Co to jest protokół internetowy (IP)?
Protokół internetowy (IP) jest protokołem, czyli zbiorem reguł, służącym do routingu i adresowania pakietów danych, tak aby mogły one przemieszczać się w sieci i dotrzeć do właściwego miejsca przeznaczenia. Dane przemierzające Internet są dzielone na mniejsze części, zwane pakietami. Do każdego pakietu dołączone są informacje o adresie IP, które pomagają routerom w wysyłaniu pakietów do właściwego miejsca. Każde urządzenie lub domena, która łączy się z Internetem, ma przypisany adres IP, a ponieważ pakiety są kierowane pod przypisany im adres IP, dane docierają tam, gdzie są potrzebne.
Po dotarciu do miejsca przeznaczenia pakiety są obsługiwane w różny sposób, w zależności od tego, jaki protokół transportowy jest używany w połączeniu z protokołem IP. Najpopularniejsze protokoły transportowe to TCP i UDP.
Co to jest protokół sieciowy?
W sieci, protokół jest znormalizowanym sposobem wykonywania pewnych czynności i formatowania danych tak, aby dwa lub więcej urządzeń było w stanie komunikować się i rozumieć siebie nawzajem.
Aby zrozumieć, dlaczego protokoły są niezbędne, rozważ proces wysyłania listu. Na kopercie adresy są napisane w następującej kolejności: imię i nazwisko, adres, miasto, stan i kod pocztowy. Jeśli koperta zostanie wrzucona do skrzynki pocztowej z kodem pocztowym napisanym jako pierwszy, a następnie adresem ulicy, stanem i tak dalej, poczta jej nie dostarczy. Istnieje uzgodniony protokół pisania adresów, aby system pocztowy mógł działać. W ten sam sposób wszystkie pakiety danych IP muszą przedstawiać pewne informacje w określonej kolejności, a wszystkie adresy IP mają standardowy format.
Co to jest adres IP? Jak działa adresowanie IP?
Adres IP to unikalny identyfikator przypisany do urządzenia lub domeny, która łączy się z Internetem. Każdy adres IP jest ciągiem znaków, takich jak „192.168.1.1”. Dzięki resolwerom DNS, które tłumaczą nazwy domen czytelne dla człowieka na adresy IP, użytkownicy mogą uzyskać dostęp do stron internetowych bez konieczności zapamiętywania tej skomplikowanej serii znaków. Każdy pakiet IP będzie zawierał zarówno adres IP urządzenia lub domeny wysyłającej pakiet, jak i adres IP odbiorcy, podobnie jak adres docelowy i adres zwrotny na przesyłce pocztowej.
IPv4 vs. IPv6
Czwarta wersja protokołu IP (w skrócie IPv4) została wprowadzona w 1983 roku. Jednak, podobnie jak istnieje tylko tyle możliwych permutacji numerów rejestracyjnych samochodów i muszą one być okresowo przeformatowywane, podaż dostępnych adresów IPv4 uległa wyczerpaniu. Adresy IPv6 mają o wiele więcej znaków, a tym samym więcej możliwości permutacji; jednak protokół IPv6 nie został jeszcze w pełni przyjęty i większość domen i urządzeń nadal ma adresy IPv4. Więcej na temat IPv4 i IPv6 znajdziesz w rozdziale Jaki jest mój adres IP?
Co to jest pakiet IP?
Pakiety IP są tworzone poprzez dodanie nagłówka IP do każdego pakietu danych przed jego wysłaniem. Nagłówek IP to po prostu seria bitów (jedynek i zer), w których zapisanych jest kilka informacji o pakiecie, w tym wysyłający i odbierający adres IP. Nagłówki IP zawierają również następujące informacje:
- Długość nagłówka
- Długość pakietu
- Czas życia (TTL), lub liczba węzłów sieciowych, które pakiet może wykonać, zanim zostanie odrzucony
- Który protokół transportowy jest używany (TCP, UDP, itp.)
W sumie istnieje 14 pól informacyjnych w nagłówkach IPv4, chociaż jedno z nich jest opcjonalne.
Jak działa routing IP?
Internet składa się z połączonych ze sobą dużych sieci, z których każda odpowiada za pewne bloki adresów IP; te duże sieci są znane jako systemy autonomiczne (AS). Różne protokoły routingu, w tym BGP, pomagają w trasowaniu pakietów przez ASy na podstawie ich docelowych adresów IP. Routery posiadają tablice routingu, które wskazują, przez które ASy powinny przechodzić pakiety, aby jak najszybciej dotrzeć do pożądanego celu. Pakiety wędrują od AS do AS, aż dotrą do takiego, który jest odpowiedzialny za docelowy adres IP. Ten AS następnie wewnętrznie kieruje pakiety do miejsca docelowego.
Protokoły dołączają nagłówki pakietów w różnych warstwach modelu OSI:
Pakiety mogą w razie potrzeby podążać różnymi trasami do tego samego miejsca, tak jak grupa ludzi jadących do ustalonego celu może podążać różnymi drogami.
Co to jest TCP/IP?
Protokół TCP (Transmission Control Protocol) jest protokołem transportowym, co oznacza, że dyktuje on sposób wysyłania i odbierania danych. Nagłówek TCP jest zawarty w części danych każdego pakietu, który używa TCP/IP. Przed przekazaniem danych TCP otwiera połączenie z odbiorcą. TCP zapewnia, że po rozpoczęciu transmisji wszystkie pakiety dotrą w odpowiedniej kolejności. Poprzez TCP odbiorca potwierdza otrzymanie każdego pakietu, który do niego dotarł. Brakujące pakiety zostaną wysłane ponownie, jeśli ich odbiór nie zostanie potwierdzony.
TCP został zaprojektowany z myślą o niezawodności, a nie szybkości. Ponieważ TCP musi upewnić się, że wszystkie pakiety docierają w odpowiedniej kolejności, ładowanie danych przez TCP/IP może trwać dłużej, jeśli brakuje niektórych pakietów.
TCP i IP zostały pierwotnie zaprojektowane do używania razem i są często określane jako pakiet TCP/IP. Jednakże inne protokoły transportowe mogą być używane z IP.
Co to jest UDP/IP?
Protokół User Datagram Protocol, lub UDP, jest kolejnym szeroko stosowanym protokołem transportowym. Jest on szybszy niż TCP, ale jest również mniej niezawodny. UDP nie upewnia się, że wszystkie pakiety są dostarczone i w porządku, i nie ustanawia połączenia przed rozpoczęciem lub odebraniem transmisji.
UDP/IP jest zwykle wykorzystywany do przesyłania strumieniowego audio lub wideo, ponieważ są to przypadki użycia, w których ryzyko porzucenia pakietów (czyli brakujących danych) jest przeważone przez potrzebę utrzymania transmisji w czasie rzeczywistym. Na przykład, gdy użytkownik ogląda film online, nie każdy piksel musi być obecny w każdej klatce filmu. Użytkownicy wolą mieć film odtwarzany z normalną prędkością niż siedzieć i czekać na każdy bit danych do dostarczenia.