פרוטוקולים ודגם TCP/IP
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| protocol/ˈprəʊtəkɒl/ | פרוטוקול |
| TCP/ˌtiː siː ˈpiː/ | פרוטוקול בקרת שידור |
| UDP/ˌjuː diː ˈpiː/ | פרוטוקול datagram משתמש |
| modularity/ˌmɒdjʊˈlærɪti/ | מודולריות |
| link layer/lɪŋk ˈleɪə/ | שכבת קישור |
| abstraction/əbˈstrækʃn/ | השגת מושג |
| application layer/ˌæplɪˈkeɪʃn ˈleɪə/ | שכבת יישום |
| transport layer/ˈtrænspɔːt ˈleɪə/ | שכבת העברת נתונים |
| port numbers/pɔːt ˈnʌmbəz/ | מספרי פורטים |
| internet layer/ˈɪntənet ˈleɪə/ | שכבת אינטרנט |
| packets/ˈpækɪts/ | חבילות |
| IP address/ˌaɪ ˈpiː əˈdres/ | כתובת IP |
| routers/ˈruːtəz/ | נתבי רשת |
| MAC addresses/mæk əˈdresɪz/ | כתובות MAC |
| connection-oriented/kəˈnekʃn ˈɔːrɪəntɪd/ | מיועד לקשר |
| connectionless/kəˈnekʃənləs/ | ללא קשר |
| layering/ˈleɪərɪŋ/ | שכבות |
ההודעה בשתי מילים שהתחילה את האינטרנט
- ב-29 באוקטובר 1969, סטודנט ב-UCLA הקליד את המילה LOGIN למכונה בסטנפורד, אות אחת באחת, כשהוא שוחח בטלפון עם בן זוגו שמאשר כל אות. לאחר L ו-O המערכת קרסה.
- הבעיה מעולם לא הייתה בחוט. היה זה ששתי מכונות שנבנו על ידי חברות שונות לא היו להם חוקים הסכומים על מה הביט משמעות, מתי לדבר, או מה לעשות כאשר דבר מה אבד.
- כל מה שאירע מאז הוא פשוט כתיבת החוקים האלה. פרוטוקול הוא ההסכם הזה, והאינטרנט הוא ערימה של פרוטוקולים.
- שיעור זה הוא הסיבה שקיימים פרוטוקולים, מדוע הם שכבתיים, ארבע שכבות TCP/IP, וההבדל בין TCP ל-UDP.
מה שפרוטוקול מגדיר
- פרוטוקול הוא סט של חוקים לכיצה התקשורת בין מכשירים. שני הקצוות חייבים לעקוב אחרי אותם חוקים, או שאותות הצד אחד יהיו חסרי משמעות לצד השני.
- הוא מגדיר את הפורמט של הנתונים, איפה הכתובות נמצאות ואיפה הפלטויד מתחיל; את הסדר ההודעות, מי מדבר ראשון ומתי לאמת; את המשמעות של כל הודעה; את הזמן, טימואאוטים ושליחות מחודשת; ומה לעשות במקרה של שגיאה.
- ללא אחד מהם, התקשורת תכשל לחלוטין, כמו ששני אנשים ללא שפה משותפת יכשלו.
חוקים שהוסכמו מראש, על ידי שני הקצוות
פרוטוקול ברשת הוא:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
פרוטוקול מגדיר את הפורמט, הסדר, המשמעות, הזמן והטיפול בשגיאות של הודעות — שתי הקצוות חייבות להסכים על כך.
מהו מה שהפרוטוקול מגדיר? סמן את כולן האפשרויות הנכונות.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
פורמט, סדר, משמעות, זמן והטיפול בשגיאות. מהירות הכבל היא מאפיין של הרכב, ולא של ההסכם.
מדוע הפרוטוקולים שכבתיים
- רשתות מורכבות מדי עבור סט חוקים אחד, ולכן הן מחולקות לשכבות, כל אחת עם משימה ממוקדת אחת, כל אחת מדברת רק לשכבה מעליה ולשכבה מתחתיה. היישום הוא ערימה.
