دانلود تحقیق مسیریابی و ابزارهای TCP/IP

TCP/IP تاریخجه و تعریف:
با گسترش استفاد ه از کامپیوتر ها در دهه 1960 و 1970، نیاز ببه برقراری ارتباط و انتقال اطلاعات بین کامپیوترها به صورت دو طرفه به طریقی کارا و مؤثر احساس شد .

این نیاز منجر به طراحی تکنولوژی های شبکه ای شد که امکان ارتباط سیستم های کامپیوتری را فراهم می کردند.
توانایی سیستم های کامپیوتری در ارتقاء عملیات به قدری بود که آنرا تبدیل به یک قسمت اساسی در صنعت کامپیوتر در حال رشد کرد .
متاسفانه مانند تاریخچه بسیاری از موارد مشابه ، تکنولوژی شبکه نیز در ابتدا بسیار خاص و انحصاری بود .

فروشندگان تکنولوژی کامپیوتری روش های ارتباطی بین سیستم هایشان را با استقاده از نرم افزار و سخت افزار های خاصی طراحی می کردند و بدتر اینکه بسیاری از شبکه های مختلف موجود در دانشگاهها ، شرکتها و دپارتمان های دولتی صرفا طوری طراحی شده بودند که فقط می توانستند با کامپیوتر های شبکه خود ارتباط بر قرار کنند و هیچگونه ارتباطی با شبکه های خارجی نمی تونست برقرار گردد.

این رشد سریع منجر به یک هرج و مرج تمام عیار شد تا بدانجا که بعضی از شرکت های دارنده تکنولوژی شبکه های خاص ، حتی با شبکه های داخلی خود هم غیر ساز گار شدند.

همزمان با رشد شبکه ها در پر کردن نیاز ارتباطات بین کامپیوتری نیاز به یک روش برای ارتباط شبکه های ناهمگون با یکدیگر احساس شد.

این تکنولوژی تحت عنوان تکنولوژی بین شبکه ای (Internetworking ) معروف شد.
تکنولوژی بین شبکه ای علاوه بر کمک دربرقراری ارتباط شبکه ها با هم، در گسترش شبکه ها به مقیاس وسیعتر بت مدیریت متمرکز محلی کمک شایانی نمود.

شبکه های خوب طراحی شده می توانند در صورت نیاز با سایتهای دور یا با کاربران معمولی گسترش یابند.

یکی از سازمان های مهم که نیاز به قابلیتهای بین شبکه ای داشت، آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته دولت آمریکا یا ARPA بود.

بودجه مالی تعدادی از پروژه های تحقیقاتی از طریق ایالات متحده تامین می شد و بسیاری از این پروژه ها مرتبط با تکنولوژی های شبکه ای بودند.

یکی از مهمترین تکنولوژی های طراحی شده توسط ARPA تکنولوژی پیام رسانی (Packet-Switching) بود.
شبکه های پیام رسا مطلوب اینتر نتها هستند .

یک شبکه پیام رسا ، داده ها را با تقسیم آنها به واحد های کوچکتر انتقال می دهد که هر یک از آن واحد ها ، بسته( PACKET) نامیده می شوند.

هر یک از بسته ها شامل رشته داده ای کامل و آدرس فرستنده و گیرنده است.
یک شبکه پیام رسا به شبکه های کوچکتری ( که اغلب زیر شبکه ها یاSubnets نامیده می شوند ) تقسیم می شود که از طریق ابزار هایی به نام مسیر یابها (routes) له هم وصل شده اند، اگر مقصد بسته در همان قسمت ( segment ) از شبکه محلی نباشد ، مسیر یاب تعیین می کندکه بسته ها چگونه به مقصد تحویل داده شوند و چگونه به یک قسمت مناسب شبکه فرستاده شود.
همچنین شبکه های پیام رسا قابلیت تحمل پذیری در مقابل خطا – fault toleranece ) را ارائه می دهند.

