9.1.4
تنسيق أقسام TCP وUDP
يحتوي قسم TCP على الحقول التالية:
* المنفذ المصدر -- رقم المنفذ المتصل
* المنفذ الوجهة -- رقم المنفذ المتصَل به
* رقم التسلسل -- الرقم المستعمل لضمان تسلسل صحيح للبيانات الواردة
* رقم الإشعار -- الثُمانيَّة TCP المتوقعة التالية
* HLEN -- عدد الكلمات 32-بت في المقدمة
* محجوز -- مضبوط عند 0
* بتات الشيفرة -- وظائف التحكم (مثلاً، إعداد وإنهاء جلسة)
* النافذة -- عدد الثُمانيَّات المستعد أن يقبلها المرسل
* مجموع تدقيقي -- المجموع التدقيقي المحسوب لحقول المقدمة والبيانات
* مؤشر مُلحّ -- يحدّد نهاية البيانات المُلحّة
* خيار -- واحد معرَّف حالياً: الحجم الأقصى لقسم TCP
* البيانات -- بيانات بروتوكول الطبقة العليا
يجب أن تهتم بروتوكولات طبقة التطبيقات بالموثوقية إذا لزم الأمر. لا يستعمل UDP أطراً أو إشعارات. إنه مصمم للبرامج التي لا تحتاج إلى وضع تسلسلات أقسام سوية. مثلما ترى في الشكل ، مقدمة UDP صغيرة نسبياً.
البروتوكولات التي تستعمل UDP تتضمن ما يلي:
* TFTP
* SNMP
* NFS (اختصار Network File System، نظام ملفات الشبكة)
* DNS (اختصار Domain Name System، نظام أسماء الميادين)
9.1
طقم البروتوكولات TCP/IP
9.1.5
أرقام منافذ TCP وUDP
TCP وUDP على حد سواء ?ستعملان أرقام منافذ (أو مقابس) لتمرير المعلومات إلى الطبقات العليا. تُستعمل أرقام المنافذ لتعقّب أثر المحادثات المختلفة التي تعبر الشبكة في الوقت نفسه.
لقد وافق مطوّرو البرامج على استعمال أرقام المنافذ المعروفة جيداً المعرَّفة في الوثيقة RFC 1700. مثلاً، أي محادثة مربوطة لبرنامج FTP تستعمل رقم المنفذ القياسي 21.
المحادثات التي لا تستلزم برنامجاً مع رقم منفذ معروف جيداً تُعطى أرقام منافذ منتقاة عشوائياً من ضمن نطاق معيّن من الأرقام. تُستعمل أرقام المنافذ تلك ?العناوين المصدر والوجهة في قسم TCP. -
بعض المنافذ محجوزة في TCP وUDP على حد سواء، رغم أنه قد لا تكون هناك برامج مكتوبة لدعمها. أرقام المنافذ لها النطاقات التالية المعطاة لها:
* الأرقام تحت 255 هي للبرامج العمومية.
* الأرقام 255-1023 مخصصة للشركات للبرامج الصالحة للعرض في السوق.
* الأرقام فوق 1023 غير منظّمة.
تستعمل الأنظمة أرقام المنافذ لانتقاء البرنامج الملائم. أرقام المنافذ المصدر البادئة، وهي عادة بعض الأرقام أكبر من 1023، يعيّنها المضيف المصدر ديناميكياً.
9.1
طقم البروتوكولات TCP/IP
9.1.6
اتصال المصافحة/الفتح الثلاثي الاتجاه لـTCP
لكي ينشأ اتصال، يجب أن تتزامن المحطتان على أرقام تسلسل TCP الأولية (أو ISNs) ?بعضهما البعض. تُستعمل أرقام التسلسل لتعقّب ترتيب الرزم ولضمان عدم فقدان أي رزم أثناء الإرسال. رقم التسلسل الأولي هو رقم البدء المستعمل عند إنشاء اتصال TCP. تبادل أرقام التسلسل البادئة خلال تسلسل الاتصال يضمن أنه يمكن استعادة البيانات المفقودة.
