوباره ارسال خواهند کرد. Session ها توسط یک تقاضای بسته شدن که توسط کامپیوتر مقصد ارسال می شود بسته خواهند شد. کامپیوتری که یک Session را برقرار کرده با فرستادن packet بسته شدن Session به این تقاضا واکنش می دهد.

سرویس Datagram Distribution

روش Datagram "فاقد اتصال" است. چون هر پیغام مستقلا ارسال می شود باید کوچکتر باشند. اپلیکیشن مسئول کشف خطا و بازیابی پیغام ها خواهد بود. در NBT، سرویس دیتاگرام با استفاده از پورت 138 UDP فعالیت می کند.

موارد اصلی که این سرویس توسط NetBIOS ارائه می دهد عبارتند از:

• دیتاگرام ارسال – ارسال یک دیتاگرام به یک اسم نت بایوس remote
• ارسال دیتا گرام broadcast – ارسال یک دیتاگرام به تمامی اسامی نت بایوس موجود در شبکه
• دیتاگرام دریافت – انتظار برای دریافت یک packet رسیده از فرآیند ارسال یک دیتاگرام
• دیتاگرام دریافت broadcast – انتظار برای دریافت packet رسیده از فرآیند ارسال یک دیتاگرام broadcast

امروزه پروتکل NetBEUI تقریباً منسوخ شده و در میان محصولات مایکروسافت نیز از XP به بعد به طور مستقیم در لیست پروتکل ها دیده نمی شود.

ویژگی های NetBEUI

پیکربندی بسیار ساده Very Simple Configuration

کاربرد در شبکه های کوچک Small Networks

قابلیت مسیریابی ندارد Non Routable

ترافیک Broadcast در آن زیاد است

High Broadcast Traffic

IPX/SPX.2

Internetworking Packet Exchange / Sequential Packet Exchange یا IPX/SPX

پروتكل IPX/SPX به وسیله ی شركت Xerox طراحي شد و بعداً به وسیله ی شركت Novell تكميل و مورد استفاده عملي قرار گرفت لذا اكثراً به‌محض آنكه نام پروتكل را مي‌شنوند به ياد Novell مي‌افتند.

البته در سيستمهاي Novell نسخه‌هاي 4.0 و عمدتاً 5.0 به بعد، از TCP/IP نيز مي‌توان استفاده كرد. پروتكل IPX/SPX هيچيك از نقاط ضعف NetBIOS را نداشته و بسيار پروتكل قدرتمندي است اما قابليت TCP/IP باعث شده است كه از IPX/SPX كمتر استفاده شود.

IPX/SPX پروتکلی مسیرپذیر است که بوسیله شرکت ناول ایجاد و در نسخه های اولیه نت ور استفاده شده است.
پروتکل IPX از مجموعه پروتکلهای IPX/SPX مسئول مسیردهی اطلاعات در امتداد شبکه یک پروتکل مسیرپذیر است به طوری که الگوی آدرس دهی پروتکل امکان شناسایی سیستم های موجود در شبکه و شبکه ای که در آن قرار دارد را برای پروتکل فراهم می سازد. مدیر شبکه برای هر شبکه یک نویسه شناسایی (ID) اختصاص می هد. یک نویسه شناسایی (ID) شبکه IPX ارزشی بر مبنای شانزده با 8 نویسه (کاراکتر) می باشد. مثل OBADBEEF. یک آدرس های کامپیوتری در شبکه IPX/SPX مک آدرس ها نیز دخالت دارند و در ID شبکه قرار می گیرند.
پیکربندی IPX/SPX به آسانی پیکربندی Net BEUI نیست؛ برای نصب یک IPX آشنایی با موضوعات پیکربندی مثل شماره شبکه و نوع فریم ضروری است.

شماره شبکه: شماره ای است که به سگمنت شبکه ناول اختصاص داده می شود؛ این شماره یک ارزش عددی مبنای شانزده یا حداکثر 8 رقم می باشد.

نوع فریم: یک قالب بندی از بسته است که توسط شبکه به کار می رود. حصول اطمینان نسبت به این موضوع مهم است که همه سیستم های شبکه برای فریم همسان پیکربندی می شوند؛ برای مثال اگر بخواهیم به سرور شماره 1 که از فریم نوع 802.2 استفاده می کند متصل شوم لازم است از پیاده سازی تنظیمات خود بر اساس فریم نوع 802.2 اطمینان حاصل کنم در غیر اینصورت قادر به ارتباط با سرور شماره 1 نخواهیم بود.

