TCP / IP

Pengenalan TCP / IP

Ringkasan: TCP dan IP dikembangkan oleh Departemen Pertahanan (DOD) proyek penelitian untuk menghubungkan jaringan nomor berbeda yang dirancang oleh vendor yang berbeda menjadi sebuah jaringan dari jaringan ("Internet"). Itu awalnya sukses karena menyampaikan beberapa layanan dasar bahwa setiap orang membutuhkan (file transfer, surat elektronik, remote logon) di seluruh jumlah yang sangat besar sistem client dan server. Beberapa komputer dalam sebuah departemen kecil dapat menggunakan TCP / IP (bersamaan dengan protokol lain) pada satu LAN. Komponen IP menyediakan routing dari departemen ke jaringan perusahaan, kemudian ke jaringan regional, dan akhirnya ke global internet. Di medan perang jaringan komunikasi akan mengalami kerusakan, sehingga DOD dirancang TCP / IP untuk menjadi kuat dan secara otomatis pulih dari setiap node atau kegagalan saluran telepon. Desain ini memungkinkan pembangunan jaringan yang sangat besar dengan manajemen pusat kurang. Namun, karena pemulihan otomatis, masalah jaringan bisa pergi terdiagnosis dan tidak dikoreksi untuk jangka waktu yang lama.

Seperti dengan semua protokol komunikasi lain, TCP / IP terdiri dari lapisan:

IP - bertanggung jawab untuk memindahkan paket data dari node ke node. Ke depan setiap paket IP berdasarkan alamat tujuan empat byte (nomor IP). Internet berwenang menetapkan kisaran angka untuk organisasi yang berbeda. Organisasi menetapkan kelompok jumlah mereka ke departemen. IP beroperasi pada mesin gateway yang memindahkan data dari departemen ke organisasi untuk daerah dan kemudian di seluruh dunia.
TCP - bertanggung jawab untuk memverifikasi pengiriman yang benar data dari klien ke server. Data dapat hilang dalam jaringan menengah. TCP menambahkan dukungan untuk mendeteksi kesalahan atau hilangnya data dan untuk memicu transmisi ulang sampai data diterima dengan benar dan benar-benar diterima.
Sockets - adalah nama yang diberikan kepada subrutin paket yang menyediakan akses ke TCP / IP pada kebanyakan sistem.
Jaringan Peserta Lelang Terendah

Tentara puts out tawaran pada komputer dan DEC memenangkan tawaran. Angkatan Udara puts out tawaran dan IBM menang. Tawaran Navy dimenangkan oleh Unisys. Kemudian Presiden memutuskan untuk menginvasi Grenada dan angkatan bersenjata menemukan bahwa komputer mereka tidak bisa berbicara satu sama lain. The DOD harus membangun sebuah "jaringan" keluar dari sistem masing-masing, oleh hukum, disampaikan oleh penawar terendah pada kontrak tunggal.



Internet Protocol dikembangkan untuk membuat Jaringan Networks ("Internet"). Mesin individu yang pertama terhubung ke (Ring Ethernet atau Token) LAN. TCP / IP LAN saham dengan kegunaan lain (Novell file server, Windows for Workgroups sistem peer). Satu perangkat menyediakan TCP / IP koneksi antara LAN dan seluruh dunia.

Untuk memastikan bahwa semua jenis sistem dari semua vendor dapat berkomunikasi, TCP / IP adalah mutlak standar di LAN. Namun, jaringan yang lebih besar berdasarkan jarak jauh dan saluran telepon yang lebih tidak stabil. Di AS, banyak perusahaan besar akan ingin menggunakan kembali jaringan internal yang besar berdasarkan IBM SNA. Di Eropa, perusahaan telepon nasional tradisional standarisasi pada X.25. Namun, ledakan tiba-tiba dari mikroprosesor kecepatan tinggi, serat optik, dan sistem telepon digital telah menciptakan ledakan pilihan baru: ISDN, frame relay, FDDI, Asynchronous Transfer Mode (ATM). Teknologi baru muncul dan menjadi usang dalam beberapa tahun. Dengan perusahaan TV kabel dan telepon bersaing untuk membangun superhighway Informasi Nasional, tidak ada standar tunggal dapat mengatur komunikasi seluruh kota, nasional, atau di seluruh dunia.

Desain asli dari TCP / IP sebagai Jaringan Jaringan cocok baik dalam ketidakpastian teknologi saat ini. TCP / IP data dapat dikirim melalui LAN, atau dapat dibawa dalam sebuah jaringan SNA internal perusahaan, atau dapat kuda-kudaan pada layanan TV kabel. Selain itu, mesin yang terkoneksi ke jaringan ini dapat berkomunikasi ke jaringan lainnya melalui gateway disediakan oleh vendor jaringan.

