Transmission Control Protocol

Amikor az ARPANETAz Amerikai Védelmi Minisztérium kutatóintézetében (Advanced Research Project Agency) a hatvanas években kifejlesztett távolsági számítógép-hálózat, amely 1969 decemberétől állt az egyetemek és a kutatóintézetek rendelkezésére. A fejlesztés célja a különböző katonai és kutatói szférák közötti nagy sebességű kommunikáció megteremtése volt.. Ez a projekt - és a később ebből megszületett hálózat - adta a mai Internet technikai megvalósításának alapját. Az 1960-as évek végén a Bolt, Beranek és Newman nevű cég nyerte meg a hálózat megépítésére kiírt pályázatot. Megtervezték a mai útvonal-választók (router) elődjét, majd ezeket az USA négy egyetemén (3 Kaliforniában, 1 Utahban) üzembe is helyezték. 1969 szeptember 2-án megszületett az ARPANET, amelyet akkor még telefonvonalak kötöttek össze. Mivel a számítógépes kommunikációban sokszor fordul elő az, hogy egy-két percig rengeteg a feldolgozni való adat, majd jó sokáig szinte semmi sem történik, ezért nem igazán szerencsés, ha két számítógép folyamatosan lefoglal egy vonalat. Ennek a problémának a feloldására irányultak a korai kutatások, majd így került kifejlesztésre az úgynevezett csomagkapcsolt hálózat. Ebben az esetben a kommunikáció úgy történik, hogy az adatokat kisebb csomagokra bontják, amelyek mindegyikét megfelelő azonosítással látják el (küldő címe, célállomás címe, stb.) Ezeket a csomagokat aztán a hálózat lebontja bitek sorozatára, amit a számítógépek a vonalra tesznek. A célállomások a bitekből és a csomagokból felépítik az eredeti üzenetet. Az ARPANET fejlesztését erősen befolyásolták katonai célok is. Egyrészt hardver-független protokollok, másrészt olyan hálózat kifejlesztését kívánták, amely egy esetleges csapásmérő támadás után is üzemképes marad. A sikeres kutatómunka eredményét egy 1978-ban végrehajtott teszttel mutatták be, amelyben egy kaliforniai autópályán haladó kamionban elhelyezett számítógép rádióhullámok segítségével küldött adatokat egy közeli gazdagéphez. Az adatok az ARPANET-en keresztül az Egyesült államok másik felébe, majd onnan egy műhold közvetítésével Londonba jutottak. Az ARPANET-et eredetileg csak az állományok átvitelére fejlesztették ki. A felhasználók azonban hamarosan elektronikus levelezést és levelezési listákat követeltek és kaptak. Nyilvánvalóvá vált, hogy az ARPANET a tudományos együttműködés és haladás szempontjából nagyon fontos szerepet tölt be. Mivel azonban a hálózatot csak a Védelmi Minisztériummal szerződésben álló intézmények használhatták, ezért megoldást kellett keresni a többi egyetem számára is. 1983-ban, amikor a hálózatról leválasztották a katonai jellegű részt (MILNET), egyfajta internet alakult ki, amelynek gerincét az ARPANET adta. Azonban a probléma továbbra is fennállt, mert az ARPANET eredetileg a Védelmi Minisztérium hálózata volt. Ezért az 1980-as évek vége felé a National Science Foundation létrehozta az NSFNET hálózatot, amely az ARPANET-et váltotta fel. Maga az ARPANET 1990-ben megszűnt. Internetté vált, amelyben már számos LANLAN A helyi hálózatok olyan számítógépes hálózatok, amelyek néhány kilométernyi távolságokat hidalnak át. Tipikusan ilyen például egy intézmény, egy cég egy vagy több épületében lévő gépeinek az összekapcsolása, de ide tartozik az egy helyiségben összekapcsolt gépek hálózata is. A helyi hálózatok megjelenését és elterjedését a hardvereszközök jobb, hatékonyabb kihasználásának szükséglete segítette elő. Ugyanakkor például ha egy irodában mindenki nagyjából ugyanazokat a programokat, legtöbb esetben pedig ugyanazokat az adatokat is használja a saját gépén, akkor ezek minden gépen helyet foglalnak. Mennyivel gazdaságosabb, ha a gépeket hálózatba kötjük, és a programokat, adatokat csak egy példányban, egyetlen számítógépen tároljuk. Ha valaki egy programot használni akar, akkor elkéri a hálózaton keresztül. Ez nem csak a programokra igaz, hanem a hardvereszközökre és az információkra is. Például egy hálózatba kapcsolt géphez kötött nyomtatót is használhat mindenki a saját gépéről. A technikai fejlődés következtében a hardvereszközök egyre olcsóbbak lettek, így más előnyök kerültek előtérbe. Ilyen a kollektív munka, mivel a felhasználók egymás gépeihez, adataihoz könnyen hozzáférhetnek. Képzeljük el, hogy mekkora fejfájást okozna az egy központi raktárral, de több elárusítóhellyel rendelkező kereskedőnek, ha egy árut többször is eladna! A hálózat lehetőséget ad az adatok biztonságos tárolására is: két tárolót használnak, és az egyik meghibásodása esetén a másik veszi át annak szerepét. Az egészből a felhasználók semmit nem vesznek észre. A hálózaton tárolt adatokat titkosítani is lehet: minden felhasználót különböző hozzáférési jogokkal (írás, olvasás, végrehajtás) lehet felruházni., rádiós csomagszóró alhálózat; valamint több műholdas csatorna is működött, azaz a végpontok közötti átviteli megbízhatóság csökkent. Ezért egy új szállítási protokollt,- a TCP-t (Transmission Control Protocol – átvitel vezérlési protokollA kommunikációnál használt szabályok és megállapodások összességét protokollnak (protocol) nevezzük.) vezettek be. A TCP tervezésénél már figyelembe vették azt, hogy megbízhatatlan (az OSI terminológia szerint C típusú) alhálózatokkal is tudjon együttműködni. A TCP-vel együtt fejlesztették a hálózati rétegnetwork layer Lényegében a kommunikációs alhálózatok működését vezérli. Nagyobb hálózatok esetén a keretek vevőtől a célba juttatása elvileg több útvonalon is lehetséges, feladat a bizonyos szempontból optimális útvonalnak a kiválasztása. Ez a tevékenység az útvonalválasztás (routing), és több megoldása lehetséges:
• a rendszer kialakításakor alakítjuk ki az útvonalakat,
• a kommunikáció kezdetén döntünk arról, hogy a teljes üzenet csomagjai milyen útvonalon jussanak el a rendeltetési helyükre,
• csomagonként változó, a hálózat vonalainak terhelését figyelembe vevő alternatív útvonalválasztás lehetséges.
