TCP/IP مخفف عبارت Transmission Control Protocol/Internet Protocol است و مجموعه‌ای از پروتکل‌های ارتباطی است که برای اتصال دستگاه‌های شبکه در اینترنت استفاده می‌شود. TCP/IP همچنین به عنوان یک پروتکل ارتباطی در یک شبکه کامپیوتری خصوصی (اینترانت یا اکسترانت) استفاده می‌شود.
کل مجموعه IP (مجموعه‌ای از قوانین و رویه‌ها) معمولاً به عنوان TCP/IP شناخته می‌شود. TCP و IP دو پروتکل اصلی هستند، اگرچه پروتکل‌های دیگری نیز در این مجموعه گنجانده شده‌اند. مجموعه پروتکل TCP/IP به عنوان یک لایه انتزاعی بین برنامه‌های اینترنتی و ساختار مسیریابی و سوئیچینگ عمل می‌کند.
TCP/IP با ارائه ارتباطات سرتاسری که نحوه تقسیم داده‌ها به بسته‌ها، آدرس‌دهی، انتقال، مسیریابی و دریافت در مقصد را مشخص می‌کند، نحوه تبادل داده‌ها از طریق اینترنت را مشخص می‌کند. TCP/IP به مدیریت مرکزی کمی نیاز دارد و به گونه‌ای طراحی شده است که شبکه‌ها را با قابلیت بازیابی خودکار از خرابی هر دستگاهی در شبکه، قابل اعتماد کند.
پروتکل اینترنت نسخه ۴ (IPv4) نسخه اصلی مورد استفاده در اینترنت امروزی است. با این حال، به دلیل تعداد محدود آدرس‌ها، پروتکل جدیدتری به نام IPv6 در سال ۱۹۹۸ توسط کارگروه مهندسی اینترنت (IETF) توسعه داده شد. IPv6 مجموعه آدرس‌های موجود از IPv6 را به طور قابل توجهی گسترش می‌دهد و به تدریج در حال پذیرش است.

TCP و IP چه تفاوتی دارند؟

دو پروتکل اصلی در مجموعه IP عملکردهای خاصی را ارائه می‌دهند و تفاوت‌های زیادی دارند. تفاوت‌های کلیدی بین TCP و IP شامل موارد زیر است:

TCP

• تحویل قابل اعتماد و منظم بسته‌ها را در شبکه‌ها تضمین می‌کند.
• TCP یک پروتکل ارتباطی هوشمند سطح بالاتر است که هنوز از IP به عنوان راهی برای انتقال بسته‌های داده استفاده می‌کند، اما کامپیوترها، برنامه‌ها، صفحات وب و سرورهای وب را نیز به هم متصل می‌کند.
• TCP تعریف می‌کند که چگونه برنامه‌ها می‌توانند کانال‌های ارتباطی را در یک شبکه ایجاد کنند.
• این پروتکل نحوه جمع‌آوری یک پیام در بسته‌های کوچکتر را قبل از انتقال از طریق اینترنت و جمع‌آوری مجدد آنها به ترتیب صحیح در آدرس مقصد مدیریت می‌کند. TCP در لایه ۴ یا لایه انتقال، از مدل اتصال متقابل سیستم‌های باز (OSI) عمل می‌کند.
• TCP یک پروتکل اتصال‌گرا است، به این معنی که قبل از تحویل داده‌ها، اتصالی بین فرستنده و گیرنده برقرار می‌کند تا تحویل قابل اعتماد تضمین شود.
• TCP همچنین می‌تواند اندازه و سرعت جریان داده‌ها را کنترل کند. این پروتکل تضمین می‌کند که شبکه‌ها عاری از هرگونه ازدحامی باشند که می‌تواند دریافت داده‌ها را مسدود کند. به عنوان مثال، برنامه‌ای است که می‌خواهد حجم زیادی از داده‌ها را از طریق اینترنت ارسال کند. اگر برنامه فقط از IP استفاده کند، داده‌ها باید به چندین بسته IP تقسیم شوند. این امر به چندین درخواست برای ارسال و دریافت داده‌ها نیاز دارد، زیرا درخواست‌های IP برای هر بسته صادر می‌شوند. با TCP، فقط یک درخواست برای ارسال کل جریان داده مورد نیاز است؛ TCP بقیه را مدیریت می‌کند.
• TCP بررسی‌هایی را انجام می‌دهد تا از تحویل داده‌ها اطمینان حاصل شود. می‌تواند مشکلاتی را که در IP ایجاد می‌شود تشخیص دهد و درخواست ارسال مجدد هر بسته داده‌ای را که از دست رفته است، بدهد.
• TCP می‌تواند بسته‌ها را سازماندهی مجدد کند تا به ترتیب مناسب منتقل شوند. این امر با جلوگیری از گلوگاه‌های شبکه ناشی از تحویل بسته‌های خارج از ترتیب، ازدحام شبکه را به حداقل می‌رساند.