پیش فرض سیستم عامل های مایکروسافت بر این اساس استوار است که به طور خودکار با نوع فریم تنظیم می شوند لذا به پروتکل IPX/SPX اجازه می دهد نوع فریم به کار گرفته شده در شبکه را شناسایی و خود را بر اساس آن پیکربندی نماید. همین امر موجب آسان تر شدن پیکربندی IPX/SPX در سال های اخیر شده است.

باوجود اینکه IPX در مقابل مسیردهی بسته ها پاسخگوست در عین حال انتقالی غیرقابل اتکا و فاقد ارتباط است. غیرقابل اتکا بودن بدین معناست که بسته های IPX بدون درخواست از مقصد مشخص به منظور تأیید دریافت، به آن مقصد ارسال می شوند. فاقد ارتباط بودن به معنی این است که قبل از ارسال داده هیچ جلسه ای بین فرستنده و گیرنده داده ها برگزار نمی شود. پروتکل SPX از مجموعه پروتکل های IPX/SPX برای تحویل مطمئن بسته ها مسئولیت پذیر است. SPX به عنوان پروتکلی ارتباط گرا این اطمینان را ایجاد می کند؛ اگر بسته ها از سوی مقصد موردنظر دریافت نشد، مجددا آنها را ارسال نماید.

مهم ترين ويژگي هاي اين پروتكل عبارتند از :

1. پيكربندي نسبتاً ساده Simple Configuration

2. در هر ابعادي از شبكه، كوچك يا بزرگ قابل استفاده است.

Any Scale of Network . 3 قابليت مسيريابي دارد.

4. حق انتخاب در انتقال اطلاعات بصورت "عادي"(CL) يا "سفارشي"(CO)

(Connection Oriented (SPX) & Connection less Services (IPX

5. عمدتاً در محيطهايي كه سيستم‌عاملهاي قديمي Novell يافت مي‌شوند كاربرد دارد.

Old Novell Netware Networks

پروتکل هایی که در این مجموعه فعالیت می کنند:

پروتکل SAP چیست؟

(Service Advertisement Protocol(SAP : برای پروسه های سروری متفاوتی مثل File and Print Server ها و همچنین عمومی کردن سرویس های IPX مورد استفاده قرار می گیرند.که به آن پروتکل SAP می گویند.

پروتکل NCP چیست؟

(Netware Core Protocol(NCP : برای فعالیت و عملکرد سرورها مورد استفاده قرار می گیرد.بنابراین اگر ما بخواهیم خدماتی را ارائه دهیم توسط این پروتکل ارائه می شود و توسط پروتکل SAP به Client ها می فهمانیم که این خدمات وجود دارد و ارائه می شود به اصطلاح تبلیغ می کند،و در واقع NCP خود آن سرویس را ارائه می دهد.

پروتکل IPX چیست؟

(Internetwork Packet Exchange(IPX : پروتکلی که وظیفه برقراری ارتباط سریع اما Connectionless را بر عهده دارد.یعنی زمانی که اتصال قطع می شود دوباره اتصال برقرار نمی کند و وضعیت اتصال را حفظ نمی کند.به عنوان مثال اگر در حال فرستادن 10 تا Packet دیتا باشد و زمان ارسال Packet شماره 9 اتصال قطع شود، وقتی که دوباره اتصال برقرار شود دوباره از Packet شماره 1 شروع به فرستادن می کند.

پروتکل SPX چیست؟

(Sequential Packet Exchange(SPX پروتکلی است که که انتقال و رسیدن بسته های اطلاعات را تضمین می کند مانند پروتکل TCP می باشد . برعکس پروتکل IPX است یعنی اگر در حال فرستادن 10 تا Packet دیتا باشد و زمان ارسال Packet شماره 9 اتصال قطع شود، وقتی که دوباره اتصال برقرار شود از ادامه همان Packet شماره 9 شروع به فرستادن می کند.