Itt kell megoldani a túl sok csomag hálózatban való tartózkodása okozta torlódást, valamint különböző (heterogén) hálózatok összekapcsolását. protokollját (IPAz Internet hálózati rétege. A hálózati réteg IP protokollja a 80-as években jelent meg. A protokoll összeköttetés mentes. A szállított csomagok a datagramok, amely a forrás hoszt-tól a cél hosztig kerülnek továbbításra, esetleg több hálózaton is keresztül. A hálózati réteg megbízhatatlan összeköttetés mentes szolgálatot biztosít, így az összes megbízhatósági mechanizmust a szállítási rétegben kell megvalósítani, ami biztosítja a két végállomás közötti megbízható összeköttetést. Az IP működése a következő: A szállítási réteg az alkalmazásoktól kapott üzeneteket maximum 64 kbájtos datagramokra tördeli, amelyek az útjuk során esetleg még kisebb darabokra lesznek felvágva. Amikor az összes datagram elérte a célgépet, ott a szállítási réteg ismét összerakja üzenetté. A datagram két részből áll: egy fejrészből és egy szövegrészből. A fejrészben 20 bájt rögzített, és van egy változó hosszúságú opcionális rész is.) is.
A TCP fogadja a tetszőleges hosszúságú üzeneteket a felhasználói folyamattól és azokat maximum 64 kbájtos darabokra vágja szét. Ezeket a darabokat egymástól független datagramokként küldi el. A <hálózati rétegnetwork layer Lényegében a kommunikációs alhálózatok működését vezérli. Nagyobb hálózatok esetén a keretek vevőtől a célba juttatása elvileg több útvonalon is lehetséges, feladat a bizonyos szempontból optimális útvonalnak a kiválasztása. Ez a tevékenység az útvonalválasztás (routing), és több megoldása lehetséges:
• a rendszer kialakításakor alakítjuk ki az útvonalakat,
• a kommunikáció kezdetén döntünk arról, hogy a teljes üzenet csomagjai milyen útvonalon jussanak el a rendeltetési helyükre,
• csomagonként változó, a hálózat vonalainak terhelését figyelembe vevő alternatív útvonalválasztás lehetséges.
Itt kell megoldani a túl sok csomag hálózatban való tartózkodása okozta torlódást, valamint különböző (heterogén) hálózatok összekapcsolását. sem azt nem garantálja, hogy a datagramokat helyesen kézbesíti, sem a megérkezett datagramok helyes sorrendjét. A TCP feladata az, hogy időzítéseket kezelve szükség szerint újraadja őket, illetve hogy helyes sorrendben rakja azokat össze az eredeti üzenetté. Minden TCP által elküldött bájtnak saját sorszáma van. A sorszámtartomány 32 bitAngol rövidítés, a BInary digiT szavakból. Az informatikában, információelméletben az információ legkisebb egységét jelöli. Hétköznapi példával élve ez nem más, mint egy eldöntendő kérdésre adott válasz: vagy igen, vagy nem. Az informatikában ezt az 1 és a 0 számjegyekkel jelölik. (A binary digit jelentése bináris számjegy). Amiért a számítógépek pontosan tudnak működni, az annak köszönhető, hogy egy bitnek a két állapota (0 és 1) elektronikailag élesen megkülönböztethető egymástól. Egy ilyen megkülönböztetés lehet az, hogy a magas szintű feszültség az 1, míg az alacsony szintű feszültség a 0 bitet jelentse. Annak a valószínűsége, hogy a két jelszint összekeveredjen, nagyon kicsi. összetettebb információ ábrázolására a bitekből nagyobb egységeket állítanak össze. Ilyen például a byte. (vesd össze: oktet) A számok ábrázolására a bitek nagyon kényelmesek, és gazdaságosak is egyben. A grafikák, hangok, animációk és egyéb (általában multimédiás) információk ábrázolásakor azonban rengeteg bitre (nagy tárolókapacitásra) van szükség. Egy átlagos kép például 250 Kbyte, illetve egy 3 perces hanganyag pedig 1,5 Mbyte méretűvé is nőhet. A kódoláshoz felhasznált bitek számának csökkentésével el lehet érni javulást, de ekkor a kódolt információ minősége romlik (vesd össze: GIF és JPEG). széles, vagyis elegendően nagy ahhoz, hogy egy adott bájt sorszáma egyedi legyen.