لایه اینترنت

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

لایه اینترنت گروهی از روش های شبکه شبکه‌ها در مجموعه پروتکل اینترنت که معمولاً با عنوان TCP/IP شناخته می شود، می باشد. این لایه مجموعه ای از متدها، پروتکل‌ها و مشخصاتی است که برای انتقال دیتاگرام‌ها (بسته ها) از میزبان مبدأ تا میزبان مقصد به کار می رود. این عمل با استفاده از آدرس آی پی که توسط پروتکل اینترنت برای همین منظور تعریف شده است، انجام می شود. لایه اینترنت نام خود را از عملیات شکل دهی اینترنت (با حرف آغازین کوچک) و یا تسهیل بخشیدن در امر شبکه بندی شبکه ها یا internetworking که به معنای مرتبط کردن چندین شبکه با استفاده از دروازه‌ها می باشد، گرفته است.

پروتکل های لایه اینترنت از بسته های مبتنی بر IP استفاده می کنند. لایه اینترنت شامل پروتکل هایی نیست که ارتباط بین نودهای شبکه محلی را تعریف می کنند. اینگونه پروتکل ها در لایه پیوند تعریف و گنجانده شده اند.

هدف[ویرایش]

لایه اینترنت تا حد زیادی شبیه به سیستم پستی است. اگر چند نامه را به مقصد کشوری دیگر در صندوق پست بیاندازید، با کمی شانس همه آنها به دست گیرنده خواهند رسید. البته احتمال دارد که هر یک از این نامه ها از مسیر متفاوتی به مقصد رسیده باشند، که این موضوع از دید کاربران پنهان است (و علاقه ای هم به دانستن آن ندارند.)

فرمت بسته های پیام و پروتکل آنها در لایه اینترنت تعریف می شود، که IP یا پروتکل اینترنت نام دارد. وظیفه لایه اینترنت این است که بسته های IP را به مقصد برساند. مسیریابی بسته ها (و جلوگیری از ازدحام در مسیرهای شلوغ) بر عهده این لایه است، که از این نظر می توان آنرا معادل لایه شبکه در مدل OSI دانست.[۱]

لایه اینترنت دارای سه عمل اساسی است: برای بسته های خروجی، این لایه میزبان (دروازه) بعدی را انتخاب کرده و بسته اطلاعاتی را از طریق ارائه دادن به پیاده سازی مناسب لایه پیوند به این میزبان منتقل می کند. برای بسته های ورودی، این لایه بسته های اطلاعاتی را دریافت کرده و بار مفید بسته را به پروتکل مناسب در لایه انتقال منتقل می کند. علاوه بر آن این لایه وظیفه شناسایی خطا (error detection) را نیز بر عهده دارد.

در پروتکل اینترنت نسخه 4 (IPv4)، هنگام عملیات ارسال و دریافت، IP توانایی تکه‌تکه‌سازی (fragmentation) و پیوند تکه‌های (defragmentation) بسته های اطلاعاتی به صورت خودکار با مثلاً بر مبنای حداکثر واحد انتقال (MTU) را دارد. با این وجود، این قابلیت در پروتکل اینترنت نسخه 6 (IPv6) حذف گردیده است.

در این عملیات، لایه اینترنت وظیفه انتقال معتبر و مطمئن را ندارد. این لایه تنها سرویس غیرمطمئن و تحویل با "بهترین تلاش" را ارائه می دهد. این بدان معناست که شبکه هیچ تضمینی نمی کند که بسته های اطلاعاتی سالم به مقصد برسند. این موضوع یکی از موضوعات مهم طراحی بود و در پروتکل هایی که پیش از این در شبکه ARPANET مورد استفاده قرار می گرفت تغییر پیدا کرد.

عملیات ارائه سرویس های مطمئن بر عهده پروتکل های لایه های بالاتر نظیر قرارداد کنترل انتقال (TCP) در لایه انتقال است.

یکپارچگی بسته های اطلاعاتی تنها در IPv4 و نه در IPv6 تضمین شده است.

وظایف[ویرایش]

وظایف اصلی لایه اینترنت را در چند جمله می توان خلاصه کرد: انتقال داده به و یا از لایه شبکه ٬TCP/IP مسیریابی داده به شبکه و میزبان صحیح٬ و مدیریت خطاهای بوجود آمده در بسته های اطلاعاتی و تکه تکه کردن آنها. وظایف عمده این لایه به شرح زیر است:

  • پردازش بسته های اطلاعاتی

در لایه اینترنت٬ سرایند یا هدر مختص به IP به بسته یا Packet ای که از لایه بالاتر یعنی لایه انتقال دریافت شده٬ افزوده خواهد شد. این بسته اطلاعاتی سپس برای انتقال به لایه پایین‌تر یعنی لایه پیوند ارسال خواهد شد. سرایند IP شامل آدرس IP مبدأ و مقصد٬ اطلاعات چک‌سام بسته که برای شناسایی خطا مورد استفاده قرار می گیرد و دیگر داده های مدیریتی است. طول این سرایند معمولا 20 اوکتت یا 20 بایت است.