پروتکل NLSP چیست؟

(Netware Link Service Protocol(NLSP : پروتکل های Routing هستند . وظیفه آن یافتن بهترین مسیر برقراری ارتباط است مانند OSPF و RIP در مجموعه پروتکل های TCP/IP می باشد.

پروتکل RIP چیست؟

(Routing Information Protocol(RIP : کاربردش مانند پروتکل قبلی می باشد.

پروتکل LSL چیست؟

(Link Support Layer (LSL : برای ایجاد رابطی بین کارت شبکه و پروتکل های لایه های بالاتر OSI مورد استفاده قرار می گیرد. یک رابط و میانجی است.

پروتکل MLID چیست؟

(Multiple Link Interface Driver (MLID : این پروتکل هم برای برقراری یکپارچگی پروتکل LSL با لایه های بالاتر شبکه مورد استفاده قرار می گیرد.

TCP/IP.3

TCP/IP یاTransmission Control Protocol /Internet Protocol

TCP/IP، یکی از مهمترین پروتکل های استفاده شده در شبکه های کامپیوتری است . اینترنت بعنوان بزرگترین شبکه موجود ، از پروتکل فوق بمنظور ارتباط دستگاه های متفاوت استفاده می نماید. پروتکل ، مجموعه قوانین لازم بمنظور قانونمند نمودن نحوه ارتباطات در شبکه های کامپیوتری است .در مجموعه مقالاتی که ارائه خواهد شد به بررسی این پروتکل خواهیم پرداخت . در این بخش مواردی همچون : فرآیند انتقال اطلاعات ، معرفی و تشریح لایه های پروتکل TCP/IP و نحوه استفاده از سوکت برای ایجاد تمایز در ارتباطات ، تشریح می گردد.

آشنائي با تاريخچه پروتکل TCP /IP

در ابتداي زمان ورود NT ، پروتکل TCP/IP پروتکلي ناشناخته بود که تنها توسط موسسات دولتي که متصل به شبکه بزرگ اما هنوز خصوصي Internet بودند مورد استفاده قرار مي گرفت. پروتکل انتخابي همگاني براي شبکه هاي کوچک NETBEUI و يا IPX بنابر سازگاري نسبي آن با Novel Net Ware بود.

از ابتداي 1990 بهر حال IPX جايگاه خود را از دست داده و TCP/IP انتخاب مناسبي براي جايگزين IPX در سازمانها گشته است. پروتکل NETBEUI که زماني پروتکل خانگي Microsoft بوده است بر روي سيستم عامل ويندوز 2003 بصورت پيش فرض قرار نگرفته است و براي نصب آن بايد آنرا از روي CD نصب کرد پروتکلي که زماني از آن به عنوان تنها پروتکلي عنوان مي شد که مي توانستيم آنرا نزد همگان يافت.

از زمان ارائه سيستم عامل ويندوز 2000 دنياي شبکه پردازي مايکرو سافت وابستگي شديدي به TCP/IP پيدا کرده است به طوريکه براي استفاده از Active Directory و Group Policy -دو مورد از مهمترين ويژ گي هاي ويندوز 2000 بايد از TCP/IP استفاده کرد. به عبارت ديگر TCP/IP به عنوان پروتکل الزامي سيستم عامل ويندوز 2003 تبديل گشته است .

پروتکل کنترل انتقال / پروتکل اینترنت (TCP/IP) متداول ترین پروتکل مورد کاربرد در ارتباطات امروزی است. پروتکل TCP/IP پروتکلی مسیرپذیر است که در چارچوب آن اینترنت بنا می شود. این پروتکل بسیار توانمند بوده و به شکل متداول با سیستم های لینوکس و یونیکس مرتبط است. نسخه اصلی پروتکل TCP/IP در دهه 1970 طراحی شد تا آژانس پروژه های پیشرفته تحقیقاتی دفاعی (DARPA) و دپارتمان دفاعی آمریکا (DoD) برای ارتباط دادن سیستم های نامشابه در سراسر کشور از آن بهره گیرد. این طرح نیاز به قابلیتی داشت تا با شرایط متغیر شبکه سازگار باشد. بنابراین طرح TCP/IP از این قابلیت برخوردار شد تا بتواند بسته ها را دوباره مسیردهی کند.
از مزیت های عمده TCP/IP در این بود که برای ارتباط دادن محیط های ناهمگن با یکدیگر این پروتکل راهگشا بود و همین امر چرایی مطرح شدن این پروتکل به عنوان پروتکل اینترنت را روشن می سازد. اما نقاط اشکال این پروتکل در چیست؟