IP

• IP یک پروتکل اینترنتی سطح پایین است که ارتباطات داده را از طریق اینترنت تسهیل می‌کند.
• IP بسته‌های داده‌ای را که شامل یک هدر هستند، تحویل می‌دهد که شامل اطلاعات مسیریابی، مانند منبع و مقصد داده‌ها و خود بار داده است.
• IP نحوه آدرس‌دهی و مسیریابی هر بسته را برای اطمینان از رسیدن به مقصد صحیح تعریف می‌کند. هر کامپیوتر دروازه (Gateway) در شبکه این آدرس IP را بررسی می‌کند تا مشخص کند پیام را به کجا ارسال کند.
• IP به میزان داده‌ای که می‌تواند ارسال کند محدود است. حداکثر اندازه یک بسته داده IP که شامل هدر و داده است، بین 20 تا 24 بایت است. این بدان معناست که رشته‌های طولانی‌تر داده‌ها باید به چندین بسته داده تقسیم شوند که باید به طور مستقل ارسال شوند و سپس به ترتیب صحیح سازماندهی شوند.
• IP مکانیسمی برای تحویل داده از یک گره شبکه به گره دیگر فراهم می‌کند.
• IP در لایه 3 یا لایه دسترسی به شبکه از مدل OSI عمل می‌کند.
• IP یک پروتکل بدون اتصال است، به این معنی که نه تحویل را تضمین می‌کند و نه امکان بررسی و تصحیح خطا را فراهم می‌کند.

سایر اجزای یک شبکه TCP/IP

سایر اجزای موجود در یک شبکه TCP/IP شامل ماسک‌های زیرشبکه، ترجمه آدرس شبکه (NAT) و پروتکل‌های مختلف است.
ماسک زیرشبکه به یک کامپیوتر یا دستگاه شبکه دیگر می‌گوید که چه بخشی از آدرس IP برای نمایش شبکه و چه بخشی برای نمایش میزبان‌ها یا سایر رایانه‌های موجود در شبکه استفاده می‌شود. NAT مجازی‌سازی آدرس‌های IP است. این مورد به بهبود امنیت و کاهش تعداد آدرس‌های IP مورد نیاز یک سازمان کمک می‌کند.

پروتکل‌های رایج TCP/IP شامل موارد زیر هستند:

• پروتکل انتقال ابرمتن: HTTP ارتباط بین یک وب سرور و یک مرورگر وب را مدیریت می‌کند.
• HTTP Secure: ارتباط امن بین یک وب سرور و یک مرورگر وب را مدیریت می‌کند.
• پروتکل انتقال فایل: FTP انتقال فایل‌ها بین رایانه‌ها را مدیریت می‌کند.
• سیستم نام دامنه: DNS نام دامنه‌ها را به آدرس‌های IP تبدیل می‌کند.
• پروتکل انتقال ایمیل ساده: SMTP برای ارتباطات ایمیلی استفاده می‌شود و مسئول انتقال ایمیل‌ها بین سرورهای ایمیل است.
• پروتکل‌های داده‌نگار کاربر: UDP یک پروتکل بدون اتصال است که تحویل داده سریع‌تر اما با قابلیت اطمینان کمتر را ارائه می‌دهد. این پروتکل به طور گسترده در برنامه‌های بلادرنگ مانند پخش ویدیو و بازی‌های آنلاین استفاده می‌شود.

TCP/IP چگونه کار می‌کند؟

TCP/IP از مدل ارتباطی کلاینت-سرور استفاده می‌کند که در آن به یک کاربر یا دستگاه (یک کلاینت) خدماتی مانند ارسال یک صفحه وب توسط یک کامپیوتر دیگر (یک سرور) در شبکه ارائه می‌شود.
در مجموع، مجموعه پروتکل‌های TCP/IP به عنوان بدون وضعیت طبقه‌بندی می‌شوند، به این معنی که هر درخواست، توسط کلاینت جدید در نظر گرفته می‌شود زیرا به درخواست‌های قبلی ربطی ندارد. بدون وضعیت بودن، مسیرهای شبکه را آزاد می‌کند تا بتوان آنها را به طور مداوم استفاده کرد.
با این حال، خود لایه انتقال، دارای وضعیت است. یک پیام واحد را ارسال می‌کند و اتصال آن تا زمانی که تمام بسته‌های یک پیام دریافت و در مقصد دوباره مونتاژ شوند، برقرار می‌ماند.
مدل TCP/IP کمی با مدل شبکه هفت لایه OSI که پس از آن طراحی شده است، متفاوت است. مدل مرجع OSI نحوه ارتباط برنامه‌ها از طریق شبکه را تعریف می‌کند.