- מודולריות: שכבה אחת יכולה להיות מחולפת מבלי לגעת באחרות, כך שהחלפת Ethernet ב-Wi-Fi לא משנה דבר מעל שכבת הקישור.
- סטנדרטיזציה: ציוד ממפעלים שונים מתקשר כי הממשק של כל שכבה הוא מוסכם. ה_rpcstraction: מתכנת כותב אפליקציית אינטרנט מתעלם מכל מה שהשכבות התחתונות מטפלות בו.
ארך שכבות, כל אחת עם משימה אחת
יתרון בחלוקת הרשת לשכבות הוא:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
לכל שכבה יש משימה אחת וממשק ברור, כך שניתן להחליף Ethernet ב-Wi-Fi ללא פגיעה בשכבות הגבוהות.
ארך השכבות של TCP/IP
| שכבה | מטרה | דוגמאות |
|---|---|---|
| שכבת האפליקציה | שירותים לתוכניות משתמש ופרוטוקולים שהם משתמשים בהם | HTTP, FTP, SMTP, IMAP |
| שכבת ההעברה | אספקה מקצה לקצה בין תהליכים, המזוהים על ידי מספרי פורטים | TCP, UDP |
| שכבת האינטרנט | הובלת חבילות בין מארחים באמצעות כתובות IP, העברתן על ידי נתבים | IP |
| שכבת הקישור | שליחת ביטים לאורך קישור פיזי אחד, עטיפה עם כתובות MAC | Ethernet, Wi-Fi |
- שכבת האינטרנט אינה מבטיחה אספקה. זו משימת שכבת ההעברה, אך רק אם משתמשים ב-TCP.
לחץ על ארבע שכבות דגם ה-TCPIP/IP
חקור את כל השכבה. נתונים נעים מטה בערימה בזמן השליחה (כל שכבה מוסיפה ראש) ועלויה בזמן ההתקבלות — ושכבה כלשהי יכולה להיות מחולפת ללא פגיעה בשאר השכבות.
התאם כל שכבת TCP/IP למשימה שלה.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
יישום = פרוטוקולי משתמש; העברה = אספקה TCP/UDP; אינטרנט = ניווט IP; קישור = ביטים על המדיה.
שכבת האינטרנט (IP) מבטיחה שהכל חבילה תגיע.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
IP מעביר חבילות ואינו מבטיח אספקה. אמינות נוספת מעליה על ידי TCP, ו-UDP מתעלם ממנה במתכונת מכוונת.
דוגמה מפורטת: הודעה חוצה את האינטרנט
- תיארו מה קורה בשכבה כלשהי כאשר הדפדפן מבקש דף מהשרת.
- שכבת האפליקציה: הדפדפן בונה בקשת HTTP לדף.
- שכבת ההעברה: TCP מפצל אותה למקטעים, מוסיף את מספרי הפורטים, ומאשר ויעלה מחדר כל אובדן.
- שכבת האינטרנט: IP מוסיף כתובות IP של המקור והיעד לכל חבילה, ונתבים מעבירים אותה צעד אחר צעד רשתות.
- שכבת הקישור: בכל צעד החבילה נכנסת לעטיפה עם כתובות MAC והביטים נשלחים לאורך הכבל או הרדיו. בשרת השכבות מתפרקות בסדר הפוך.
סדר את שכבות TCP/IP מהתוכנית של המשתמש ועד לכבל.
Difficulty 3/5 · 200 coins + a small bonus on first completion today
כל שכבה עוטפת את השכבה שמעליה; בקצה הנגדי הם מתעטפים בסדר הפוך.
TCP ו-UDP
- TCP הוא מחובר-קשר: הוא יוצר קשר תחילה, מבטיח שהכל נתון יגיע ובסדר, מעלה מחדר חבילות אבודות ושולט בזרימה. אמין, בעלות על עלות גבוהה ועיכוב. משמש HTTP, HTTPS, SMTP ו-FTP.