پروتکل TCP/IP دارای دو اشکال عمده است:

پیکربندی :

TCP/IP پروتکلی است که نیاز به پیکربندی دارد و برای مدیریت آن آشنایی با نشانی های IP، ماسک، زیر شبکه و Gateway پیش فرض ضروری است؛ هر چند موضوعاتی که با آنها آشنایی پیدا می کنید موضوعات پیچیده ای تلقی نمی شوند.

امنیت:
با توجه به باز بودن طرح TCP/IP، این پروتکل یک پروتکل ناامنی است. اگر نگرانی امنیتی داشته باشید جهت رفع این نگرانی و ایمن سازی ترافیک شبکه یا سیستم های مجری TCP/IP بهره گیری از فناوری های اضافی ضروری است؛ برای مثال، اگر می خواهید مطمئن باشید سایر افراد نتوانند داده های ارسالی به سرور وب شما را بخوانند استفاده از برنامه های SSL امنیت وب سایت را تضمین و ترافیک بین سرویس گیرنده و سرور وب شما را رمزگذاری می کند.

امروزه اکثر شبکه های کامپیوتری بزرگ و اغلب سیستم های عامل موجود از پروتکل TCP/IP ، استفاده و حمایت می نمایند. TCP/IP ، امکانات لازم بمنظور ارتباط سیستم های غیرمشابه را فراهم می آورد. از ویژگی های مهم پروتکل فوق ، می توان به مواردی همچون : قابلیت اجراء بر روی محیط های متفاوت ، ضریب اطمینان بالا ،قابلیت گسترش و توسعه آن ، اشاره کرد . از پروتکل فوق، بمنظور دستیابی به اینترنت و استفاده از سرویس های متنوع آن نظیر وب و یا پست الکترونیکی استفاده می گردد. تنوع پروتکل های موجود در پشته TCP/IP و ارتباط منطقی و سیستماتیک آنها با یکدیگر، امکان تحقق ارتباط در شبکه های کامپیوتری را با اهداف متفاوت ، فراهم می نماید. فرآیند برقراری یک ارتباط ، شامل فعالیت های متعددی نظیر : تبدیل نام کامپیوتر به آدرس IP معادل ، مشخص نمودن موقعیت کامپیوتر مقصد ، بسته بندی اطلاعات ، آدرس دهی و روتینگ داده ها بمنظور ارسال موفقیت آمیز به مقصد مورد نظر ، بوده که توسط مجموعه پروتکل های موجود در پشته TCP/IP انجام می گیرد.

معرفی پروتکل TCP/IP

TCP/IP ، پروتکلی استاندارد برای ارتباط کامپیوترهای موجود در یک شبکه مبتنی بر ویندوز 2000 است. از پروتکل فوق، بمنظور ارتباط در شبکه های بزرگ استفاده می گردد. برقراری ارتباط از طریق پروتکل های متعددی که در چهارلایه مجزا سازماندهی شده اند ، میسر می گردد. هر یک از پروتکل های موجود در پشته TCP/IP ، دارای وظیفه ای خاص در این زمینه ( برقراری ارتباط) می باشند . در زمان ایجاد یک ارتباط ، ممکن است در یک لحظه تعداد زیادی از برنامه ها ، با یکدیگر ارتباط برقرار نمایند.
TCP/IP ، دارای قابلیت تفکیک و تمایز یک برنامه موجود بر روی یک کامپیوتر با سایر برنامه ها بوده و پس از دریافت داده ها از یک برنامه ، آنها را برای برنامه متناظر موجود بر روی کامپیوتر دیگر ارسال می نماید. نحوه ارسال داده توسط پروتکل TCP/IP از محلی به محل دیگر ، با فرآیند ارسال یک نامه از شهری به شهر، قابل مقایسه است .
برقراری ارتباط مبتنی بر TCP/IP ، با فعال شدن یک برنامه بر روی کامپیوتر مبدا آغاز می گردد . برنامه فوق ،داده های مورد نظر جهت ارسال را بگونه ای آماده و فرمت می نماید که برای کامپیوتر مقصد قابل خواندن و استفاده باشند. ( مشابه نوشتن نامه با زبانی که دریافت کننده ، قادر به مطالعه آن باشد) . در ادامه آدرس کامپیوتر مقصد ، به داده های مربوطه اضافه می گردد ( مشابه آدرس گیرنده که بر روی یک نامه مشخص می گردد) . پس از انجام عملیات فوق ، داده بهمراه اطلاعات اضافی ( درخواستی برای تائید دریافت در مقصد ) ، در طول شبکه بحرکت درآمده تا به مقصد مورد نظر برسد. عملیات فوق ، ارتباطی به محیط انتقال شبکه بمنظور انتقال اطلاعات نداشته ، و تحقق عملیات فوق با رویکردی مستقل نسبت به محیط انتقال ، انجام خواهد شد .