Alamat

Setiap teknologi memiliki konvensi sendiri untuk mengirimkan pesan antara dua komputer dalam jaringan yang sama. Pada LAN, pesan yang dikirim antara mesin dengan menyediakan enam byte pengenal yang unik (yang "MAC" address). Dalam sebuah jaringan SNA, setiap mesin memiliki Unit logis dengan alamat jaringan mereka sendiri. DECNET, Appletalk, dan Novell IPX semua memiliki skema untuk menetapkan nomor untuk setiap jaringan lokal dan untuk setiap workstation terpasang ke jaringan.

Di atas ini alamat lokal atau vendor jaringan tertentu, TCP / IP memberikan nomor unik untuk setiap workstation di dunia. Ini "Nomor IP" adalah empat byte nilai yang, dengan konvensi, dinyatakan dengan mengubah setiap byte ke dalam nomor desimal (0 sampai 255) dan memisahkan bytes dengan periode. Sebagai contoh, Lube PC dan server Tune adalah 130.132.59.234.

Sebuah organisasi dimulai dengan mengirimkan surat elektronik untuk tugas Hostmaster@INTERNIC.NET meminta dari nomor jaringan. Hal ini masih mungkin bagi hampir semua orang untuk mendapatkan penugasan nomor untuk "Kelas C" kecil jaringan di mana tiga byte pertama mengidentifikasi jaringan dan byte terakhir mengidentifikasi komputer individu. Penulis mengikuti prosedur ini dan ditugaskan nomor 192.35.91. * Untuk jaringan komputer di rumahnya. Organisasi yang lebih besar bisa mendapatkan "Kelas B" jaringan di mana dua byte pertama mengidentifikasi jaringan dan dua byte terakhir mengidentifikasi masing-masing hingga 64 ribu workstation individu. Yale jaringan Kelas B adalah 130,132, sehingga semua komputer dengan alamat IP 130,132 *.. * Dihubungkan melalui Yale.

Organisasi kemudian menghubungkan ke Internet melalui salah satu pemasok selusin regional atau jaringan khusus. Vendor jaringan diberi nomor jaringan pelanggan dan menambahkan ke konfigurasi routing dalam mesin sendiri dan orang-orang dari pemasok jaringan utama lainnya.

Tidak ada rumus matematika yang menerjemahkan nomor 192.35.91 atau 130,132 menjadi "Yale University" atau "New Haven, CT." Mesin-mesin yang mengatur jaringan regional yang besar atau routers Internet pusat yang dikelola oleh National Science Foundation hanya dapat menemukan jaringan ini dengan melihat setiap nomor jaringan di meja. Ada berpotensi ribuan jaringan Kelas B, dan jutaan jaringan Kelas C, tetapi komputer biaya memori rendah, sehingga tabel wajar. Pelanggan yang terhubung ke Internet, bahkan pelanggan besar seperti IBM, tidak perlu untuk mempertahankan informasi di jaringan lain. Mereka mengirim semua eksternal data ke regional carrier yang mereka berlangganan, dan maskapai regional mempertahankan tabel dan melakukan routing yang tepat.

New Haven adalah dalam keadaan perbatasan, dibagi 50-50 antara Yankees dan Red Sox. Dalam semangat ini, Yale baru saja beralih koneksi dari jaringan Atlantik Tengah regional untuk pembawa New England. Ketika saklar terjadi, tabel di wilayah regional lainnya dan di tulang belakang nasional harus diperbarui, sehingga lalu lintas untuk 130,132 itu disalurkan melalui Boston bukannya New Jersey. Operator jaringan besar menangani dokumen dan dapat melakukan seperti sebuah saklar yang diberikan cukup pemberitahuan. Selama periode konversi, universitas ini terhubung ke kedua jaringan sehingga pesan bisa tiba melalui jalan baik.

Subnets

Meskipun pelanggan individual tidak perlu tabulasi nomor jaringan atau menyediakan eksplisit routing yang, akan lebih mudah untuk sebagian besar jaringan Kelas B dikelola secara internal sebagai versi yang jauh lebih kecil dan sederhana dari organisasi jaringan yang lebih besar. Adalah umum untuk membagi dua byte internal yang tersedia untuk penugasan menjadi beberapa departemen satu byte dan satu byte ID workstation.



Jaringan perusahaan dibangun menggunakan TCP tersedia secara komersial / kotak router IP. Setiap router memiliki meja kecil dengan 255 entri untuk menerjemahkan nomor satu byte departemen dalam pemilihan Ethernet tujuan terhubung ke salah satu router. Pesan ke Lube PC dan server Tune (130.132.59.234) akan dikirim melalui nasional dan daerah New England jaringan berdasarkan bagian dari 130,132 nomor. Sesampainya di Yale, 59 departemen ID memilih konektor Ethernet di C & IS membangun. The 234 memilih workstation tertentu pada LAN tersebut. Jaringan Yale harus diupdate sebagai Ethernets baru dan departemen ditambahkan, tapi tidak dipengaruhi oleh perubahan di luar universitas atau pergerakan mesin dalam departemen.

