آموزش CCNA-200-301

مدل شبکه‌ای TCP/IP – آموزش CCNA 200-301 – درس ۲

  • توسط محمد حاجی آبادی
  • ۰۴ آبان ۱۳۹۸
  • ۰

TCP/IP به عنوان یک مدل شبکه‌ای شناخته شده است که گاهی معماری شبکه‌ای یا Blue Print شبکه هم نامیده می‌شود و به مجموعه‌ای از مستندات جامع اشاره می‌کند. هر یک از مستندات، به طور ویژه‌ای یک عملکرد کوچک مورد نیاز شبکه را توصیف می‌کند. در نهایت این مستندات، هر چیزی که برای کار کردن یک کامپیوتر در شبکه نیاز است را مهیا می‌کنند. برخی از این مستندات، یک پروتکل را توصیف می‌کنند، که مجموعه‌ای از قوانین منطقی است که یک دستگاه برای ارتباط با سایر دستگاه‌ها باید رعایت کند.  سایر مستندات هم برخی نیازهای فیزیکی برای ارتباط را تعریف می‌کنند. برای مثال، یکی از این مستندات می‌تواند سطح ولتاژ مورد استفاده برای یک کابل خاص هنگام انتقال اطلاعات را تعریف کند.

شما می‌توانید برای درک بهتر، یک مدل شبکه‌ای را مانند نقشه معماری برای یک ساختمان در نظر بگیرید. درست است که شما می‌توانید یک ساختمان را بدون نقشه هم بسازید، اما یک نقشه معماری این اطمینان را به شما می‌دهد که ساختمان، با پایه‌های قوی و ساختار درست ساخته شده است، پس در برابر حوادث طبیعی و غیر طبیعی مقاومت دارد، و همچنین لوله‌کشی‌های آب و گاز، کابل‌کشی‌های برق و سایر امکانات به صورت پنهان و استاندارد کار شده است. همچنین افرادی که در ساخت یک ساختمان نقش دارند، هر کدام از نقشه‌های تخصصی خود برای این کار استفاده می‌کنند، از جمله معمار‌ها، برق‌کار‌ها، نقاش‌ها و غیره و بر این موضوع آگاه هستند که اگر طبق نقشه خود کار کنند، برای سایر قسمت‌ها مشکلی ایجاد نمی‌کنند.

به همین ترتیب، شما هم می‌توانید شبکه خود را ایجاد کنید، نرم‌افزار خود را بنویسید، کار شبکه مختص به خود را بسازید، و هر کاری که برای ساختن شبکه نیاز است را انجام دهید. هر چند خریدن و استفاده کردن از محصولات برخی از مدل‌های شبکه‌ای شناخته شده که هم اکنون ارائه شده است، راحت تر به نظر می‌رسد. به این دلیل که شرکت‌های تولید کننده محصولات شبکه، محصولات خود را بر اساس مدل‌های شبکه‌ای موجود می‌سازند، و تمام این محصولات می‌توانند به راحتی با یکدیگر کار کنند.

تاریخچه مدل TCP/IP

امروزه، در دنیای شبکه‌های کامپیوتری از مدلی به نام TCP/IP استفاده می‌کند. هر چند، این کار همیشه خیلی ساده نبوده است. روزی روزگاری، پروتکل‌های شبکه‌ای مانند TCP/IP وجود نداشتند. شرکت‌های سازنده اولین پروتکل‌های شبکه را ایجاد کردند، اما این پروتکل‌ها فقط با محصولات همان شرکت سازگاری داشت.

برای مثال، شرکت IBM، که یک شرکت کامپیوتری با بزرگ‌ترین سهم از بازار فروش در بسیاری از بازار‌ها در بین سال‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ میلادی، مدل شبکه‌ای خود یعنی Systems Network Architecture  یا SNA را در سال ۱۹۷۴ متنشر کرد. سایر سازندگان نیز مدل‌های شبکه‌ای اختصاصی خود را در بازار معرفی کردند. در نتیجه، اگر شرکت شما از محصولات سه شرکت مختلف را خریداری می‌کرد، مهندسین شبکه باید سه شبکه مجزا را بر مبنای مدل شبکه‌ای هر شرکت را ایجاد می‌کردند و سپس به طریقی این سه شبکه را به یکدیگر متصل می‌کردند. در سمت چپ شکل ۱-۲ نشان می‌دهد که شبکه Enterprise یک شرکت قبل از سال‌های ۱۹۸۰ به چه شکل بوده است، قبل از این که مدل TCP/IP به صورت فراگیر در شبکه‌های Enterprise استفاده شود.