لایه های پروتکل TCP/IP

TCP/IP ، فرآیندهای لازم بمنظور برقراری ارتباط را سازماندهی و در این راستا از پروتکل های متعددی در پشته TCP/IP استفاده می گردد. بمنظور افزایش کارآئی در تحقق فرآیند های مورد نظر، پروتکل ها در لایه های متفاوتی، سازماندهی شده اند . اطلاعات مربوط به آدرس دهی در انتها قرار گرفته و بدین ترتیب کامپیوترهای موجود در شبکه قادر به بررسی آن با سرعت مطلوب خواهند بود. در این راستا، صرفا" کامپیوتری که بعنوان کامپیوتر مقصد معرفی شده است ، امکان باز نمودن بسته اطلاعاتی و انجام پردازش های لازم بر روی آن را دارا خواهد بود. TCP/IP ، از یک مدل ارتباطی چهار لایه بمنظور ارسال اطلاعات از محلی به محل دیگر استفاده می نماید: Application ,Transport ,Internet و Network Interface ، لایه های موجود در پروتکل TCP/IP می باشند.هر یک از پروتکل های وابسته به پشته TCP/IP ، با توجه به رسالت خود ، در یکی از لایه های فوق، قرار می گیرند.

لایه Application
لایه Application ، بالاترین لایه در پشته TCP/IP است .تمامی برنامه و ابزارهای کاربردی در این لایه ، با استفاده از لایه فوق، قادر به دستتیابی به شبکه خواهند بود. پروتکل های موجود در این لایه بمنظور فرمت دهی و مبادله اطلاعات کاربران استفاده می گردند . HTTP و FTP دو نمونه از پروتکل ها ی موجود در این لایه می باشند .
پروتکل HTTP)Hypertext Transfer Protocol) . از پروتکل فوق ، بمنظور ارسال فایل های صفحات وب مربوط به وب ، استفاده می گردد .
پروتکل FTP)File Transfer Protocol) . از پروتکل فوق برای ارسال و دریافت فایل، استفاده می گردد .
لایه Transport
لایه " حمل " ، قابلیت ایجاد نظم و ترتیب و تضمین ارتباط بین کامپیوترها و ارسال داده به لایه Application ( لایه بالای خود) و یا لایه اینترنت ( لایه پایین خود) را بر عهده دارد. لایه فوق ، همچنین مشخصه منحصربفردی از برنامه ای که داده را عرضه نموده است ، مشخص می نماید. این لایه دارای دو پروتکل اساسی است که نحوه توزیع داده را کنترل می نمایند.
TCP)Transmission Control Protocol) . پروتکل فوق ، مسئول تضمین صحت توزیع اطلاعات است .
UDP)User Datagram Protocol) . پروتکل فوق ، امکان عرضه سریع اطلاعات بدون پذیرفتن مسئولیتی در رابطه با تضمین صحت توزیع اطلاعات را برعهده دارد .
لایه اینترنت
لایه "اینترنت"، مسئول آدرس دهی ، بسته بندی و روتینگ داده ها ، است. لایه فوق ، شامل چهار پروتکل اساسی است :
IP)Internet Protocol) . پروتکل فوق ، مسئول آدرسی داده ها بمنظور ارسال به مقصد مورد نظر است .
ARP)Address Resoulation Protocol) . پروتکل فوق ، مسئول مشخص نمودن آدرس MAC)Media Access Control) آداپتور شبکه بر روی کامپیوتر مقصد است.
ICMP)Internet Control Message Protocol) . پروتکل فوق ، مسئول ارائه توابع عیب یابی و گزارش خطاء در صورت عدم توزیع صحیح اطلاعات است .