Sebuah Jalan Uncertain

Setiap kali sebuah pesan tiba pada sebuah IP router, itu membuat keputusan individu tentang di mana untuk mengirimkannya berikutnya. Ada konsep sesi dengan jalan terpilih untuk semua lalu lintas. Pertimbangkan sebuah perusahaan dengan fasilitas di New York, Los Angeles, Chicago dan Atlanta. Ini bisa membangun jaringan dari empat jalur telepon membentuk sebuah loop (NY ke Chicago ke LA ke Atlanta ke NY). Sebuah pesan tiba di router NY dapat pergi ke LA baik melalui Chicago atau Atlanta. Jawabannya bisa kembali ke arah lain.

Bagaimana router membuat keputusan antara rute? Tidak ada jawaban yang benar. Lalu lintas dapat diarahkan oleh algoritma "searah jarum jam" (pergi NY ke Atlanta, LA ke Chicago). Router bisa bergantian, mengirim satu pesan ke Atlanta dan berikutnya ke Chicago. Routing yang lebih canggih mengukur pola traffic dan mengirimkan data melalui link yang paling tidak sibuk.

Jika satu saluran telepon dalam jaringan ini rusak, lalu lintas masih dapat mencapai tujuan melalui jalan bundaran. Setelah kehilangan NY ke garis Chicago, data dapat dikirim NY ke Atlanta ke LA ke Chicago. Ini menyediakan layanan terus terdegradasi meskipun dengan kinerja. Ini semacam pemulihan adalah fitur desain utama dari IP. Hilangnya garis segera terdeteksi oleh router di NY dan Chicago, tapi entah bagaimana informasi ini harus dikirim ke node lain. Jika tidak, LA bisa terus mengirim pesan melalui NY Chicago, di mana mereka tiba di sebuah "buntu." Setiap jaringan mengadopsi beberapa Router Protokol yang secara berkala memperbarui tabel routing seluruh jaringan dengan informasi tentang perubahan status rute.

Jika ukuran jaringan tumbuh, maka kompleksitas update routing akan meningkat karena akan biaya transmisi mereka. Membangun jaringan tunggal yang meliputi seluruh AS akan masuk akal rumit. Untungnya, Internet dirancang sebagai Jaringan Networks. Ini berarti bahwa loop dan redundansi dibangun ke setiap maskapai regional. Jaringan regional menangani masalah sendiri dan pesan reroutes internal. Router update Protokol Its tabel dalam router sendiri, tetapi tidak ada update routing perlu untuk menyebarkan dari operator regional untuk tulang belakang NSF atau ke daerah lain (kecuali, tentu saja, pelanggan yang beralih secara permanen dari satu daerah ke daerah lain).

Terdiagnosis Masalah

IBM SNA desain yang jaringan untuk dikelola secara terpusat. Jika kesalahan terjadi, dilaporkan kepada pihak berwenang jaringan. Dengan desain, kesalahan adalah masalah yang harus dikoreksi atau diperbaiki. Jaringan IP, bagaimanapun, dirancang untuk menjadi kuat. Dalam kondisi medan perang, hilangnya sebuah node atau jalur adalah keadaan yang normal. Korban dapat diurutkan keluar di kemudian hari, tetapi jaringan harus tetap terjaga. Jadi jaringan IP yang kuat. Mereka secara otomatis (dan diam-diam) reconfigure sendiri ketika sesuatu berjalan salah. Jika ada redundansi cukup dibangun ke dalam sistem, maka komunikasi dipertahankan.

Pada tahun 1975 ketika SNA dirancang, redundansi tersebut akan mahal, atau mungkin telah berpendapat bahwa hanya Departemen Pertahanan bisa membelinya. Hari ini, bagaimanapun, router sederhana biaya tidak lebih dari PC. Namun, desain TCP / IP itu, "Kesalahan adalah normal dan dapat diabaikan," menghasilkan masalah sendiri.

Data lalu lintas sering diselenggarakan di sekitar "hub," seperti lalu lintas penerbangan. Satu bisa membayangkan sebuah IP router di Atlanta pesan routing untuk kota-kota kecil di seluruh Tenggara. Masalahnya adalah bahwa data yang datang tanpa reservasi. Perusahaan penerbangan mengalami masalah sekitar peristiwa besar, seperti Super Bowl. Tepat sebelum pertandingan, semua orang ingin terbang ke kota. Setelah pertandingan, semua orang ingin terbang keluar. Ketidakseimbangan terjadi pada jaringan ketika sesuatu yang baru akan diiklankan. Adam Curry mengumumkan server di "mtv.com" dan maskapai regional nya itu kalah dengan lalu lintas hari berikutnya. Masalahnya adalah bahwa pesan datang dari seluruh dunia melalui jalur kecepatan tinggi, tetapi mereka pergi keluar untuk mtv.com atas apa yang kemudian garis kecepatan lambat telepon.

