Apa Itu TCP IP dan Bagaimana Cara Kerjanya

Kita berbicara tentang “layanan kurir” utama Internet: bagaimana data tersebar di Internet, mengapa data dikemas dalam paket, dan siapa yang memantau semua ini.

Pernahkah Anda bertanya-tanya bagaimana meme, serial TV, dan GIF dengan kucing terbang melintasi benua dan berakhir di komputer Anda? Kami menjawab: untuk tujuan ini, Internet memiliki protokol TCP dan IP - keduanya membantu perangkat mengirimkan data secara akurat dalam jarak jauh. Bagaimana mereka melakukan ini dibahas dalam artikel.

1. Apa itu TCP/IP

Model TCP/IP adalah tumpukan protokol yang menentukan aturan untuk transmisi data melalui Jaringan. Karena protokol TCP dan IP berkuasa di sini, seluruh model dinamai menurut nama mereka.

TCP (Transmission Control Protocol) bertanggung jawab untuk pertukaran data. Dia mengatur pengirimannya dan memastikan bahwa mereka sampai ke penerima dengan selamat. TCP memiliki jaminannya sendiri bahwa semuanya akan berhasil - akan dijelaskan lebih lanjut nanti.

IP (Internet Protocol) bertanggung jawab untuk pengalamatan. Tugasnya adalah menghubungkan perangkat satu sama lain dan memotong data menjadi paket-paket untuk kemudahan pengiriman. Agar protokol dapat dengan cepat menemukan jalannya dari satu komputer ke komputer lain, alamat IP diciptakan - pengidentifikasi unik yang dimiliki setiap perangkat di Internet.

Kedua protokol ini bekerja bersamaan: IP membangun rute, dan TCP memastikan bahwa semuanya ditransfer dengan benar. Secara kondisional, mereka dapat dibandingkan dengan tandem Sherlock dan Watson dalam karya klasik abadi Doyle: yang pertama memecahkan masalah, dan yang kedua memastikan bahwa dia tidak melakukan hal bodoh dan secara tidak sengaja jatuh ke Air Terjun Grojogan Sewu.

Sebuah momen sejarah. Kedua protokol, TCP dan IP, sebenarnya sudah sangat tua. Mereka ditemukan pada tahun tujuh puluhan oleh sekelompok pengembang yang dipimpin oleh “bapak Internet” Vint Surf. Artinya, semua ponsel cerdas dan jam tangan pintar kita berkomunikasi sesuai dengan aturan yang ditetapkan pada masa kejayaan disko dan misi luar angkasa Soyuz-Apollo.

Namun modelnya tidak terbatas pada protokol TCP dan IP - misalnya ada juga HTTP, FTP, UDP dan ratusan lainnya. Semuanya disesuaikan untuk tugas tertentu. Dengan demikian, HTTP membantu browser membentuk permintaan ke server, FTP membantu mengunduh file, dan UDP membantu mentransfer video, musik, dan permainan dengan cepat, tetapi dengan kemungkinan kehilangan di tengah proses.

2. Cara kerja TCP/IP

Saatnya melihat cara kerja model TCP/IP di kehidupan nyata. Katakanlah Anda mengakses internet untuk membaca artikel tentang bagaimana jaringan saraf menggambar kucing . Luncurkan browser Anda, buka website Skillbox Media, klik judul artikel. Dan kemudian keajaiban dimulai.

Segera setelah Anda mengklik link tersebut, browser mengirimkan permintaan ke server tempat halaman tersebut berada. Untuk melakukan ini, dia membuat permintaan HTTP yang menjelaskan segala sesuatu yang harus ditransfer server kepadanya: “Saya dengar Anda memiliki artikel tentang neuron generatif. Tolong berikan." Server merespons: “Tidak masalah” dan mengirimkan respons HTTP ke browser dengan data yang diperlukan. Jadi mereka akan berkomunikasi sampai Anda menutup situs tersebut.

Namun permintaan HTTP sendiri hanyalah pesan teks: mereka tidak tahu cara menemukan server dengan informasi yang diperlukan, apalagi cara mendapatkannya dari sana. Untuk tugas ini kita hanya memerlukan protokol TCP dan IP.

