هر مجموعه پروتکل شبکه سیستمی از قوانین مشترک است که به امر تعریف پردازش پیچیده انتقال داده کمک می کند داده از یک برنامه روی کامپیوتر ، به سخت افزار کامیپوتر ، پس به رسانه انتقالی و مقصد مورد نظر ، آنگاه سخت افزار شبکه کامپیوتر مقصد و سپس به برنامه کاربردی مقصد منتقل می شود .
مقدمه ؟؟؟؟؟ چپ و وظیفه چیست ؟
جوهره ای از شبکه های خودمختار [1] را به ؟؟؟؟؟ . هیچگونه ساختار حقیقی و ثابتی نمی توان برای اینترنت متصور شد . در قسمت « زیرشبکه » از شبکه اینترنت تعدادی از خطوط ارتباطی با پهنای باند ( نرخ ارسال ) بسیار بالا و مسیریاب های بسیار سریع و هوشمند ، برای پیکره شبکه جهانی اینترنت یک « ستون فقرات » [2] تشکیل داده است . شبکه های منطقه ای و محلی پیرامون این ستون فقرات شکل گرفته و ترافیک داده آنها به نحوی از این ستون فقرات خواهد گذشت . ستون فقرات در شبکه اینترنت که با سرمایه گذاری عظیمی در آمریکا ، اروپا و قسمت هایی از اقیانوسیه و آسیا ایجاد شده است حجم بسیار وسیعی از بسته های اطلاعاتی را در هر ثانیه حمل می کنند و اکثر شبکه های منطقه ای و محلی یا ارائه دهندگان سرویس های اینترنت [3] به نحوی با یکی از گره های این ستون فقرات در ارتباطند .
قراردادی که حمل و تردد بسته های اطلاعاتی و همچنین مسیریابی صحیح آنها را از مبداء به مقصد ، مدیریت و سازمان دهی می نماید پروتکل IP [4] نام دارد . در حقیقت پروتکل IP که روی تمامی ماشین های شبکه اینترنت وجود دارد بسته های اطلاعاتی را ( بسته های IP ) از مبداء تا مقصد هدایت می نماید ، فارغ از آنکه آیا ماشین های مبداء و مقصد روی یک شبکه هستند یا چندین شبکه دیگر بین آنها واقع شده است .
ساده ترین تعریف برای پروتکل IP روی شبکه اینترنت به صورت زیر خلاصه می شود :
لایه IP یک واحد از داده ها را از لایه بالاتر تحویل می گیرد ، به این واحد اطلاعات معمولاً یک
« دیتاگرام » گفته می شود . [5] امکان دارد طول این دیتاگرام بزرگ باشد ، در چنین موردی لایه IP آن را به واحدهای کوچکتری که هرکدام « قطعه » [6] نام دارد شکسته و با تشکیل یک بسته IP به ازای هر قطعه ، اطلاعات لازم برای طی مسیر در شبکه را به آنها اضافه می کند و سپس آنها را روی شبکه به جریان می اندازد ، هرمسیریاب با بررسی و پردازش بسته ها ، آنها را تا مقصد هدایت می کند . هرچند طول یک بسته IP می تواند حداکثر 64Kbyte باشد و لیکن در عمل عموماً طول بسته ها حدود 1500 بایت است .
پروتکل IP مجبور است هنگام قطعه قطعه کردن یک دیتا گرام ، برای کل آن یک شماره مشخصه و برای هر قطعه یک شماره ترتیب در نظر بگیرد تا آن دیتاگرام بتواند در مقصد برای تحویل به لایه بالاتر یعنی لایه انتقال بازسازی شود .
توضیح : مجدداً تأکید می کنیم که در این مبحث ، دیتاگرام یک واحد اطلاعات است که به صورت یکجا از لایه IP به لایه انتقال تحویل داده می شود یا بالعکس لایه انتقال آن را جهت ارسال روی شبکه به لایه IP تحویل داده و ممکن است شکسته شود .
در کنار پروتکل IP چندین پروتکل دیگر مثل RIP , RARP , ARP , ICMP و 000 تعریف شده که پروتکل IP را در عملکرد بهتر ، مسیریابی صحیح ، مدیریت خطاهای احتمالی یا کشف
آدرس های ناشناخته کمک می کنند .