اگر مسیر یابهای زیادی در رسیدن به یک مقصد در شبکه قابل دسترس نباشند ، مسیر یابهای پیام – رسا می توانند بسته ها را مجددا مسیر یابی کنند تا از شر مسیر یابهای غیر قابل دسترس یا مسیر یاب های پر ازدحام خلاص شوند.
شبکه های پیام رسا ، ذاتا ارتباط بین شبکه ای مناسب هستند و بدین خاطر ARPAدر دهه 1970 سرمایه گذاری زیادی در تکنولوژی پیام رسانی در ارتباط دادن سایت های کامپیوتری خود در دانشگاه ها ، انستیتو های تحقیقاتی دولتی و دیگر نمود .

این شبکه تحت عنوان شبکه ARPANETمعروف شد .

ARPANET نه تنها در برقراری ارتباط الکترونیکی به طور مالی موفق بود بلکه باعث تحریک تکنولوژی های مخابراتی مختلف شبکه ای از خطوط اجاره ای گرفته تا سیستم های بیسیمی رادیوئی و ماهواره ای شد.

تکنولوژی بین شبکهARPANET پیشرفته، اجازه داد که این تکنولوژی مجزا به یک شبکه بزرگ تبدیل شوند.

با پیشرفته تر و بزرگتر شدنARPANET،توجه مراکز مختلف علاقه مند به تکنولوژی های بین شبکه ای به آن معطوف شد .

این آژانس ها شروع به کار مشترک برای تبدیل تکنولوژیRAPANET به یک پروتکل شبکه ای استاندارد به نام TCP/IP کردند.

TCP/IP ترکیبی از ددو پروتکل اصلی است که خود مخفف آنهاست ، پروتکل کنترل ارتباط(Transport Control Protocol) و پروتکل اینترنت protocol internet .

ARPAاز کمیته ای تشکیل شده که کارهای طراحی و شبکه هایی که را به عنوان ستون فقرات شبکه خود استفاده می کنند را جهت می دهد(چنین شبکه ای اینترنت نام دارد).

توجه: الان وقت خوبی است که موارد استفاده بعضی از کلمات را بیاموزید.

کلمه اینترنت Internetمی تواند به عنوان فرم مختلف کلمه Internetwork(بین شبکه ای ) استفاده شود .

اما فرم نوشته شده با حروف بزرگ این کلمه با فرم نوشته شده با حروف کوچک فرق می کند، فرم کوچک آن یک واژه عمومی برای هر نوعInternetwork است اما فرم نوشته شده با حروف بزرگ (INTERNET)آن به یک عبارت خاص که همان internetworkجهانی است و از ARPANETنشات گرفته اشاره دارد .

کمیتهARPANET، ICCB internet Control and Configration Boardگاهی نیز نامیده می شود.

اینترنت در اوایل دهه 1980 به منظور انجام کارهای تحقیقاتی شامل کارهای تحقیقاتی تجاری شروع به رشد کرد و بسیاری از شرکت های تجاری شروع به برقراری ارتباط با آن کردند .

این رشد روز افزون ناشی از یکپارچه شدن پروتکل BSD ) BSD UNIX TCP/IPمخفف Berkely Software Distributionمی باشد که در دانشگاه کالیفرنیا طراحی شده بود، شد.

این سیستم عامل توانمند و رایگان قبلا به طور خیلی زیادی در دانشگاه ها استفاده شده بود چرا که قیمت و قدرت آن از هر نظر بهتر از دیگر سیستم عامل ها بود و نیز تلفیق TCP/IPبا UNIXمنجر به رشد سریع اینترنت شد تا اینکه خیلی زود دپارتمان های علوم کامپیوتری دانشگاه ها در سراسر کشور شروع به طراحی شبکه ها و ارتباط با اینترنت کردند.

(Architecture Board) IABمعرفی شد.

این کمیته یک سازمان مستقل برای طراحی استاندرد ها و ترویج تحقیقات و رشد آنها روی تکنولوژی های اینترنت می باشد .

همکنون شامل دو قسمت اصلی است: عامل عملیات تحقیقاتی اینترنت یا (Internet Research Task Force ) IRTFکه کار تحقیقات روی تکنولوژی ها به منظور بهبود و ارتقاء اینترنت را بر عهده دارد .

