Interneto protokolas

Funkcija

Interneto protokolu informacija iš šaltinio kompiuterio perduodama į paskirties kompiuterį. Ši informacija siunčiama paketų pavidalu.

Šiuo metu naudojamos dvi interneto protokolo versijos: IPv4 ir IPv6, iš kurių dažniausiai naudojama IPv4 versija. IP taip pat suteikia kompiuteriams IP adresą, pagal kurį kompiuteriai atpažįsta vienas kitą, panašiai kaip pagal įprastą fizinį adresą.

IP yra pagrindinis protokolas, priklausantis interneto protokolų paketo, kuris yra ryšių protokolų rinkinys, sudarytas iš septynių abstrakčių sluoksnių (žr. OSI modelį), interneto sluoksniui,

Pagrindinė IP paskirtis ir užduotis - perduoti datagramas iš šaltinio kompiuterio (pradinio kompiuterio) į paskirties kompiuterį (priimantį kompiuterį) pagal jų adresus. Šiam tikslui pasiekti IP apima metodus ir struktūras, skirtas žymoms (adreso informacijai, kuri yra metaduomenų dalis) duomenųagramose įterpti. Šių žymų dėjimo į datagramas procesas vadinamas inkapsuliavimu.Pagalvokite apie anologiją su pašto sistema. IP yra panašus į JAV pašto sistemą, nes leidžia siuntėjui (šaltinio prievadui) adresuoti paketą (datagramą) (inkapsuliavimas) ir įdėti jį į sistemą (internetą). Tačiau tiesioginio ryšio tarp siuntėjo ir gavėjo nėra. 

Siuntinys (datagrama) beveik visada padalytas į dalis, tačiau kiekvienoje dalyje yra gavėjo (paskirties kompiuterio) adresas. Galiausiai kiekviena dalis pasiekia gavėją, dažnai skirtingais keliais ir skirtingu laiku. Šiuos maršrutus ir laiką taip pat nustato pašto sistema, kuri yra IP. Tačiau pašto sistema (transporto ir taikomajame lygmenyse) prieš pristatydama gavėjui (paskirties kompiuteriui) visas dalis vėl sujungia.

Pastaba: IP iš tikrųjų yra bevielis protokolas, t. y. prieš perduodant duomenis (šaltinio kompiuteriui) nereikia sukurti grandinės su gavėju (paskirties kompiuteriu). Tęsiant analogiją, prieš išsiunčiant laišką ar siuntinį, fizinio atgalinio adreso ant laiško ar siuntinio ir gavėjo adreso tiesioginis ryšys nebūtinas.

Iš pradžių IP buvo ryšio neturinti datagramų paslauga perdavimo valdymo programoje, kurią 1974 m. sukūrė Vintas Cerfas ir Bobas Kanas. Kai buvo pritaikytas formatas ir taisyklės, leidžiančios jungtis, sukurtas į jungtis orientuotas perdavimo kontrolės protokolas. Abu šie protokolai kartu sudaro interneto protokolų rinkinį, dažnai vadinamą TCP/IP.

Interneto protokolo 4 versija (IPv4) buvo pirmoji pagrindinė IP versija. Tai yra dominuojantis interneto protokolas. Tačiau iPv6 yra aktyvus ir naudojamas, o jo diegimas didėja visame pasaulyje.

Adresavimas ir maršrutizavimas yra sudėtingiausi IP aspektai. Tačiau tinklo intelektas yra mazguose (tinklo sujungimo taškuose) - maršrutizatoriuose, kurie persiunčia duomenųagramas į kitą žinomą šliuzą maršrute iki galutinės paskirties vietos. Maršrutizatoriai naudoja vidinių šliuzų protokolus (IGP) arba išorinių šliuzų protokolus (EGP), padedančius priimti sprendimus dėl maršruto persiuntimo. Maršrutai nustatomi pagal maršruto prefiksą duomenųagramose. Todėl maršruto parinkimo procesas gali būti sudėtingas. Tačiau šviesos greičiu (arba beveik šviesos greičiu) maršrutizavimo intelektas nustato geriausią maršrutą, ir visos datagramos dalys ir datagramos galiausiai pasiekia savo paskirties vietą

IP paketai

IP paketus arba datagramas sudaro dvi dalys. Pirmoji dalis yra antraštė, kuri yra tarsi etiketė ant voko. Antroji dalis yra naudingoji apkrova, kuri yra tarsi laiškas voko viduje. Antraštėje yra šaltinio ir paskirties IP adresai bei papildoma informacija. Ši informacija vadinama metaduomenimis ir yra apie patį paketą. Duomenų patalpinimas į paketą su antrašte yra hermetizacija.