تتحقق المزامنة بتبادل أقسام تحمل الأرقام ISNs وبت تحكم يدعى SYN، وهو اختصار الكلمة synchronize أي "?زامن" (الأقسام التي ?حمل البت SYN تدعى أيضاً SYNs). الاتصال الناجح يتطلب آلية ملائمة لاختيار تسلسل أولي ومصافحة بسيطة لتبادل الأرقام ISNs. المزامنة تتطلب أن ترسل كل جهة رقمها ISN الخاص وأن ?تلقى تأكيداً والرقم ISN من الجهة الأخرى. يجب أن تتلقى كل جهة الرقم ISN الخاص ?الجهة الأخرى وأن ?رسل إشعار تأكيد (ACK) في ترتيب معيّن، مشار إليه في الخطوات التالية:
A -> B SYN -- رقم تسلسلي هو X
A <- B ACK -- رقم تسلسلك هو X
A <- B SYN -- رقم تسلسلي هو Y
A ->B ACK -- رقم تسلسلك هو Y
لأنه يمكن دمج الخطوتين الثانية والثالثة في رسالة واحدة فإن التبادل يدعى اتصال مصافحة/فتح ثلاثي الاتجاه. كما هو موضَّح في الشكل، تتم مزامنة طرفا الاتصال بواسطة تسلسل اتصال مصافحة/فتح ثلاثي الاتجاه.
المصافحة الثلاثية الاتجاه ضرورية لأن البروتوكولات TCP قد تستعمل آليات مختلفة لانتقاء الرقم ISN. متلقي الرقم SYN الأول لا يملك أي طريقة ليعرف ما إذا كان القسم هو قسم قديم متأخر إلا إذا كان ?تذكر رقم التسلسل الأخير المستعمل على الاتصال، وهذا ليس ممكناً دائماً، ولذا يجب أن يطلب من المرسل أن ?تحقق من ذلك الرقم SYN.
في هذه المرحلة، تستطيع أي جهة من الجهتين بدء الاتصال، كما تستطيع أي جهة منهما قطع الاتصال لأن TCP هو طريقة اتصال نظير لنظير (متوازنة).
9.1
طقم البروتوكولات TCP/IP
9.1.7
إشعار TCP البسيط ونوافذه
للسيطرة على انسياب البيانات بين الأجهزة، يستعمل TCP آلية نظير لنظير للتحكم بالانسياب. الطبقة TCP التابعة ?لمضيف المتلقي تبلّغ الطبقة TCP التابعة المضيف المرسل عن حجم النافذة. هذا الحجم يحدّد عدد البايتات، بدءاً من رقم الإشعار، التي تكون الطبقة TCP التابعة المضيف المتلقي مستعدة لتلقيها حالياً.
يشير حجم النافذة إلى عدد البايتات المرسَلة قبل تلقي أي إشعار. بعد أن يرسل المضيف حجم النافذة، يجب أن يتلقى إشعاراً قبل إمكانية إرسال أي مزيد من البيانات.
يحدّد حجم النافذة مقدار البيانات التي تستطيع المحطة المتلقية قبولها في وقت واحد. مع حجم نافذة يساوي 1، يستطيع كل قسم حمل بايت واحد فقط من البيانات ويجب أن يتلقى إشعاراً بالاستلام قبل إرسال قسم آخر. يؤدي هذا إلى استخدام المضيف للنطاق الموجي بشكل غير فعّال.
هدف النوافذ هو تحسين التحكم بالانسياب والموثوقية. لسوء الحظ، مع حجم نافذة يساوي 1، سترى استعمالاً غير فعّال أبداً للنطاق الموجي، كما هو مبيّن في الشكل.
نافذة TCP المنزلقة
يستعمل TCP إشعارات توقّعية، مما يعني أن رقم الإشعار يشير إلى الثُمانيَّة التالية المتوقعة. الجزء "المنزلق" في النافذة المنزلقة يشير إلى حقيقة أنه تتم المفاوضة على حجم النافذة ديناميكياً خلال جلسة TCP. تؤدي النافذة المنزلقة إلى استخدام المضيف للنطاق الموجي بشكل فعّال أكثر لأن حجم نافذة أكبر يتيح إرسال مزيد من البيانات في انتظار الإشعار.
أرقام تسلسلات ?إشعارات TCP
يزوّد TCP تسلسل أقسام مع إشعار مرجع إلى الأمام. تكون كل وحدة بيانات مرقّمة قبل إرسالها. في المحطة المتلقية، يعيد TCP تجميع الأقسام إلى رسالة كاملة. إذا كان هناك رقم تسلسل ناقص في السلسلة، يعاد إرسال ذلك القسم. إذا لم يصل إشعار عن الأقسام ضمن فترة زمنية معيّنة، يعاد إرسالها تلقائياً.
أرقام التسلسلات والإشعارات ثنائية الاتجاه، مما يعني أن الاتصال يجري في الاتجاهين. يوضّح الشكل الاتصال أثناء سيره في اتجاه واحد. التسلسل والإشعارات تجري مع المرسل الموجود على اليمين.