قسمت بعدی عامل عملیات مهندسی اینترنت یا (Internet Engineering Task Force )موارد فنی و مشکلات اینترنت جهانی را حل و بررسی می کند.

IABدر طراحی و رشد اینترنت موفق بود، به طوری که در اواسط دهه 1980 سزمایه گذاری بزرگی برای طراحی یک ستون فقرات (backbone) با سرعت بالا به نامNSFNET انجام شد.

NSFNET برای پیوند دادن ابر کامپیوترها به یکدیگر و ارتباط آنها به اینترنت طراحی شد، اما بعدا NSFشروع به ساخت شبکه های محلی کوچکتر نمود .

موفقیت اینترنت در اواسط دهه 1980 منجر به تصمیم دپارتمان دفاع آمریکاDOD) )به اینکه همه سیستم های وصل شده به شبکه اینترنت جهانی ، TCP/IPرا به عنوان استاندارد خود استفاده کننده شد .

توجه: تصمیمDOD مبنی بر استاندارد کردنTCP/IP و تمرکز قسمت های نظامی روی اینترنت( کهMILNET نام داشت) منجر به ارتقاء عالی دامنه( domine) اینترنت MILشد که گاهی این تصور غلط پیش آمده کهTCP/IP و اینترنت توسط گرو ه های نظامی برای برقراری ارتباط در حین تبادلات اطلاعات هسته ای طراحی شد.

هر چند که احتمال دارد توانایی ذاتی تحمل پذیری در برابر خطایDOD در اینترنت هم دیده شود، اما طراحی شبکه های پیام – رسا و اینترنت بسیار پیش از تفویض DODدر 1983 انجام شده بود.

استانداردهای اینترنت و تکنولوژی ها از طریق فرآیندی به نام Comments For Request RFCطراحی می شوند.

طرح های TCP/IPو استانداردهای اینترنت از طریق RFCها طراحی شده اند که بعدا توسط IAB ارتقاء و بهبود یافته اند.

اینترنت هم اکنون در حال رشد است و در تمام مراکز اقتصادی و خصوصی از طریق ارتباطات جهانی دامنه خود را وسیعتر می نماید.

امروزه اینترنت چندین میلیون سیستم را به هم وصل کرده که این سیستم ها از ایستگاه های کاری محلی تا ابرکامپیوتر ها متنوع هستند .

اینترنت دیگر مثل ستون فقرات اولیه خودNSFNET, ARPANET به و وابسته نیست و بیشتر ترافیک شبکه توسط شبکه های اصلی نگهداری شده توسط کمپانی های مخابراتی مهم و فراهم سازهای سرویس اینترنت مدیریت و کنترل می شوند.

مدیریت روزانه اینترنت توسط سازمانی بع نام مرکز اطلاعات شبکه اینترنت Internet Network Information Center ( INTERINC )یا انجام می شود.

انستیتو دولتی ایالت متحده INTERINC ، امروزه توسط یک شرکت خصوصی به نام Network Solutions در خارج ازVirginia وHerndon مدیزیت و نگهداری می شود.

INTERINC مسئول مدیریت عملیات مهم اینترنت در مقیاس وسیع مثل نگهداری اطلاعات و توزیع RFCها می باشد.

بعلاوه INTERINC مسئول مدیریت عملیات سطح بالا در اینترنت به طور کلی می باشد، هر چند که بسیاری از عملیات مدیریتی اساسی توسط شبکه های محلی، طراحی اینترنت را از یک حالت مرکزی خارج کرده است.

هر چند که این رشد سریع ، در محبوبیت TCP/IP به عنوان یک پروتکل شبکه ای است و به خاطر طراحی آن که به راحتی شبکه های مختلف را یکپارچه می سازد ، امروزه این پروتکل TCP/IP به عنوان یک رکن اساسی حتی برای کامپیوتر هایی که به اینترنت هم وصل نیستند، در آمده است .