زمانی که بسته در مقصد دریافت شد٬ سرایند IP برداشته شده و بسته برای وجود خطا مورد بررسی قرار می گیرد. اگر مشکلی وجود نداشت٬ به لایه بالاتر منتقل خواهد شد.

  • مسیریابی و تحویل بسته

لایه اینترنت شامل پروتکلی به نام پروتکل اینترنت یا IP است که TCP/IP بر مبنای آن ایجاد شده است. مسیریابها و دروازه‌ها برای تشخیص مسیر از اطلاعات آدرس IP در هر بسته که بر مبنای دانش به دست آمده از توپولوِِژی شبکه است٬ استفاده می کنند. بسیاری از شبکه‌ها امروزه برای نگهداری خودکار اینگونه اطلاعات در مورد توپولوژی شبکه از یک یا چند پروتکل مسیریابی بهره می جویند.[۲]

پروتکل‌های اصلی[ویرایش]

پروتکل های اصلی در لایه اینترنت عبارتند از:

امنیت[ویرایش]

امنیت پروتکل اینترنت یا IPSec مجموعه ای از پروتکل‌هاست که برای ایمن سازی ارتباطات مبتنی بر پروتکل اینترنت (IP) از طریق اصالت‌سنجی و/یا رمزگذاری هر یک از بسته‌های IP در روند جریان داده مورد استفاده قرار می گیرند. IPSec همچنین دارای پروتکل‌هایی برای برقراری و پیاده سازی کلید رمز می باشد. این پروتکل در ابتدا به عنوان خصوصیت اصلی IPv6 در سال 1995 طراحی شده بود٬ اما بعدها به روز شد. پروتکل مزبور برای استفاده در IPv4 تغییر پیدا کرد و این تغییر به صورت گسترده در شبکه خصوصی مجازی مورد استفاده قرار گرفت.

ارتباط با مدل OSI[ویرایش]

ارتباط بین مدل OSI و مدل TCP/IP

لایه اینترنت در مدل TCP/IP اغلب به طور مستقیم با لایه شبکه در مدل مرجع اتصال داخلی سیستم‌های باز یا OSI مورد مقایسه قرار می گیرد. اگرچه این دو لایه مشترکاتی با هم دارند و موضوعاتی را هم‌پوشانی می کنند٬ اما متدهای دسته‌بندی متفاوتی را به نمایش می گذارند. به خصوص شاخصه‌های مجاز پروتکل‌ها (به عنوان مثال اینکه آیا آنها اتصال گرا هستند و با بدون اتصال) که در این لایه‌ها قرار می گیرند٬ بین این دو مدل دارای تفاوتات بارزی است. لایه شبکه در مدل OSI نوعی لایه "همه را بگیر" است؛ بدین معنا که تمام پروتکل هایی که در این لایه قرار دارند به نوعی باعث افزایش کارایی شبکه می شوند. در سوی دیگر٬ لایه اینترنت نوعی لایه به خصوص از پشته پروتکل‌هاست که بحث شبکه شبکه‌ها را با استفاده از پروتکل اینترنت قوت می بخشد.

به همین دلیل٬ لایه شبکه معمولا شامل پروتکل‌هایی نظیر پروتکل تفکیک آدرس یا ARP است که در مدل TCP/IP در لایه پیوند قرار می گیرد.

باید از مقایسه دقیق این دو مدل دوری جست. بحث لایه بندی در مدل TCP/IP از یک معیار طراحی اصولی پیروی نمی کند و معمولاً آنرا خطرناک و نادرست می دانند.

منابع[ویرایش]

مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا، «Internet Layer»، ویکی‌پدیای انگلیسی، دانشنامهٔ آزاد (بازیابی در ۲۴ ژوئیه ۲۰۱۱).

پانویس[ویرایش]

  1. شبکه‌های کامپیوتری، اندرو تنن‌بام؛ [مترجمان] حسین پدرام، علیرضا زارع‌پور و احسان ملکیان. [ویرایش چهارم]، تهران، نص، 1382. صفحات 45 و 46
  2. [ مقاله لایه اینترنت در دانشنامه MSDN http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms817899.aspx]