روند تاریخچه‌ای مدل‌های انحصاری در برابر مدل آزاد TCP/IP
شکل ۱-۲ – روند تاریخچه‌ای مدل‌های انحصاری در برابر مدل آزاد TCP/IP

اگرچه مدل‌های شبکه‌ای اختصاصی مربوط به سازندگان به خوبی کار می‌کرد، اما داشتن یک مدل شبکه‌ای آزاد و غیر اختصاصی، می‌توانست به رقابت و کاهش پیچیدگی کمک کند. سازمان استانداردسازی بین المللی ISO وظیفه ساخت چنین مدلی را در سال ۱۹۷۰ بر عهده گرفت، در ابتدا بر روی پروژه‌ای کار شد که بعدها به مدل شبکه‌ای OSI یا Open Systems Interconnection معروف شد. سازمان ISO برای ایجاد مدل OSI برنده جایزه نوبل هم شد، استانداردسازی پروتکل‌های شبکه‌ای که اجازه می‌داد تمام کامپیوتر‌های سراسر دنیا بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

دومین مدل شبکه‌ای آزاد و غیر اختصاصی و عمومی که کمتر شکل رسمی داشت از دپارتمان امنیت آمریکا U.S DoD به دنیا معرفی شد. محققان دانشگاه‌های مختلفی داوطلب شدند تا به توسعه بیشتر پروتکل‌های مربوط به کار اصلی دپارتمان امنیت آمریکا کمک کنند. نتیجه این تلاش‌ها دررقابت با مدل‌های شبکه‌ای آزاد مدلی به نام TCP/IP نام گرفت.

تا سال ۱۹۹۰ اکثر شرکت‌ها شروع به اضافه کردن مدل‌های OSI یا TCP/IP و یا هر دو به شبکه‌های خود کردند. هر چند تا آخر سال ۱۹۹۰، مدل TCP/IP به انتخابی متداول تبدیل شد، و مدل OSI هم از دور خارج شد. مرکز شکل ۱-۲ ایده کلی پشت شبکه‌های Enterprise را در دهه ۹۰ میلادی نشان می‌دهد.

امروزه و در قرن ۲۱ میلادی، مدل TCP/IP بر شبکه‌های سراسر دنیا سلطه دارد. مدل‌های شبکه‌ای اختصاصی هنوز هم وجود دارند ولی به لطف مدل TCP/IP دیگر از آنها استفاده چندانی نمی‌شود. مدل OSI هم به دلیل روند استانداردسازی کند آن در مقایسه با مدل TCP/IP در بازار‌های جهانی موفقیت چندانی کسب نکرد. مدل TCP/IP هم که در ابتدا به دست تعدادی داوطلب ساخته شد، به پرکاربرد‌ترین مدلی شبکه‌ای حال حاضر دنیا تبدیل شده است، همانطور که در سمت راست شکل ۱-۲ نشان داده شده است.

در این فصل شما برخی از مبانی مدل TCP/IP را خواهید آموخت. هدف اصلی این فصل، آموزش نحوه عملکرد یک مدل شبکه‌ای می‌باشد. همچنین در این فصل با برخی از اصلاحات مدل OSI هم آشنا خواهید شد.

بررسی اجمالی مدل شبکه‌ای TCP/IP

مدل TCP/IP شامل مجموعه بزرگی از پروتکل‌هایی است که به کامپیوتر‌ها اجازه می‌دهد که با یکدیگر ارتباط داشته باشند. برای تعریف یک پروتکل، TCP/IP از مستنداتی به نام Requests For Comments یا RFC استفاده می‌کند. همچنین TCP/IP از تکرار کارهایی که توسط برخی استاندارد‌های دیگر انجام شده است پرهیز می‌کند، به این صورت که به سادگی به آن استاندارد اشاره می‌کند. برای مثال سازمان IEEE استاندارد Ethernet را برای LAN تعریف کرده است. بنابراین مدل TCP/IP مجدد پروتکل Ethernet را در RFC تعریف نمی‌کند، بلکه به عنوان یک گزینه به پروتکل Ethernet اشاره می‌کند.