IP pertama tama menentukan lokasi server atau, lebih tepatnya, alamat IP-nya. Untuk menemukan alamat IP yang diperlukan, protokol menggunakan sistem DNS . Ini adalah database global di mana nama domain situs berlawanan dengan alamat IP-nya - misalnya, situs skillbox.ru memiliki alamat IP 178.248.237.96.

Ketika IP menemukan server dan menerima halaman yang diinginkan darinya, IP akan mulai memecahnya menjadi paket-paket. Setiap paket adalah bagian dari file dengan ukuran mulai dari 1 hingga 64 KB. Di dalamnya terdapat data itu sendiri dan informasi layanan: nomor paket, alamat pengirim dan penerima, dan lainnya.

Mengapa paket dibutuhkan? Bayangkan Anda perlu memindahkan banyak piring dari dapur ke ruang tamu sekaligus. Tentu saja, Anda dapat memuat piring di kedua tangan dan menaruhnya di kepala Anda, seperti yang dilakukan wanita suku Luo di Kenya, tetapi jika tiba-tiba seekor kucing atau adik laki-laki dengan pistol mainan menyerang Anda di koridor, ada a risiko meninggalkan segalanya dan merusak makan malam. Jauh lebih aman untuk membawa piring satu per satu, atau bahkan lebih baik - membagikan piring kepada setiap anggota keluarga.

Sama halnya dengan data: lebih baik mentransfernya dalam porsi kecil, karena Anda tidak pernah tahu di mana masalah akan terjadi selama proses tersebut. Jika terjadi kesalahan, Anda hanya akan kehilangan satu paket, bukan keseluruhan file.

Agar paket dapat berpindah dari server ke pengguna tanpa kehilangan, protokol TCP terhubung . Untuk melakukan ini, ia memiliki mekanisme konfirmasi yang terpasang di dalamnya: ketika server mengirim paket, TCP menanyakan perangkat pengguna apakah paket tersebut tiba dengan benar. Jika jawabannya “ya”, protokol mengirimkan bagian berikutnya; jika “tidak”, protokol akan mencoba lagi.

Setelah semua paket diterima, browser menyusunnya menjadi satu halaman utuh dan menampilkannya di layar. Mari ulangi seluruh proses lagi:

• Anda mengklik link atau memasukkan alamat situs di browser Anda.
• Browser membuat permintaan HTTP ke server sehingga mengirimkan Anda halaman yang diinginkan.
• Protokol IP, menggunakan sistem DNS, menemukan server tempat halaman tersebut berada dan memecahnya menjadi paket-paket.
• Selanjutnya, TCP berperan - ia membuat koneksi yang andal antara komputer dan server dan memastikan bahwa paket tidak hilang di tengah jalan.
• Browser menyatukan paket-paket tersebut dan merender halamannya.

Algoritme ini berlaku untuk file statis, yaitu file yang Anda unduh sekali dan gunakan. Tetapi jika Anda, misalnya, ingin menonton video, Anda memerlukan protokol lain - UDP. Ini tidak menjamin integritas data dan mungkin kehilangan paket di tengah perjalanan, tetapi hal ini diimbangi dengan kecepatan transmisi. Inilah sebabnya, misalnya, Anda melihat gambar berpiksel saat Anda menonton video dengan koneksi internet yang buruk.

3. Terdiri dari lapisan apa TCP/IP?

Saatnya menyelami detailnya dan mempelajari cara kerja model TCP/IP dari dalam. Secara global, ini dibagi menjadi empat tingkatan:

Lapisan data link : bertanggung jawab untuk interaksi melalui peralatan jaringan, misalnya melalui kabel Ethernet atau Wi-Fi;

Lapisan Internetwork : membantu jaringan individu berkomunikasi satu sama lain;

Lapisan transport : bertanggung jawab untuk transfer data antar perangkat, misalnya melalui protokol TCP dan UDP;

Lapisan aplikasi : membantu aplikasi berkomunikasi satu sama lain menggunakan antarmuka atau API .

Setiap level memiliki protokolnya sendiri yang memastikan transfer data yang andal antar komputer di Internet. Secara total, model TCP/IP mendukung ratusan protokol berbeda.

a. Lapisan Tautan Data

Kegunaan: membuat koneksi fisik antar perangkat di jaringan lokal menggunakan gelombang radio dan kabel.

