تحقیق مقاله پروتکل اینترنت

مقدمه

پروتکل اینترنت خط سری (SLIP) و پروتکل نقطه به نقطه (PPP) در میان پروتکل‌های ICP/IP منحصر به فرد هستند زیرا عملکرد کامل لایه پیوند داده را در اختیار می‌گذارند. سیستم‌های که به یک LAn وصل می شوند برای کنترل اتصال واقعی به شبکه به یکی از پروتکلهای استاندارد لایه پیوند داده مثل اینترنت TokenRing  وابسته‌اند. دلیل آن این است که سیستم‌ها معمولا از یک رسانه به صورت اشتراکی استفاده  می کنند. پس باید یک مکانیزم MAC برای تنظیم دستیابی به ان وجود داشته باشد.

SLIP و PPP برای استفاده  با مودم‌ ها و اتصالات مستقیم دیگر که نیازی به کنترل دستیابی به رسانه ندارند طراحی شده‌اند. از آنجا که SLIP و PPP فقط دو سیستم را به هم وصل می کنند پروتکل‌های نقطه به نقطه یا انتها نامیده می‌شوند. در پشته پروتکل را تعریف می‌کنند، غیر از لایه فیزیکی که به یک استاندارد سخت افزاری مثلا برای واسط درگاه سری RS – 232  وابسته است که اتصال به مودم را در اختیار می‌گذارد.

معمولا سیستم‌ها ار SLIP یا PPP برای برقراری اتصال به انینترنت یا WAN استفاده  می‌کنند، چه به LAN وصل باشد و چه نباشند. تقریبا همه Pc های مستقل که برای دستیابی به انیترنت از مودم برای وصل شدن به یک ISP استفاده  می‌کنند این کار را با استفاده  از یک اتصال PPP انجام می دهند هر چند برخی انواع سیستم‌ها هنوز از SLIP استفاده  می‌کنند. LAn ها  نیز در مسیریابهای خود برای وصل شدن به یک ISP و برقراری امکان دستیابی به اینترنت برای کل شبکه یا برای وصل شدن به یک LAn دیگر و تشکیل یک اتصال WAN از اتصالات SLIP  یا PPP  استفاده  می کنند. هر چند این دو پروتکل تداعی کننده اتصالات مودم هستند، ولی فناوریهای دیگر لایه فیزیکی از جمله  خطوط استیجاری ، ISDN ، رله فریم و TM هم می توانند از SLIP و PPP استفاده  کنند.

SLIP و PPP پروتکل‌های اتصال‌گرا هستند که به ساده‌ترینن بیان یک پیوند داده را بین دو سیستم برقرار می‌سازند. آنها دیتاگرام‌های IP را برای انتقال بین کامپیوترها کپسوله می‌کنند، همان کاری که اترنت و Token Ring هم انجام می‌دهندع ولی آنها از فریم خیلی ساده‌تری استفاده  می‌کنند. دلیل ان این است که این پروتکل‌ها مشکلات پروتکل‌های LAn را ندارند. آنجا که پیوند فقط از یک اتصال بین دو ک تشکیل می‌شود نیازی به مکانیزم‌های کنترل دستیابی به رسانه‌ای همچون CSMA /CD یا تبادل توکن نخواهد بود. همچنین در رابطه با آدرس‌دهی بسته‌ها به یک مقصد خاص مشکلی وجود ندارد، از آنجا که فقط دو کامپیوتر در اتصال شرکت دارند داده‌ها فقط به یک جا می‌توانند بروند.

SLIP

SLIP  در اوایل دهه 1980 به عنوان ساده‌ترین راه حل ممکن برای ارسال داده به روی اتصالات سرای ایجاد شد. هیچ استاندارد رسمی این پروتکل را تعریف نمی‌کند، به خاطر این که چیز زیادی برای استاندارد کردن وجود ندارد و مشکلی در زمینه قابلیت همکاری وجود ندارد. اما در یکی از مستندات IETD تحت عنوان   Nonstadard for Transmission of IP Datagrams over Serial Lines" ( 1055 RFC) عملکرد این پروتکل تعریف شده است.

فریم SLIP خیلی ساده است. یک فیلد یک بایتی با مقدار هگزادسیمال c0 به عنوان مرز  END عمل می کند، که به دنبال تمام دیتاگرام‌های IP که به روی پیوند ارسال می‌شوند می‌آید. کاراکتر END به سیستم دریافت کننده اطلاع می‌دهد بسته که هم اینک ارسال می شد به پایان رسیده است. بعضی از سیستم‌ها پش از هر دیتاگرام IP هم یک کاراکتر END قرار می دهند. به این ترتیب اگر نویز خطی بین دیتاگرام‌ها پیش بیاید سیستم دریافت کننده با آن مثل یک بسته رفتار می‌کنند زیرا در دو طرف آن کاراکترهای END قرار گرفته‌اند. آن گاه وقتی پروتکل‌های لایه‌های بالاتر سعی می‌کنند که این بسته نویز را پردازش کنند می‌فهمند که آشغال است و آن را دور می‌ریزند.