Maršrutizavimas

Kiekvienas tinklo kompiuteris atlieka tam tikrą maršrutizavimą. Specializuoti kompiuteriai bendrauja tarpusavyje, kad išsiaiškintų, kur siųsti paketus. Šie kompiuteriai vadinami maršrutizatoriais ir bendrauja naudodami maršrutizavimo protokolus.

Kiekviename paketo kelionės žingsnyje kompiuteris perskaito antraštę. Kompiuteris mato paskirties IP adresą ir nustato, kur siųsti paketą.

Patikimumas

ARPANET, ankstyvasis interneto protėvis, buvo sukurtas taip, kad išgyventų branduolinį karą. Jei vienas kompiuteris būtų sunaikintas, ryšys tarp visų kitų kompiuterių vis tiek veiktų. Kompiuterių tinklai vis dar yra tokios pat konstrukcijos.

Kompiuteriai, kurie bendrauja tarpusavyje, atlieka "protingas" funkcijas, kad būtų supaprastinti kompiuterių tinklai. Galutiniai mazgai tikrins, ar nėra klaidų, o ne centrinė institucija. "Protingų" dalykų laikymas galutiniuose kompiuteriuose arba mazguose atitinka principą "nuo galo iki galo".

Interneto protokolas siunčia paketus neužtikrindamas, kad jie pasieks saugiai. Tai yra geriausios pastangos pristatymas, kuris yra nepatikimas. Paketai gali būti supainioti, prarasti, dubliuoti arba gauti ne ta tvarka. Aukštesnio lygio protokolai, pavyzdžiui, perdavimo valdymo protokolas (TCP), užtikrina, kad paketai būtų pristatyti teisingai. IP taip pat neturi ryšio, todėl neseka ryšių.

Interneto protokolo 4 versijos (IPv4) kontrolinė suma naudojama klaidoms IP antraštėje tikrinti. Kiekviena kontrolinė suma yra unikali šaltinio ir paskirties vietos deriniui. Maršrutizavimo mazgas, gavęs paketą, sukuria naują kontrolinę sumą. Jei naujoji kontrolinė suma skiriasi nuo senosios, maršrutizavimo mazgas žino, kad paketas yra blogas, ir jį išmeta. IPv6 daro prielaidą, kad kitas protokolas tikrins, ar nėra klaidų, ir kontrolinės sumos nenurodo. Taip siekiama pagerinti našumą.

Istorija

1974 m. Elektros ir elektronikos inžinierių institutas paskelbė dokumentą "Paketinio tinklo tarpusavio ryšio protokolas". Dokumente aprašytas būdas, kaip kompiuteriai gali bendrauti tarpusavyje naudodami paketų komutavimą. Didelė šios idėjos dalis buvo "Perdavimo valdymo programa". Perdavimo valdymo programa buvo per didelė, todėl ji buvo padalinta į TCP ir IP. Dabar šis modelis vadinamas DoD interneto modeliu ir interneto protokolų rinkiniu, arba TCP/IP modeliu.

0-3 IP versijos buvo eksperimentinės ir naudotos 1977-1979 m.

IPv4 adresai baigsis, nes galimų adresų skaičius yra baigtinis. Siekdama išspręsti šią problemą, IEEE sukūrė IPv6, kuris turi dar daugiau adresų. IPv4 turi 4,3 mlrd. adresų, o IPv6 - 340 decilijonų. Tai reiškia, kad IPv6 adresų niekada nepritrūks. IPv5 buvo skirtas interneto srauto protokolui, kuris buvo naudojamas tik eksperimentiniais tikslais.