IP staat voor Internet Protocol, de primaire manier voor het realiseren van verbindingen via netwerken en internet. Een IP-adres kan je vergelijken met een woonadres; het vertelt tot in detail waar data moeten worden opgevraagd of juist afgeleverd. Op internet is ieder IP-adres dan ook uniek.
Packets verzenden
Als je via internet data verstuurt, verzend je deze gegevens ongemerkt in meerdere zogeheten packets. Het opdelen van data in deze pakketjes vindt achter de schermen automatisch plaats. IP zorgt ervoor dat al deze packets uiteindelijk op de juiste bestemming (het juiste IP-adres) terechtkomen.
De route die packets afleggen, kan echter verschillen. Dit betekent ook dat de volgorde waarin de pakketjes aankomen, kan variëren. Het Transmission Control Protocol (TCP) zet de packets weer in de juiste volgorde. Komt een van de packets niet goed aan? Dan vraagt TCP deze opnieuw aan, zodat de ontvanger alle verzonden data binnenkrijgt.
Historie van het TCP/IP model
De basis voor het TCP/IP model is in de jaren ’70 van de vorige eeuw gelegd door Vinton Cerf en Robert Kahn. Zij publiceerden in 1974 als RFC (Request for Comments) de eerste paper ooit op internet onder de titel ‘A Protocol for Packet Network Intercommunication.’. Deze paper omschrijft voor het eerst het TCP-model. IP bestond toen nog niet als model en maakte onderdeel uit van het TCP-model.
Het testen en doorontwikkelen van het TCP-model leidde uiteindelijk tot het TCP/IP model. Na meerdere revisies werd in 1981 versie 4 van het Internet Protocol (IPv4) gepubliceerd. Deze versie is vandaag de dag – naast zijn opvolger IPv6 – nog steeds in gebruik.
Vijf TCP IP lagen
Het TCP IP model bestaat uit vijf verschillende TCP IP lagen, die ieder hun functies kennen. Het gaat hierbij om de:
- Applicatielaag
- Transportlaag
- Netwerklaag
- Datalink-laag
- Fysieke laag
De applicatielaag is de bovenste laag van het TCP/IP model. In deze laag creëren en transporteren applicaties en processen data naar andere applicaties en processen op dezelfde of een andere host. Het aanspreken van deze processen vindt plaats via poorten, die zijn toegewezen aan specifieke services. Zo zijn sommige poorten gereserveerd voor veelvoorkomende protocollen. Denk hierbij aan poort 80 voor HTTP en poort 23 voor Telnet.
De transportlaag verzorgt de communicatie tussen processen die op de hosts plaatsvinden. In het TCP/IP model bepaalt de transportlaag waar, wanneer en hoeveel data worden verstuurd. Applicaties maken voor de transportlaag gebruik van TCP of het User Datagram Protocol (UDP). TCP is gericht op volledig foutloze overdracht van data, waarbij TCP de volgorde van pakketjes bewaakt en ontbrekende pakketjes opvraagt. UDP is juist gericht op snelheid en het minimaliseren van overhead.
De netwerklaag definieert protocollen die verantwoordelijk zijn voor het versturen van data over het volledige netwerk. Zo verpakt deze laag data in datagrammen. Een datagram is een datapakket dat informatie omvat waarmee het zelfstandig zijn weg kan vinden naar de bedoelde bestemming. Dit zonder dat hiervoor van tevoren een verbinding tussen de verzender en ontvanger hoeft te worden opgezet. De netwerklaag is onder meer verantwoordelijk voor het doorsturen van pakketjes en het bepalen van de route die pakketjes afleggen. De laag omvat verschillende protocollen. Denk hierbij aan IP voor het afleveren van pakketjes aan de juiste ontvanger, Internet Control Message Protocol (ICMP) voor het aanleveren van informatie aan hosts over netwerkproblemen en Address Resolution Protocol (ARP) dat het Media Access Control (MAC)-adres – het unieke adres van hardware – van een host op een specifiek IP-adres identificeert.
De datalink-laag zorgt onder meer voor het vertalen van IP-adressen in fysieke adressen en zet datagrammen afkomstig van de netwerklaag om in zogeheten frames. Een frame is een fragment van gegevens dat via een netwerkverbinding wordt verzonden. Deze frames stuurt de datalink-laag vervolgens via de fysieke laag naar de ontvanger. De datalink-laag definieert hoe een datastroom is opgedeeld in behapbare blokken data.
De fysieke laag is verantwoordelijk voor het versturen van bits van het ene apparaat naar de andere. Binaire data in digitale vorm reist hierbij van het verzendende apparaat naar het ontvangende apparaat, via bekabelde of draadloze netwerken. De fysieke laag is gericht op het versturen en ontvangen van de datastroom over een fysiek medium.
Het TCP/IP model is in oudere versies overigens beperkt tot vier TCP/IP lagen. Hierbij is de datalink-laag en fysieke laag gecombineerd tot de netwerktoegangslaag, ook wel de linklaag genoemd.
OSI-model
Het TCP/IP model wijkt af van het OSI-model, waarbij OSI staat voor Open Systems Interconnection. Het TCP/IP model bepaalt hoe een computer met internet verbonden is en via internet kan communiceren met andere systemen. Het OSI-model is een logisch en conceptueel model dat netwerkcommunicatie tussen systemen die onderling communiceren in goede banen leidt. Het OSI-model bestaat uit zeven lagen:
- Applicatielaag
- Presentatielaag
- Sessielaag
- Transportlaag
- Netwerklaag
- Datalinklaag
- Fysieke laag
Het OSI-model is ontwikkeld door de International Standard Organization.
Welke principes gaan schuil achter TCP/IP?
Een aantal principes spelen een belangrijke rol in TCP/IP. Het gaat daarbij om het end-to-end-principe, het robuustheidsprincipe en inkapseling.
End-to-end principe
Het end-to-end principe bepaalt dat netwerken alleen functies moeten omvatten voor het bieden van efficiënte routering van verkeer tussen endpoints. Alle applicatiespecifieke functies en intelligentie blijft aan de rand van het netwerk, in de applicaties zelf. Dit is nodig voor het realiseren van de gewenste efficiëntie en prestaties bij het versturen van data. Het garanderen van de betrouwbaarheid en correctheid van verstuurde gegevens wordt geregeld door endpoints, dat in de praktijk applicaties zijn.
Robuustheidsprincipe
Het robuustheidsprincipe helpt bij het zekerstellen van – zoals de naam al doet vermoeden – robuuste communicatie. Dat wil zeggen dat een applicatie correct opgestelde datagrammen moet versturen. Tegelijkertijd moet de applicatie iedere vorm van datagram accepteren die het kan interpreteren. Zo dient een applicatie ook datagrammen met fouten te accepteren, op voorwaarde dat de betekenis duidelijk is.
Inkapseling
Als een applicatie data verstuurt, verplaatsen deze gegevens zich over de verschillende TCP/IP lagen uit het TCP/IP model. Tussen iedere laag vindt een nieuwe vertaalslag plaats, zodat de volgende laag met de gegevens overweg kan. Dit proces noemen we ook wel inkapseling, waarbij data bij elke laag verder worden ingekapseld. Iedere laag bouwt een zogeheten protocol data unit (PDU), die de besturingsinformatie omvat die aan de gegevens is gekoppeld. Deze informatie is opgeslagen in de kop van het gegevensveld (de header) of juist het einde van het gegevensveld (de trailer).
🤓 Benieuwd wat er naast TCP/IP nog meer komt kijken bij managed hosting? Je leest het in onze managed hosting gids!