Contoh protokol: Ethernet/Land Cara, Wi-Fi , Bluetooth .

Cara kerjanya: data dibagi menjadi bagian-bagian kecil (frame) dan ditransfer antar perangkat. Setiap frame berisi bagian dari informasi yang dikirimkan dan data layanan.

Untuk memahami ke mana harus mengirim bingkai, pengalamatan lapisan tautan digunakan - alamat MAC. Ini adalah alamat fisik unik perangkat; protokol lapisan tautan menggunakannya untuk mengidentifikasi pengirim dan penerima.

Tugas penting lainnya dari lapisan tautan adalah memverifikasi bahwa data dikirimkan tanpa kesalahan. Untuk melakukan ini, protokol menggunakan alat verifikasinya sendiri:

• Jika terjadi kesalahan, perangkat mengirimkan frame kembali, dan perangkat kedua mengirimkannya lagi.
• Jika semuanya berjalan dengan baik, frame diteruskan ke level berikutnya untuk diproses.

b. lapisan internet

Mengapa diperlukan: untuk membangun rute antar perangkat di Internet - proses ini disebut perutean.

Contoh protokol: IP , ICMP , ARP .

Cara kerjanya: protokol IP menghitung lokasi perangkat berdasarkan alamat IP-nya, dan juga membangun jalur terpendek ke perangkat tersebut dan membagi data ke dalam paket-paket (atau, seperti yang mereka katakan di selatan Rusia, tas :)).

Untuk menentukan di mana penerima berada dan bagaimana membangun jalur ke sana, IP mengakses sistem DNS - ia mengetahui alamat IP semua perangkat di Internet.

Ketika alamat diterima, file yang dikirimkan dibagi menjadi bagian-bagian kecil - paket. Mereka berisi potongan data dan informasi layanan, seperti alamat IP pengirim dan penerima.

Setelah itu, transmisi paket melalui router dan switch dimulai. Namun proses pengiriman ditangani oleh tingkat berikutnya - transportasi.

c. lapisan transportasi

Kegunaannya: mentransmisikan data sepanjang rute yang dibangun pada level sebelumnya.

Contoh protokol: TCP , UDP .

Cara kerjanya: membuat koneksi yang andal antar perangkat, lalu memantau transfer data melalui perangkat tersebut dan memperbaiki kesalahan.

Ada dua protokol utama di sini:

1. TCP (Transmission Control Protocol) - menjamin transmisi semua data tanpa kehilangan. Berguna saat mengirim file teks.
2. UDP (User Datagram Protocol) tidak menjamin transfer data lossless, namun memberikan kecepatan yang baik. Berguna saat menonton video atau mendengarkan musik di Internet.

d. lapisan aplikasi

Kegunaannya: mengatur koneksi antar aplikasi - misalnya, antara browser dan perangkat lunak server.

Contoh protokol: HTTP , FTP , SMTP .

Cara kerjanya: menggunakan berbagai protokol dan layanan yang membantu aplikasi bertukar data melalui Internet.

Lapisan aplikasi menyimpan protokol untuk semua yang dibutuhkan seseorang: mengirim email, menjelajah web, transfer file, dan akses jarak jauh. Berikut beberapa di antaranya:

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) adalah protokol paling populer untuk mentransfer data melalui Internet.

FTP (File Transfer Protocol) adalah protokol terkenal lainnya yang dirancang untuk transfer file.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) adalah protokol untuk mengirim email.

Level ini diperlukan untuk memudahkan pengguna dalam mentransfer data melalui Internet. Dengan bantuannya pemrogram dan pengguna biasa berinteraksi dengan model TCP/IP.

4. Apa yang perlu diingat

Model TCP/IP adalah seperangkat aturan yang digunakan untuk memindahkan data melalui Internet. Yang utama di sini adalah dua protokol: TCP dan IP. Mereka diperlukan untuk membangun saluran komunikasi yang andal antar perangkat dan mengirimkan data melaluinya.

Selain TCP dan IP, model ini juga memiliki protokol lain - misalnya HTTP, Ethernet, FTP, dan UDP. Semuanya memecahkan masalah tertentu terkait pengiriman data dari satu perangkat ke perangkat lainnya.

Model TCP/IP sangat mirip dengan model jaringan OSI - Anda dapat membaca selengkapnya di artikel kami yang lain.