40 de ani de la apariția protocolului fără de care Internetul nu ar exista. Ce este și cum funcționează TCP/IP

Au trecut patru decenii de când DARPA a publicat specificațiile complete ale protocolului TCP/IP.

Acesta este fundamental în funcționarea internetului, definind regulile de bază după care funcționează întregul sistem.

Deși protocolul a fost pregătit în septembrie 1981, abia în 1983 a fost adoptat la scară largă.

Ce reprezintă protocolul TCP/IP?

TCP/IP reprezintă, de fapt, nu un singur protocol, ci o suită de protocoale create de către Vint Cerf și Bob Kahn. Acestea sunt Transmission Control Protocol – TCP, și Internet Protocol – IP.

Internet Protocol definește adresele și rutarea – modul în care pachetele de date sunt transmise prin rețea. Transmission Control Protocol stabilește conexiuni și oferă asigurări că pachetele de date ajung la destinația potrivită. Cele două protocoale lucrează împreună pentru a crea fundația internetului așa cum îl cunoaștem în ziua de azi.

Digi24.ro

O femeie bolnavă de cancer a decis să se mute împreună cu familia în „zona albastră” din Costa Rica, iar viața ei s-a schimbat complet

De ce a fost creat protocolul TCP/IP?

Înainte de existența internetului, Departamentul de Apărare din SUA, prin intermediul ARPA, a creat o rețea de calculatoare denumită ARPANET.

Prin intermediul acesteia, au fost conectate calculatoare guvernamentale și altele aflate în campusuri universitare. ARPANET a fost inițializat în 1969. 

Înainte de TCP, ARPANET folosea un protocol denumit Network Control Program – NCP, pentru a realiza conexiuni între calculatoarele aflate în rețea.

Conform planului de tranziție de la NCP la TCP, publicat în noiembrie 1981, nevoia de TCP/IP a apărut din mai multe considerente.

Digisport.ro

A venit reacția soțului, după ce o jurnalistă celebră s-ar fi sărutat cu alt bărbat în fața a 20.000 de oameni

Din ce în ce mai multe rețele de calculatoare începeau să folosească legături pe radio și satelit în detrimentul cablurilor. De asemenea, organizațiile aveau un interes sporit în crearea de rețele locale, alcătuite din grupuri de calculatoare ce comunicau împreună, aflate chiar sub același acoperiș.

Arhitecții ARPANET au înțeles că protocoalele folosite la acel moment erau neadecvate pentru a susține toate aceste noi tipuri de rețele.

În plus, în perioada anilor 1970, companii ca IBM, AT&T, Xeros sau DEC, își creaseră rețele de calculatoare proprietare, incompatibile între ele, care fragmentau distribuirea de informație.

Astfel, suita TCP/IP s-a făcut rapid remarcată, deoarece reprezenta o soluție non-proprietară, fără redevențe și bazată pe o arhitectură deschisă, ce permitea calculatoarelor de orice fel să comunice prin orice mediu, cât timp protocolul TCP/IP era implementat pe sistemul în cauză.

Dezvoltarea TCP/IP a început în 1973. Ani mai târziu, DARPA publica specificațiile TCP și IP în documentele RFC 791 și 793, datate septembrie 1981. Aceste documente reprezintă introducerea către public a cadrului final TCP/IP.

Cum funcționează TCP/IP?

TCP și IP sunt două tehnologii separate care funcționează împreună pentru a crea conexiuni stabile în cadrul unei rețele eterogene de calculatoare.

Așa cum am menționat mai devreme, IP se ocupă de definirea adreselor calculatoarelor din rețea și de modul în care pachetele de date ajung la destinație.

Pe de altă parte, TCP se asigură că pachetele ajung la destinație fără eroare, ”apelând” destinația înainte de transmisie, pentru a se asigura că există o gazdă care să primească informația. Dacă datele sunt pierdute pe parcurs sau sunt corupte, același protocol va retrimite datele până când acestea vor ajunge în totalitate la destinație.

Arhitecții TCP/IP au separat în mod voit implementarea celor două protocoale, pentru a crea o rețea mai flexibilă și modulară. De fapt, TCP poate fi schimbat cu protocolul UDP, care este mai rapid, dar care permite pierderea de date, în situații în care acuratețea maximă nu este necesară, cum ar fi în cazul unui apel audio sau video.

Inginerii de rețea denumesc acest acest design modular stivă de rețea. Unele dintre ”straturile” inferioare pot fi manipulate independent, în funcție de arhitectura fiecărui calculator. Niveluri superioare lucrează apoi avându-le la bază pe cele inferioare, asigurând căi de comunicație între calculatoare.

Internetul are o stivă realizată din patru niveluri:

• Nivelul legătură: protocoale de nivel redus ce funcționează cu un mediu fizic (cum ar fi Ethernet)
• Nivelul internet: rutează pachete (IP, de exemplu)
• Nivelul transport: realizează conexiuni (TCP)
• Nivelul aplicație: modul în care oamenii folosesc rețeaua (www, FTP, sau altele)

Protocoalele care administrează rețeaua web, cum ar fi HTTP, fac parte din nivelul aplicație, lucrând ”deasupra” TCP și IP. Cu ajutorul acestui model, HTTP nu are nevoie să știe cum să creeze conexiuni la un nivel inferior – totul este gestionat de nivelurile de mai jos.

Sistemul este astfel foarte flexibil și acesta este tocmai motivul pentru care TCP/IP reprezintă protocoale de succes, care încă sunt coloana vertebrală a internetului modern.

Când a început să fie folosit TCP/IP

Cu toate că specificațiile complete au fost finalizate și publicate abia în 1981, folosirea experimentală a TCP/IP a început chiar din 1973.

Creatorii săi au continuat să rafineze protocoalele, astfel că s-a ajuns de la versiunea 1 la 4 în 1981. La patru decenii distanță, încă folosim această versiune de IP.

Deși DARPA a introdus prima variantă finalizată a protocoalelor TCP și IPv4 în septembrie 1981, unele calculatoare au continuat să folosească protocoale anterioare, precum NCP.

De aceea, a fost creată o perioadă de tranziție între NCP și TCP, care avea să dureze până la 1 ianuarie 1983.

Această dată reprezintă începutul folosirii la scară largă a acestor protocoale și nașterea Internetului modern. Totuși, alte protocoale de rețea au rămas active, unele chiar până spre jumătatea anilor 1990, când TCP/IP a devenit învingătorul clar. 

Care este viitorul protocoalelor TCP/IP

În prezent, cea mai mare parte a Internetului funcționează cu protocolul IPv4, însă există și versiune mai nouă, IPv6, lansată în 1998.

Una dintre cele mai importante funcții ale IPv6 este suportul pentru adrese de 128 biți, oferind posibilitatea de generare a 340 de trilioane de trilioane de trilioane de adrese IP, arată howtogeek.com.

În comparație, protocolul IPv4 suportă adrese pe 32 de biți, astfel că doar aproximativ 4,2 miliarde de adrese pot fi generate. Limita a fost atinsă încă din anii 2010.

Din fericire, cele două protocoale sunt interoperabile, astfel că există suficient spațiu de manevră până când tranziția la IPv6 va fi completă.

Chiar și luând în calcul toate noutățile oferite, arhitectura IPv6 se folosește tot de cercetările demarate de Cerf și Evans în 1973.