شکل

اگر دیتاگرامی حاوی بایتی c0 باشد سیستم آن را پیش از ارسال به رشته دو بایتی db dc تغییر می‌دهد بسته به اشتباه خاتمه نیابد. بایت db  به کاراکتر ESC (escape) اشاره می‌کند، که وقتی با کاراکتر دیگری جفتشود هدر خاصی را تامین کند. اگر دیتاگرام در قسمتی از داده خود حاوی یک کاراکتر ESC واقعی باشد سیستم پیش از ارسال رشته db dc را جایگزین آن می کند.

نکته: کاراکتر ESC تعریف می‌شود معادل کاراکتر ESC اسکی نیست.

نقایص SLIP

پیاده‌سازی SLIP به دلیل سادگی ان آسان است و سربار کمی را به ارسالات داده اضافه می‌کند، ولی در ضمن فاقد ویژگیهایی است که می توانستند آن را به پروتکل مفیدتری تبدیل نمایند. مثلا SLIP این قابلیت را ندارد که آدرس IP هر سیستم را در اختیار سیستم دیگر بگذارد، و این بدان معنی است  که هر دو سیستم باید با آدرس IP سیستم دیگر پیکگربندی شوند. همچنین SLIP هیچ راهی برای شناسایی پروتکلی کمه فریم آن را منتقل می‌کند ندارد، این امر مانع از خطا را نیز ندارد، که پروتکل‌های لایه شبکه (مثل IP و IPX) روی یک اتصال می‌‌شود.. SLIP قابلیتهای تشخیص یا خطا را نیز ندارد، که باعث می‌شد این تکالیف به پروتکل‌های لایه‌های بالاتر سپرده شوند و در نتیجه تاخیر بیشتری نسبت به یک مکانیزم تشخیص خطای لایه پیوند داده حاصل شود.

SLIP فشرده (CSIP)

هنگامی که دو سیستم با استفاده  از SLIP با هم ارتباط برقرار می‌کنند بیشتر سربار کنترلی که پروتکل‌های لایه‌های شبکه و انتقال ایجاد می‌کنند تکرار می شود، به خصوص در اتصالات TCP مثلا در هر دیتاگرام Ip، حاوی 64 بیت داده است که به آدرس‌های IP سیستم‌های مبدا و مقصد اختصاص داده می‌شوند. اما از آنجا که فقط دو کامپیوتر روی شبکه هستند لزمی ندارد که این آدرس‌ها در تمام بسته‌ها تکرار شوند. در مدتی که اتصال SLIP برقرار است دو سیستم به مبادله صدها یا هزاران بسته می‌پردازند که اطلاعات موجود در سرآیندهای پروتکل‌های لایه‌های شبکه و انتقال آنها مشابه است.

"Compressing TCP / IP Headersfor Low- Speed SerialLinks " RFC 1144 مکانیزمی را تعریف می کند که توسط آن سیستم‌های شرکت کننده در یک اتصال SLIP بیشتر اطلاعات اضافی را از سرایندها حذف می‌‌کنند و سربار از 40 بایت به پنج بایت یا کمتر کاهش می‌دهند. به این ترتیب کارایی اتصال به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.

این نوع فشرده سازی سرآیند در بسیاری از پیاده‌سازی های PPP نیز تحت عنوان فشرده‌سازی سرآیند ون جکسون یافت می‌شود، نامی که از مولف " RFC 1144 گرفته شده است.

PPP

PPP به عنوان انتخاب دیگری در مقابل SLIP ایجاد شد، که کارایی بیشتری دارد، از جمله قابلیت ترکیب پروتکل‌های مختلف لایه شبکه و پشتیبانی از پروتکل‌های تایید اعتبار مختلف. طبیعی است که هزینه این ویژگیهای افزوده یک سرایند بزگتر است، ولی PPP فقط حداکثر هشت بایت به هر بسته اضافه می کند ( با فریم اترنت مقایسه کنید که 16 بایت برای آن لازم است ) برای بیشتر اتصالات به فراهم کنندگان خدمات اینترنت، همچنین توسط سیستم‌های مستقل و چه توسط مسیر یابها، از PPP استفاده  می شود، زیرا ISP را قادر می سازد تمهیداتی را برای کنترل دستیابی پیاده‌سازی کند که شبکه‌های آنها را از ورود کاربران غیر مجاز محافظت می‌نمایند. هر نشست PPP شامل چند عملیات برقراری و خاتمه اتصال است، که برای انجام آنها از پروتکل‌هی دیگر غیر از PPP نیز استفاده  می شود این عملیات عبارتند از:

برقراری اتصال

سیستمی که می‌خواهد اتصال را به راه اندازد از پروتکل کنترل پیوند (ICP) استفاده  می‌کند تا درباره پارامترهای ارتباطی مشترک بین دو دستگاه مذاکره نماید.

تایید اعتبار – هر چند ضروری نیست، ولی سیستم می تواند برای مذاکره درباره دستیابی به سیستم دیگر از یک پروتکل تایید اعتبار مثل PAP  (Challenge HandshakeAuthention Protocol ) CHAP , (Passwprd Authention Protocol استفاده  کند.