چرا TCP/IP مهم است؟

TCP/IP مجموعه پروتکل اساسی است که انتقال داده و ارتباط را در اینترنت و سایر شبکه‌ها امکان‌پذیر می‌کند. این پروتکل غیر اختصاصی است و در نتیجه، توسط هیچ شرکت واحدی کنترل نمی‌شود. بنابراین، می‌توان مجموعه IP را به راحتی تغییر داد. با همه سیستم عامل‌ها سازگار است، بنابراین می‌تواند با هر سیستم دیگری ارتباط برقرار کند. مجموعه IP همچنین با انواع سخت‌افزارها و شبکه‌های کامپیوتری سازگار است.
TCP/IP بسیار مقیاس‌پذیر است و به عنوان یک پروتکل مسیریابی، می‌تواند کارآمدترین مسیر را در شبکه تعیین کند. این پروتکل به طور گسترده در معماری فعلی اینترنت استفاده می‌شود.

۴ لایه مدل TCP/IP

عملکرد TCP/IP به چهار لایه زیر تقسیم می‌شود که هر کدام شامل پروتکل‌های خاصی هستند:

• لایه کاربرد: لایه کاربرد، بالاترین لایه است و تبادل داده استاندارد را برای برنامه‌ها فراهم می‌کند. پروتکل‌های آن شامل HTTP، FTP، پروتکل پست آفیس ۳ (POP3)، SMTP، DNS، پروتکل پیکربندی میزبان پویا و SNMP می‌شود. در لایه کاربرد، بار مفید، داده‌های واقعی برنامه است.
• لایه انتقال: لایه انتقال مسئول حفظ ارتباطات انتها به انتها در سراسر شبکه است. TCP ارتباطات بین میزبان‌ها را مدیریت می‌کند و کنترل جریان، مالتی‌پلکس و قابلیت اطمینان را فراهم می‌کند. پروتکل‌های انتقال شامل TCP و پروتکل داده‌نگار کاربر (UDP) هستند که گاهی اوقات به جای TCP برای اهداف خاص استفاده می‌شود.
• لایه اینترنت: لایه اینترنت که لایه شبکه نیز نامیده می‌شود، با بسته‌ها سروکار دارد و شبکه‌های مستقل را برای انتقال بسته‌ها از مرزهای شبکه متصل می‌کند. پروتکل‌های لایه شبکه عبارتند از IP و پروتکل پیام کنترل اینترنت (ICMP) که برای گزارش خطا استفاده می‌شوند.
• لایه پیوند شبکه: لایه پیوند شبکه، که با نام‌های لایه رابط شبکه یا لایه پیوند داده نیز شناخته می‌شود، شامل پروتکل‌هایی است که فقط روی یک پیوند (جزء شبکه که گره‌ها یا میزبان‌ها را در شبکه به هم متصل می‌کند) عمل می‌کنند. پروتکل‌های موجود در این پایین‌ترین لایه شامل اترنت برای شبکه‌های محلی و پروتکل تفکیک آدرس (Address Resolution Protocol) می‌شوند.

مزایا و معایب TCP/IP

مزایای استفاده از مدل TCP/IP شامل موارد زیر است:

• به ایجاد ارتباط بین انواع مختلف کامپیوتر کمک می‌کند.
• مستقل از سیستم عامل کار می‌کند.
• TCP/IP از پروتکل‌های مسیریابی زیادی پشتیبانی می‌کند.
• از معماری کلاینت-سرور با قابلیت مقیاس‌پذیری بالا استفاده می‌کند.
• TCP/IP را می‌توان به طور مستقل اجرا کرد.
• از چندین پروتکل مسیریابی پشتیبانی می‌کند.
• سبک است و فشار غیرضروری بر شبکه یا کامپیوتر وارد نمی‌کند.

معایب TCP/IP شامل موارد زیر است:

• تنظیم و مدیریت آن پیچیده است.
• لایه انتقال، تحویل بسته‌ها را تضمین نمی‌کند.
• جایگزینی پروتکل‌ها در TCP/IP آسان نیست.
• مفاهیم سرویس‌ها، رابط‌ها و پروتکل‌ها را به وضوح از هم جدا نمی‌کند، بنابراین برای توصیف فناوری‌های جدید در شبکه‌های جدید مناسب نیست.
• به ویژه در برابر حملات همگام‌سازی آسیب‌پذیر است، که نوعی حمله انکار سرویس است که در آن یک عامل مخرب از TCP/IP استفاده می‌کند.