ما هو TCP/IP؟

في كل مرة تفتح فيها متصفحًا، أو ترسل رسالة، أو تشاهد فيديو، فإنك تعتمد على تقنية ربما لا تدرك أنها تعمل خلف الكواليس: TCP/IP. إنها البنية الرقمية غير المرئية التي تسمح لأجهزة الكمبيوتر والهواتف والخوادم في جميع أنحاء العالم بالتواصل. بدونها، لن يوجد الإنترنت كما نعرفه.

بينما يُعتبر TCP/IP مصطلحًا تقنيًا، لا تحتاج إلى أن تكون مهندس شبكة لتقدير ما يفعله. لا زلنا نعتمد على هذه التكنولوجيا بعد أكثر من 50 عامًا من تقديمها. لهذا السبب، من المفيد فهم ما هو TCP/IP، وكيف يعمل، ولماذا يُعتبر TCP/IP موثوقًا للغاية، على الرغم من بعض الثغرات المستمرة.

تاريخ موجز لـ TCP/IP

في السبعينيات، قام الباحثون الذين يعملون لصالح وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة في الولايات المتحدة (ARPA) بتطوير ARPANET، وهي شبكة واسعة النطاق مصممة لمشاركة بيانات الكمبيوتر بسرعة وسهولة بين الجامعات والمرافق الحكومية في جميع أنحاء البلاد.

في ذلك الوقت، كانت هناك طرق اتصال مختلفة (بروتوكولات) قيد الاستخدام، لذا كان من الصعب ربط الشبكات. طور فينتون سيرف وروبرت خان، وهما من الشخصيات الرئيسية في تاريخ الشبكات، حلاً: بروتوكول التحكم في الإرسال وبروتوكول الإنترنت. أنشأ هذا المزيج من TCP و IP طريقة عالمية للآلات لتقسيم المعلومات من أي طول إلى قطع صغيرة، وإرسالها عبر أنواع مختلفة من الشبكات، وإعادة تجميعها بشكل موثوق للاستخدام في الطرف الآخر.

بحلول أوائل الثمانينيات، تم اعتماد TCP/IP كمعيار لـ ARPANET، ومن هناك انتشر عالميًا. اليوم، تستخدم تقريبًا كل جهاز يتصل بالإنترنت TCP/IP، من مراكز البيانات الضخمة إلى هاتفك المحمول في جيبك. كانت ARPANET سلف الإنترنت، وهو مشروع ألهم مجموعة متنوعة من تقنيات الشبكات الأساسية مثل أسماء النطاقات للبحث عن خوادم معينة، وSMTP للتواصل عبر البريد الإلكتروني، والشبكة العالمية، التي تجعل كميات هائلة من المعلومات متاحة لنا جميعًا.

ماذا تعني TCP/IP؟

تبدو الاختصارات المعقدة، ولكن تحليلها إلى الأدوار التي تلعبها يساعد في فهم هذا النظام الشبكي الأساسي.

TCP تعني بروتوكول التحكم في الإرسال. إنه مثل عامل دقيق يضمن وصول رسالتك كاملة، بالترتيب الصحيح، وبدون أخطاء. إذا فقد شيء ما، يلاحظ TCP ويطلب إعادة إرسال الرسالة.

IP هو اختصار لبروتوكول الإنترنت، وهو نظام عناوين. يضمن IP أن كل قطعة من المعلومات تعرف إلى أين تذهب وكيف تصل إلى هناك. كل جهاز لديه عنوان IP يعمل كعنوان بريد رقمي.

معًا، يعملون مثل خدمة بريدية يديرها موظف حذر جدًا (TCP) يستخدم دفتر عناوين عالمي (IP) لتوجيه الرسائل إلى الموقع الصحيح. هذه ليست الطريقة الوحيدة لتبادل البيانات، لكنها الأكثر استخدامًا وموثوقية.

كيف يعمل TCP/IP في الممارسة العملية

عندما ترسل صورة عبر البريد الإلكتروني، فإنها لا تنتقل كملف ضخم واحد. بدلاً من ذلك، يقوم بروتوكول TCP بتقسيمها إلى حزم أصغر. يتم ختم كل حزمة بعنوان IP الخاص بك وعنوان IP الوجهة، ثم يتم إرسالها إلى الشبكة.

لا تأخذ الحزم دائمًا نفس المسار. قد تمر واحدة عبر جهاز توجيه في نيويورك، وأخرى عبر لندن، قبل أن تصل كلاهما إلى منزل المستلم في باريس. بمجرد وصول جميع حزم البيانات، يقوم TCP بإعادة تجميعها في الصورة الأصلية، مع التأكد من أن كل حزمة في الترتيب الصحيح.