مدل TCP/IP مجموعه‌ای از قوانین را ایجاد می‌کند که اجازه می‌دهد تا زمانی که کامپیوتر را از جعبه خود خارج می‌کنید و کابل‌های مورد نیاز را متصل کرده و آن را روشن می‌کنید، بتوانید به شبکه متصل شده و از آن استفاده کنید. شما می‌توانید با استفاده از یک نرم‌افزار web browser سایت مورد نظر خود را باز کنید، و با استفاده از بسیاری از نرم‌افزار‌های دیگر، کارهای گوناگونی را انجام دهید. شاید برای شما این سؤال به وجود آید که چگونه این کار ممکن است؟ در واقع سیستم عامل نصب شده بر روی کامپیوتر، بخش‌های مختلف مدل TCP/IP را از قبل پیاده‌سازی کرده است. کارت شبکه اترنت، یا کارت شبکه Wi-Fi به صورت از پیش تعیین شده برخی از استاندارد‌های LAN را بر اساس مدل TCP/IP پیاده‌سازی می‌کنند. به طور خلاصه، شرکت سازنده کارت شبکه، مدل TCP/IP را هم پیاده‌سازی می‌کند.

برای این که درک بهتری نسبت به مدل شبکه‌ای داشته باشید، فرض کنید هر مدل وظایف مورد نیاز را به بخش‌های کوچک‌تری به نام لایه تقسیم می‌کنند. هر لایه شامل پروتکل‌ها و استاندارد‌های مربوط وظایف به همان بخش را شامل می‌شود، برای مثال شکل ۲-۲ لایه‌های مربوط به مدل TCP/IP را نشان می‌دهد.

مدل شبکه‌ای TCP/IP
شکل ۲-۲ – مدل شبکه‌ای TCP/IP

لایه پایین، بر روی نوحه انتقال بیت‌ها بر روی بستر ارتباطی تمرکز دارد. لایه Data Link هم بر روی انتقال اطلاعات به یکی از انواع لینک فیزیکی تمرکز می‌کند. برای مثال، در شبکه گاهی ممکن است که بستر ارتباطی از نوع اترنت باشد و گاهی هم ارتباط به صورت بی‌سیم می‌باشد. لایه Network بر روی تحویل اطلاعات در طول کل مسیر تا مقصد از سیستم مبدأ تمرکز می‌کند. و در نهایت، دو لایه آخر بیشتر بر روی برنامه‌های کاربردی که نیاز به ارسال اطلاعات از طریق شبکه را دارند تمرکز می‌کنند.

توجه داشته باشید، در روژن اصلی مدل TCP/IP با کمی تفاوت، چهار لایه در RFC 1122 وجود دارد. اما به دو دلیل استفاده واقعی شبکه‌ها و ورژن جدید CCNA، مدل TCP/IP به صورت ۵ لایه در شکل ۲-۲ نشان داده‌شده است.

ممکن است شما در مورد پروتکل‌های مختلفی که در مدل TCP/IP وجود دارد شنیده باشید. تعدادی از این پروتکل‌ها در جدول ۱-۲ نشان داده شده است. اکثر این پروتکل‌ها در درس‌های بعدی با جزئیات بیشتر مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

Example Protocols TCP/IP Architecture Layer
HTTP, POP3, SMTP Application
TCP, UDP Transport
IP, ICMP Internet
Ethernet, 802.11 (Wi-Fi) Data Link & Physical

لیست کامل فهرست مطالب آموزش CCNA 200-301

محمد حاجی‌آبادی هستم، کارشناس رشته کامپیوتر و علاقه‌مند به حوزه فناوری اطلاعات و شبکه‌های کامپیوتری.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *