ما هي خصائص بروتوكول TCP/IP في شبكات الحاسوب

يرمز “TCP / IP” إلى بروتوكول التحكم في الإرسال أو بروتوكول الإنترنت، وهو عبارة عن مجموعة من القواعد الموحدة التي تتيح لأجهزة الكمبيوتر بالاتصال على شبكة مثل الإنترنت.

خصائص بروتوكول TCP/IP

يمكن لجهاز كمبيوتر فردي أداء أي عدد من الوظائف، لكنّ القوة الحقيقية لأجهزة الكمبيوتر تتألق عندما تتواصل مع بعضها البعض، كما تتضمن العديد من الأشياء التي نفكر بها حول قيام أجهزة الكمبيوتر سواء كانت إرسال رسائل بريد إلكتروني أو مشاهدة “Netflix” أو الحصول على الاتجاهات اتصال أجهزة الكمبيوتر، كما قد تكون أجهزة الكمبيوتر هذه من شركات مختلفة أو حتى موجودة في أجزاء مختلفة من العالم وقد يستخدم الأشخاص والبرامج التي تستخدمها لغات مختلفة للإنسان والكمبيوتر.

قد يكون أي تفاعل بين نظامي كمبيوتر أو قد يشمل مئات الأنظمة، ولكن مثل تمرير حرف أو حزمة من يد إلى أخرى تحدث كل معاملة بين جهازي كمبيوتر فقط في كل مرة، ولكي يحدث هذا يحتاج جهازي الكمبيوتر إلى معرفة في وقت مبكر كيف يتوقع أن يتواصلوا.

تقوم أجهزة الكمبيوتر بذلك من خلال البروتوكولات، والبروتوكول هو مجموعة قواعد متفق عليها ومن الناحية البشرية يتم استخدام البروتوكولات الاجتماعية، لمعرفة كيفية التصرف والتواصل مع الآخرين وأيضاً للتقنيات طرقها الخاصة في وضع قواعد الاتصال، مثل التلغراف باستخدام شفرة مورس أو راديو “CB” باستخدام رموز مثل “10-4”.

كما إنّه نفس الشيء مع أجهزة الكمبيوتر ولكن مع قواعد أكثر صرامة وسرعة، وعندما تستخدم جميع أجهزة الكمبيوتر نفس البروتوكول يمكن نقل المعلومات، وعندما لا يفعلون ذلك تكون الفوضى وكان الاتصال أكثر تعقيداً عندما بدأ الناس في تبادل المعلومات بين أجهزة الكمبيوتر لأول مرة.

وكان لكل بائع طريقته الخاصة في الاتصال بين أجهزة الكمبيوتر الخاصة به، لكنّ ذلك لم يُمكّن الاتصال بأجهزة كمبيوتر البائعين الآخرين، وسرعان ما أصبح واضحاً أنّ هناك حاجة إلى معيار متفق عليه يسمح لأجهزة الكمبيوتر من جميع البائعين بالتواصل مع بعضهم البعض وهذا المعيار هو “TCP / IP”.

• “TCP / IP” هي اختصار لـ “Transmission Control Protocol/Internet Protocol”.

• “CB” هي اختصار لـ “Citizen’s Band radio”.

مبدأ عمل TCP / IP

تم تطوير “TCP / IP” بواسطة وزارة الدفاع الأمريكية لتحديد كيفية نقل أجهزة الكمبيوتر للبيانات من جهاز إلى آخر، ويركز “TCP / IP” كثيراً على الدقة وله عدة خطوات لضمان نقل البيانات بشكل صحيح بين جهازي الكمبيوتر، وهذه طريقة واحدة لفعل ذلك وإذا كان النظام سيرسل الرسالة بأكملها في جزء واحد وإذا واجهت مشكلة فسيتعين إعادة إرسال الرسالة بأكملها.

وبدلاً من ذلك يقسم “TCP / IP” كل رسالة إلى حزم ثم يتم إعادة تجميع هذه الحزم على الطرف الآخر وفي الواقع يمكن أن تأخذ كل حزمة مساراً مختلفاً إلى الكمبيوتر الآخر، وإذا كان المسار الأول غير متوفر أو مزدحم، وبالإضافة إلى ذلك يقسم “TCP / IP” مهام الاتصالات المختلفة إلى طبقات وكل طبقة لها وظيفة مختلفة.

كما تمر البيانات من خلال أربع طبقات فردية قبل استلامها على الطرف الآخر ثم يمر “TCP / IP” عبر هذه الطبقات بترتيب عكسي لإعادة تجميع البيانات وتقديمها إلى المستلم، والغرض من الطبقات هو الحفاظ على الأشياء موحدة دون أن يضطر العديد من بائعي الأجهزة والبرامج إلى إدارة الاتصالات بأنفسهم.

والأمر يشبه قيادة السيارة حيث يتفق جميع المصنّعين على مكان الدواسات لذلك يمكن الاعتماد عليه بين السيارات، وهذا يعني أيضاً أنّه يمكن تحديث طبقات معينة مثل تحسين الأداء أو الأمان دون الحاجة إلى ترقية كل شيء، ونموذج “TCP / IP” هو الطريقة الافتراضية لاتصال البيانات على الإنترنت، كما يقسم “TCP / IP” مهام الاتصال إلى طبقات تحافظ على العملية موحدة دون قيام موفري الأجهزة والبرامج بالإدارة بأنفسهم.

كما يجب أن تمر حزم البيانات من خلال أربع طبقات قبل أن يستقبلها الجهاز الوجهة ثم يمر “TCP / IP” عبر الطبقات بترتيب عكسي لإعادة الرسالة إلى تنسيقها الأصلي، وبصفته بروتوكولاً قائماً على الاتصال فإنّ بروتوكول “TCP” ينشئ ويحافظ على اتصال بين التطبيقات، أو الأجهزة حتى تنتهي من تبادل البيانات ويحدد كيفية تقسيم الرسالة الأصلية إلى حزم وأرقام وإعادة تجميع الحزم وإرسالها إلى أجهزة أخرى على الشبكة، مثل أجهزة التوجيه وبوابات الأمان والمفاتيح ثم إلى وجهتها.

كما يرسل “TCP” أيضاً حزماً ويستقبلها من طبقة الشبكة ويتعامل مع إرسال أي حزم تم إسقاطها ويدير التحكم في التدفق ويضمن وصول جميع الحزم إلى وجهتها، ومن الأمثلة الجيدة على كيفية عمل ذلك عمليًا عندما يتم إرسال بريد إلكتروني باستخدام “SMTP” من خادم بريد إلكتروني، حيث لبدء العملية تقوم طبقة “TCP” في الخادم بتقسيم الرسالة إلى حزم وترقيمها وإعادة توجيهها إلى طبقة “IP”، والتي تقوم بعد ذلك بنقل كل حزمة إلى خادم البريد الإلكتروني الوجهة.

وعند وصول الحزم يتم تسليمها مرة أخرى إلى طبقة “TCP” لإعادة تجميعها في تنسيق الرسالة الأصلي وتسليمها مرة أخرى إلى خادم البريد الإلكتروني، والذي يسلم الرسالة إلى صندوق البريد الإلكتروني للمستخدم، كما يستخدم بروتوكول “TCP / IP” اتصالاً ثلاثي الاتجاهات لإنشاء اتصال بين جهاز وخادم.

وممّا يضمن إمكانية نقل اتصالات مقبس “TCP” متعددة في كلا الاتجاهين بشكل متزامن، كما يجب أن يقوم كل من الجهاز والخادم بمزامنة الحزم وتلقيها قبل بدء الاتصال، ثم يمكنهم التفاوض وفصل ونقل اتصالات مأخذ توصيل “TCP“.

• “SMTP” هي اختصار لـ “Simple Mail Transfer Protocol”.

هل يعمل TCP / IP مع جميع أنواع عناوين IP

هناك عدة أنواع من عناوين “IP” ولكن مهما كان نوع عنوان “IP” الذي تستخدمه فإنّه يستخدم “TCP / IP”، كما تعتبر الاختلافات بين أنواع عناوين “IP” شفافة بالنسبة لك كمستخدم عادي وحقيقة أنّه لست بحاجة إلى معرفة الكثير عنها هي من بين نقاط القوة في “TCP / IP”، وعادة ما تتم إدارة هذه الأمور من قبل أي شخص يقوم بإعداد نظام تشغيل الكمبيوتر أو الجهاز المحمول لكن:

• تظل عناوين “IP” الثابتة كما هي طوال الوقت، وإنّها مثل العنوان الثابت في منزلك وهو عنوان لا يتغير.

• تتغير عناوين “IP” الديناميكية أو على الأقل مصممة للتغيير، وعندما يستخدم نظام الكمبيوتر عنوان “IP” ديناميكياً، فإنّه يعلن هذا هو المكان الذي يمكنك أن تجدني فيه إلى الشبكة المحلية مثل “عنوان” غرفة المكان، حيث يعرف المكان كيفية العثور عليك.

• ربما تكون المدن التي يتزايد فيها عدد السكان بسرعة كبيرة لدرجة أنّه كان عليهم إنشاء رموز منطقة جديدة حتى يتمكن الوافدون الجدد من الحصول على أرقام هواتف، ومع العدد المتزايد باستمرار من الأجهزة المتصلة واجه “TCP / IP” مشكلة مماثلة وكان الإنترنت ينفد بشكل أساسي من عناوين “IP”، لذلك تم تطوير إصدار جديد من عنوان “IP” يسمى “IPv6” كبديل لعناوين “IPv4” الحالية.

ملاحظة:“IPv” هي اختصار لـ “Internet Protocol, Version”.