با توجه به ارتباط شبکه های متصل شده به اینترنت و سرویس عای اینترا نت مبنتی بر عملیات اینترنت، TCP/IP یک استاندارد عملی برای ارتباط شبکه ای شده است .امروزه هر سیستم عامل مهم ، TCP/IP را برای ارتباطات شبکه ای خود استفاده می کنند و با حائز اهمیت تر شدن TCP/IP، بسیاری از سیستم های عامل شبکه ای حتی شروع به بنا گذاشتن پروتکل های خاصی به منظور استاندارد سازی TCP/IP کرده اند(ویندوزNT وMac os وNovell Netware نمونه هایی از آنها هستند).

حال که تاریخچه TCP/IP را فهمیدیم، نگاهی به مؤلفه های پروتکل TCP/IP برای درک بهتر خواهیم داشت .

مؤلفه ها وعملکرد: TCP/IP اغلب TCP/IP به عنوان یک پروتکل تلقی می شود ، در حالی که در حقیقت آن پشته ای از پروتکل است.

هر یک از آن پروتکل ها، قانون خاصی را در فرآیند برقراری ارتباط و انتقال داده روی یک شبکه پیاده سازی می کنند در این قسمت ما نگاهی به پشته TCP/IP خواهیم داشت و روی نحوه کار مؤلفه های آن به منظور انجام وظایف ارتباطی متمرکز خواهیم شد.

ما مدلOSI ( Open System Interconnection)را برای درک بهتر نحوه کار یک پشته پروتکلی استفاده خواهیم کرد وآن را با مدل پشته TCP/IP برای درک بهتر نحوه کار TCP/IP مقایسه خواهیم کرد.

مدل :OSI مدل OSI در ابتدا برای داشتن یک استاندارد صنعتی به منظور طراحی پروتکلی ارتباط شبکه ای پایه گذاری شد .

با رعایت کامل قوانین مدل OSI ، فروشندگان مختلف می توانند قابلیت اطمینان بالایی در تکنولوژی های شبکه ای خود به دست آورند،ولی بازار شبکه کاملا مطابق با این روش کار نمی کرد و هیچ پروتکل شبکه ای محبوبی امروزه به طور کامل به مدل OSI وفادار نیست و TCP/IP هم از این قاعده مستثنی نیست .

اما آن مدل یرای توصیف نحوه کار پروتکل های بین شبکه ای استفاده می شود و ما می توانیم آن اطلاعات را برای درک به TCP/IP کار بندیم.

مدل OSI شامل تعدادی مؤلفه است که به لایه هایی تقسیم شده اند.

هر لایه یک کار خاص در انتقال داده ها روی شبکه انجام می ده د در زماتن انتقال داده ها، هر لایه داده های قالب بندی شده توسط لایه بالاتر را می گیرد و آنرا اداره می کند و آن را به لایه زیرین عبور می دهد.

در زمان دریافت داده ، لایه ها ، داده ها را از لایه های زیرین می گیرند ، آن داده ا را باز می کنند و سپس ان را به یک لایه بالاتر عبور می دهند.

لایه فیزیکی لایه پیوند داده لایه شبکه لایهحمل لایهجلسه لایه نمایشی لایه کاربردی یکی از واژه های مهم در مدل پشته ای OSI مفهوم ارتباطات مجازی است .

هر قسمت از پشته شبکه ای ، رفتار و مشخصه های لایه های پایین و بالای خود را نادیده می گیرد و فقط داده ها را به عقب و جلو بدون هیچ اطلاعاتی درباره لایه های طرفین خود عبور می دهند.

موقعیکه بحث پیرامون لایه ها متمرکز است، هر لایه یک ارتباط مجازی مستقیم با لایه متناظر خود روی مقصد دارد در بحث لایه ها ، داده ها در لایه مقصددقیقا به همان طریقی که در لایه مبدا بسته بندی شده اند، باز می گردند.

لایه ها هاچ درکی درباره مشخصه های واقعی انتقال داده ندارند ، آنها تنها می دانند که داده ها از لایه های اطراف می آید.

این ارتباطات مجازی ، مدولاریتی هر لایه از مدل OSI را بهبود می بخشد، این بدان معنی است که در پیاده سازی نرم افزار هر لایه ، می توان