- UDP הוא ללא קשר: הוא שולח ושוכח, ללא אישורים, ללא סידור וללא העלאה מחדר. עלות נמוכה, ללא הבטחות.
- UDP משמש להעברת זמן אמת, DNS ומשחקי אינטרנט, שבו מהירות עולה על אמינות: מסגרת וידאו שנשלח מחדר תגיע לאחר הזמן שבו היא הייתה נדרשת, כך שהפסדתה טובה יותר מחכות.
מובטח ואיטי, או מהיר ולא מובטח
מה ההבדל בין TCP ל-UDP?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
TCP יוצר חיבור ומבטיח אספקה אמינה ומסודרת (עם תוספת עומס); UDP פועל על עקרון של שליחה ללא בקשה לאישור.
TCP הוא חווייתי-חיבור ומבטיח אספקה מסודרת ומלאה (עם תוספת עומס), בעוד שUDP פועל על עקרון של שליחה ללא בקשה לאישור — מהיר יותר אך ללא הבטחת אספקה.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
מכאן שUDP מתאים להזרמת וידאו בזמן אמת, למשחקים ול-DNS, בעוד TCP משמש לקבצים, דוא"ל ולדפי אתר מאובטחים שבהם כל בייט חייב להגיע.
הזרמת וידאו בזמן אמת משתמשת ב____ מכיוון שמהירות חשובה יותר משידור מחדש של חבילות אבודות.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
מסגרת שנשלחה מחדש תגיע לאחר הזמן שבו נדרשה, ולכן ויתור עליה טוב יותר מחכייה. ההבטחות של TCP שווות את העלות שלהן בדף תשלום.
דוגמה מפורטת: בחרו את פרוטוקול ההעברה
- חברה מעבירה זום חי של משחק ספורט וגם מוכרת כרטיסים דרך דף אינטרנט. איזה פרוטוקול העברה עבור כל אחד, ומדוע?
- הזום החי: UDP. מסגרת אבודה היא חסרת ערך בזמן שתוכל לשלוח אותה מחדר, לכן מהירות ועיכוב נמוך חשובים יותר ממלאכות, והצופה מעדיף לאבד מסגרת מאשר לצפות בתמונה תקועה.
- דף התשלום: TCP. כל בייט בתשלום ובהזמנה חייב להגיע, נכון ומסודר, ולכן ההתאמות והשדרוגים מוצדקים למרות העומס הנוסף.
- ציין את הפרוטוקול, ולאחר מכן תן את המאפיין של הנתונים שמוכיח אותו.
סימונים נופלים מהיד
- פרוטוקול הוא סט של כללים, לא תוכנית או כבל. ציין לפחות שניים מהדברים שהוא מגדיר.
- היתרון של שכבות הוא מודולריות, סטנדרטיזציה וabstraction (השחלה), לא "זה מהיר יותר".
- IP אינו מבטיח אספקה; TCP כן. אל תגמל את שכבת האינטרנט באמינות.
- UDP אינו "פחות טוב". הוא נבחר כאשר מהירות עולה על אמינות, והתשובה חייבת לציין איזה סוג נתונים זה.
הבנתך מושלמת
- פרוטוקול הוא כללים מסוכמים עבור פורמט, סדר, משמעות, זמן ועיבוד שגיאות, המיושמים על ידי שני הקצוות.
- פרוטוקולים יוצרים ערימה של שכבות, המעניקה מודולריות, סטנדרטיזציה ו-השחלה (abstraction).
- שכבות TCP/IP: יישום (HTTP, SMTP), העברה (TCP, UDP, מספרי פורטים), אינטרנט (כתובות IP, נתבים), קישור (Ethernet, Wi-Fi, כתובות MAC).
- TCP הוא קונקטיבי, מסודר ואמין; UDP הוא ללא קונקציה וללא הבטחות, לזרימת מדיה, DNS ומשחקים.