IGMP)Internet Group Managemant Protocol) . پروتکل فوق ، مسئول مدیریت Multicasting در TCP/IP را برعهده دارد.
لایه Network Interface
لایه " اینترفیس شبکه " ، مسئول استقرار داده بر روی محیط انتقال شبکه و دریافت داده از محیط انتقال شبکه است . لایه فوق ، شامل دستگاه های فیزیکی نظیر کابل شبکه و آداپتورهای شبکه است . کارت شبکه ( آداپتور) دارای یک عدد دوازده رقمی مبنای شانزده ( نظیر : B5-50-04-22-D4-66 ) بوده که آدرس MAC ، نامیده می شود. لایه " اینترفیس شبکه " ، شامل پروتکل های مبتنی بر نرم افزار مشابه لایه های قبل ، نمی باشد. پروتکل های Ethernet و ATM)Asynchronous Transfer Mode) ، نمونه هائی از پروتکل های موجود در این لایه می باشند . پروتکل های فوق ، نحوه ارسال داده در شبکه را مشخص می نمایند.
مشخص نمودن برنامه ها
در شبکه های کامپیوتری ، برنامه ها ی متعددی در یک زمان با یکدیگر مرتبط می گردند. زمانیکه چندین برنامه بر روی یک کامپیوتر فعال می گردند ، TCP/IP ، می بایست از روشی بمنظور تمایز یک برنامه از برنامه دیگر، استفاده نماید. بدین منظور ، از یک سوکت ( Socket) بمنظور مشخص نمودن یک برنامه خاص ، استفاده می گردد.
آدرس IP
برقراری ارتباط در یک شبکه ، مستلزم مشخص شدن آدرس کامپیوترهای مبداء و مقصد است ( شرط اولیه بمنظور برقراری ارتباط بین دو نقطه ، مشخص بودن آدرس نقاط درگیر در ارتباط است ) . آدرس هر یک از دستگاه های درگیر در فرآیند ارتباط ، توسط یک عدد منحصربفرد که IP نامیده می شود ، مشخص می گردند. آدرس فوق به هریک از کامپیوترهای موجود در شبکه نسبت داده می شود . IP : 10. 10.1.1 ، نمونه ای در این زمینه است .
پورت TCP/UDP
پورت مشخصه ای برای یک برنامه و در یک کامپیوتر خاص است .پورت با یکی از پروتکل های لایه "حمل" ( TCP و یا UDP ) مرتبط و پورت TCP و یا پورت UDP ، نامیده می شود. پورت می تواند عددی بین صفر تا 65535 را شامل شود. پورت ها برای برنامه های TCP/IP سمت سرویس دهنده ، بعنوان پورت های "شناخته شده " نامیده شده و به اعداد کمتر از 1024 ختم و رزو می شوند تا هیچگونه تعارض و برخوردی با سایر برنامه ها بوجود نیاید. مثلا" برنامه سرویس دهنده FTP از پورت TCP بیست و یا بیست ویک استفاده می نماید.
سوکت (Socket)
سوکت ، ترکیبی از یک آدرس IP و پورت TCP ویا پورت UDP است . یک برنامه ، سوکتی را با مشخص نمودن آدرس IP مربوط به کامپیوتر و نوع سرویس ( TCP برای تضمین توزیع اطلاعات و یا UDP) و پورتی که نشاندهنده برنامه است، مشخص می نماید. آدرس IP موجود در سوکت ، امکان آدرس دهی کامپیوتر مقصد را فراهم و پورت مربوطه ، برنامه ای را که داده ها برای آن ارسال می گردد را مشخص می نماید.
در بخش دوم این مقاله به تشریح هر یک از پروتکل های موجود در پشته TCP/IP، خواهیم پرداخت .