توانایی هایی که پروتکل IP و پروتکل های جانبی آن عرضه می کنند این امکان را فراهم
آورده است که تمامی شبکه ها و ابزارهای شبکه ای ( مثل ماشین های میزبان ، مسیریاب ها ،
پل ها ، و 000 ) فارغ از نوع ماشین و نوع سخت افزار و حتی با وجود تفاوت در سیستم عامل مورد استفاده آنها ، بتوانند بسته های IP را با یکدیگر مبادله کنند . پروتکل IP ساختاری استاندارد دارد و به هیچ سخت افزار یا سیستم عامل خاص وابسته نیست .
قالب یک بسته IP
شکل (7-3) قالب یک بسته IP را به تصویر کشیده است . یک بسته IP از دو قسمت سرآیند و قسمت حمل داده تشکیل شده است . مجموعه اطلاعاتی که در سرآیند بسته IP درج می شود توسط مسیریابها مورد استفاده و پردازش قرار می گیرد .
شکل (7-3) قالب یک بسته IP
فیلد Version : اولین فیلد در سرآیند یک بسته IP که چهاربیت است نسخه پروتکل IP که این بسته براساس آن سازماندهی و ارسال شده است را تعیین می کند . در حال حاضر تمامی شبکه ها و مسیریاب ها از نسخه شماره 4 پروتکل IP پشتیبانی می کنند . اگرچه امروزه نسخه شماره 6 پروتکل IP به نامهای IPng یا IPv6 معرفی و در حال بررسی و نصب است ولیکن بسیاری از مسیریابها در شبکه های دنیا هنوز برای پذیرش این پروتکل آمادگی ندارند و به نظر می رسد که تا سال 2005 نگارش جدید جهانی نشود عددی که در حال حاضر در این فیلد قرار می گیرد 4 یا است .
فیلد IHL : [7] این فیلد هم چهاربیتی است و طول کل سرآیند بسته را برمبنای کلمات 32 بیتی مشخص می نماید . به عنوان مثال اگر در این فیلد عدد 10 قرار گرفته باشد بدین معناست که کل سرآیند 320 بیت معادل چهل بایت خواهد بود . اگر به ساختار یک بسته IP دقت شود به غیر از فیلد Options که اختیاری است ، وجود تمامی فیلدهای سرآیند الزامی می باشد . طول قسمت اجباری سرآیند 20 بایت است و به همین دلیل حداقل عددی که در فیلد IHL قرار می گیرد 5 یا خواهد بود و هر مقدار کمتر از 5 به عنوان خطا تلقی شده و منجر به حذف بسته خواهد شد . با توجه به طول 4 بیتی این فیلد ، بدیهی است که حداکثر مقدار آن 15 یا خواهد بود که در این صورت طول قسمت سرآیند 60 بایت (4*15) و طول قسمت اختیاری 40 بایت می باشد . قسمت اختیاری درسرآیند برای اضافه کردن اطلاعاتی مثل آدرس مسیرهای پیموده شده ، « مهر زمان » و برخی دیگر از گزینه هاست که در ادامه توضیح داده خواهد شد .
فیلد Type of service : این فیلد هشت بیتی است و توسط آن ماشین میزبان (یعنی ماشین تولید کننده بسته IP ) از مجموعه زیر شبکه ( یعنی مجموعه مسیریابهای بین راه ) تقاضای سرویس ویژه ای برای ارسال یک دیتاگرام می نماید . به عنوان مثال ممکن است یک ماشین میزبان بخواهد دیتاگرام صدا یا تصویر برای ماشین مقصد ارسال نماید ، در چنین شرایطی از زیر شبکه تقاضای ارسال سریع و به موقع اطلاعات را دارد نه قابلیت اطمینان صددرصد ، چرا که اگر یک یا چند بیت از داده های ارسالی در مسیر دچار خرابی شود تأثیر چندانی در کیفیت کار نخواهد گذاشت ولی اگر بسته های حاوی اطلاعات صدا یا تصویر به سرعت و سرموقع تحویل نشود اشکال عمده بوجود خواهد آمد . در چنین مواقعی ماشین میزبان از زیر شبکه تقاضای سرویس سریع ( و لاجرم غیرقابل اطمینان ) می نماید . در برخی از محیط های دیگر مثل ارسال نامه الکترونیکی یا مبادله فایل انتظار اطمینان [8] صددرصد از زیر شبکه وجود دارد و سرعت تأثیر چندانی بر کیفیت کار ندارد .