Kadang-kadang badai salju membatalkan penerbangan dan bandara mengisi dengan penumpang terdampar. Banyak pergi ke hotel di kota. Ketika data tiba pada router sesak, tidak ada tempat untuk mengirim meluap. Kelebihan paket hanya dibuang. Ini menjadi tanggung jawab pengirim untuk mencoba lagi data beberapa detik kemudian dan untuk bertahan sampai akhirnya mendapatkan melalui. Pemulihan ini disediakan oleh komponen TCP dari protokol internet.

TCP dirancang untuk pulih dari kegagalan node atau jalur mana jaringan menyebarkan rute perubahan tabel ke semua node router. Karena pembaruan Butuh beberapa waktu, TCP lambat untuk memulai pemulihan. Algoritma TCP tidak disetel secara optimal menangani packet loss akibat kemacetan lalu lintas. Sebaliknya, respon internet tradisional untuk masalah lalu lintas telah meningkatkan kecepatan garis dan peralatan untuk mengatakan di depan pertumbuhan permintaan.

TCP memperlakukan data sebagai aliran byte. Ini logis menetapkan nomor urut untuk setiap byte. Paket TCP memiliki header yang mengatakan, pada dasarnya, "mulai paket ini dengan byte 379.642 dan berisi 200 byte data." Penerima dapat mendeteksi paket yang hilang atau salah sequencing. TCP mengakui data yang telah diterima dan mentransmisikan kembali data yang telah hilang. Desain TCP berarti bahwa pemulihan kesalahan dilakukan end-to-end antara Client dan Server mesin. Tidak ada standar resmi untuk pelacakan masalah di tengah-tengah jaringan, walaupun setiap jaringan telah mengadopsi beberapa ad hoc alat.

Harus Tahu

Ada tiga tingkat TCP / IP pengetahuan. Mereka yang mengelola jaringan regional atau nasional harus merancang suatu sistem saluran telepon jarak jauh, perangkat routing berdedikasi, dan file konfigurasi yang sangat besar. Mereka harus mengetahui nomor IP dan lokasi fisik dari ribuan jaringan pelanggan. Mereka juga harus memiliki strategi monitor jaringan formal untuk mendeteksi masalah dan merespon dengan cepat.

Setiap perusahaan besar atau universitas yang berlangganan ke Internet harus memiliki tingkat menengah jaringan organisasi dan keahlian. Sebuah router setengah lusin mungkin dikonfigurasi untuk menghubungkan beberapa lusin LAN departemen di beberapa bangunan. Semua traffic di luar organisasi biasanya akan diarahkan ke satu sambungan ke penyedia jaringan regional.

Namun, pengguna akhir dapat menginstal TCP / IP pada komputer pribadi tanpa pengetahuan baik perusahaan atau jaringan regional. Tiga potongan informasi yang diperlukan:

Alamat IP yang ditugaskan untuk komputer pribadi ini
Bagian dari alamat IP (subnet mask) yang membedakan mesin lain di LAN yang sama (pesan dapat dikirim kepada mereka secara langsung) dari mesin di departemen lain atau di tempat lain di dunia (yang dikirimkan ke router mesin)
Alamat IP dari mesin router yang menghubungkan LAN ini ke seluruh dunia.
Dalam kasus server PCLT, alamat IP 130.132.59.234. Sejak tiga byte pertama menunjuk departemen ini, sebuah "subnet mask" didefinisikan sebagai 255.255.255.0 (255 adalah nilai byte terbesar dan mewakili nomor dengan semua bit diaktifkan). Ini adalah konvensi Yale (yang kami sarankan kepada semua orang) bahwa router untuk setiap departemen memiliki nomor 1 stasiun dalam jaringan departemen. Jadi router PCLT adalah 130.132.59.1. Jadi server PCLT dikonfigurasi dengan nilai-nilai:

My IP address: 130.132.59.234
Subnet mask: 255.255.255.0
Default router: 130.132.59.1
Subnet mask memberitahu server bahwa setiap mesin lain dengan alamat IP mulai 130.132.59. * Adalah pada LAN departemen yang sama, sehingga pesan akan dikirim ke secara langsung. Setiap alamat IP dimulai dengan nilai yang berbeda diakses secara tidak langsung dengan mengirimkan pesan melalui router di 130.132.59.1 (yang pada LAN departemen).