TCP/IP ،شامل شش پروتکل اساسی( TCP,UDP,IP,ICMP,IGMP ،ARP ) و مجموعه ای از برنامه های کاربردی است. پروتکل های فوق، مجموعه ای از استادنداردها ی لازم بمنظور ارتباط بین کامپیوترها و دستگاهها را در شبکه ، فراهم می نماید. تمامی برنامه ها و سایر پروتکل ها ی موجود در پروتکل TCP/IP ، به پروتکل های شش گانه فوق مرتبط و از خدمات ارائه شده توسط آنان استفاده می نمایند . در ادامه به تشریح عملکرد و جایگاه هر یک از پروتکل های اشاره شده ، خواهیم پرداخت .
پروتکل TCP : لایه Transport
TCP) Transmission Control Protocol) ، یکی از پروتکل های استاندارد TCP/IP است که امکان توزیع و عرضه اطلاعات ( سرویس ها) بین صرفا" دو کامپیوتر ، با ضریب اعتماد بالا را فراهم می نماید. چنین ارتباطی ( صرفا" بین دو نقطه ) ، Unicast نامیده می شود . در ارتباطات با رویکرد اتصال گرا ، می بایست قبل از ارسال داده ، ارتباط بین دو کامپیوتر برقرار گردد . پس از برقراری ارتباط ، امکان ارسال اطلاعات برای صرفا" اتصال ایجاد شده ، فراهم می گردد . ارتباطات از این نوع ، بسیار مطمئن می باشند ، علت این امر به تضمین توزیع اطلاعات برای مقصد مورد نظر برمی گردد . بر روی کامپیوتر مبداء ، TCP داده هائی که می بایست ارسال گردند را در بسته های اطلاعاتی (Packet) سازماندهی می نماید. در کامپیوتر مقصد ، TCP ، بسته های اطلاعاتی را تشخیص و داده های اولیه را مجددا" ایجاد خواهد کرد .
ارسال اطلاعات با استفاده از TCP
TCP ، بمنظور افزایش کارائی ، بسته های اطلاعاتی را بصورت گروهی ارسال می نماید . TCP ، یک عدد سریال ( موقعیت یک بسته اطلاعاتی نسبت به تمام بسته اطلاعاتی ارسالی ) را به هریک از بسته ها نسبت داده و از Acknowledgment بمنظور اطمینان از دریافت گروهی از بسته های اطلاعاتی ارسال شده ، استفاده می نماید. در صورتیکه کامپیوتر مقصد ، در مدت زمان مشخصی نسبت به اعلام وصول بسته های اطلاعاتی ، اقدام ننماید ، کامپیوتر مبداء ، مجددا" اقدام به ارسال اطلاعات می نماید. علاوه برافزودن یک دنباله عددی و Acknowledgment به یک بسته اطلاعاتی ، TCP اطلاعات مربوط به پورت مرتبط با برنامه ها ی مبداء و مقصد را نیز به بسته اطلاعاتی اضافه می نماید. کامپیوتر مبداء ، از پورت کامپیوتر مقصد بمنظور هدایت صحیح بسته های اطلاعاتی به برنامه مناسب بر روی کامپیوتر مقصد ، استفاده می نماید. کامپیوتر مقصد از پورت کامپیوتر مبداء بمنظور برگرداندن اطلاعات به برنامه ارسال کننده در کامپیوتر مبداء ، استفاده خواهد کرد .
هر یک از کامپیوترهائی که تمایل به استفاده از پروتکل TCP بمنظور ارسال اطلاعات دارند ، می بایست قبل از مبادله اطلاعات ، یک اتصال بین خود ایجاد نمایند . اتصال فوق ، از نوع مجازی بوده و Session نامیده می شود .دو کامپیوتر درگیر در ارتباط ، با استفاده از TCP و بکمک فرآیندی با نام : Three-Way handshake ، با یکدیگر مرتبط و هر یک پایبند به رعایت اصول مشخص شده در الگوریتم مربوطه خواهند بود . فرآیند فوق ، در سه مرحله صورت می پذیرد :
مرحله اول : کامپیوتر مبداء ، اتصال مربوطه را از طریق ارسال اطلاعات مربوط به Session ، مقداردهی اولیه می نماید ( عدد مربوط به موقعیت یک بسته اطلاعاتی بین تمام بسته های اطلاعاتی و انداز

تعریف پروتکل و انواع آن