تشبيه مفيد هو إرسال كتاب صفحة واحدة في كل مرة. كل صفحة مرقمة ولها الوجهة، أو عنوان IP، مكتوب عليها حتى يتمكن المستلم من إعادة ترتيبها. إذا كانت الصفحة 45 مفقودة، فإن TCP يلاحظ ذلك ويطلب إعادة الإرسال.

إذا كنت تستخدم VPN، فقد تأخذ بياناتك مسارًا معينًا لـ المساعدة في فتح بث الفيديو أو الحماية من التجسس.

طبقات TCP/IP الأربعة

يتم وصف TCP/IP غالبًا من حيث الطبقات. هذه ليست طبقات مادية من الأسلاك والرقائق ولكنها خطوات منطقية تعمل معًا في كل مرة تتصل فيها بالإنترنت.

طبقة الربط

تتعامل طبقة الربط مع الاتصالات الفيزيائية والمحلية، مثل كابلات الإيثرنت، الواي فاي، أو البيانات المحمولة. تحدث هذه الاتصالات على الشبكة المحلية، وهي الخطوة الأولى على مسار قد يمتد عبر العالم.

طبقة الإنترنت

طبقة الإنترنت هي المكان الذي يتم فيه تقسيم البيانات إلى حزم وتوسيمها بتعليمات توجيه محددة وعناوين IP لتوجيه الرسالة إلى الوجهة الصحيحة.

طبقة النقل

تضمن طبقة النقل موثوقية البيانات. يعد TCP الخيار الأكثر شيوعًا هنا، ولكن يتم استخدام UDP (بروتوكول بيانات المستخدم) أيضًا عندما تكون السرعة أكثر أهمية من الكمال. على سبيل المثال، تختار مواقع بث الفيديو غالبًا UDP.

طبقة التطبيق

هذا ما نتفاعل معه فعليًا في المتصفحات، البريد الإلكتروني، مكالمات الفيديو، الألعاب، وأكثر من ذلك. يمكن أن تستخدم طبقة التطبيق بروتوكولات اتصال متنوعة، مثل بروتوكول نقل الملفات (FTP)، بروتوكول نقل البريد البسيط (SMTP)، بروتوكول نقل النص الفائق (HTTP)، وبروتوكول نقل النص الفائق الآمن (HTTPS).

لا تحتاج إلى التفكير في هذه الطبقات عند التصفح، لكنها جميعها في اللعب. على سبيل المثال، عندما تقوم بتحميل موقع ويب، قد يتصل جهاز الكمبيوتر الخاص بك عبر Wi-Fi (طبقة الربط)، ويستخدم عنوان IP للعثور على الخادم الصحيح (طبقة الإنترنت)، ويستخدم TCP لتسليم كل حزمة بشكل صحيح (طبقة النقل)، وأخيرًا يعرض الصفحة في متصفحك (طبقة التطبيق).

لماذا يعتبر TCP/IP موثوقًا جدًا

أحد الأسباب التي أدت إلى نمو الإنترنت بسرعة هو المرونة المدمجة في TCP/IP. ثلاثة مكونات تضمن تبادل البيانات بشكل موثوق: فحص الأخطاء، إعادة الإرسال، والتوجيه المرن.

• التحقق من الأخطاء: يتضمن بروتوكول TCP رمزًا يتم حسابه من الرسالة المرسلة (مجموع الاختبار) الذي يُستخدم للتحقق من كل حزمة. إذا كانت الحزمة تالفة أثناء النقل، يطلب بروتوكول TCP إعادة إرسالها.
• إعادة الإرسال: الحزم المفقودة لا تؤدي إلى فشل في الاتصال، بل تؤدي ببساطة إلى طلب لإعادة الإرسال.
• مرونة التوجيه: إذا كان أحد مسارات الشبكة مزدحمًا أو محجوزًا، يمكن أن تأخذ الحزم مسارًا آخر.

تجعل هذه التصحيح الذاتي النظام قويًا بشكل ملحوظ. حتى إذا تعطلت أقسام كاملة من الإنترنت، فإن الحزم عادةً ما تجد طريقة أخرى للعبور. هذه القدرة على التكيف هي السبب في أن TCP/IP استمرت لعقود دون أن يتم استبدالها.

TCP/IP ما وراء الإنترنت

على الرغم من أننا نتحدث عادةً عن TCP/IP كتقنية للإنترنت بشكل عام، إلا أنها مهمة بنفس القدر في الشبكات الأصغر.

في الاتصالات المحلية في المكاتب والمدارس وحتى في منزلك، تستخدم الواي فاي والإيثرنت بروتوكول TCP/IP لربط الأجهزة. كما تعتمد الشبكات المحمولة مثل اتصالات 4G و5G أيضًا على TCP/IP في الخلفية. حيثما توجد شبكة، ستجد عادةً TCP/IP يعمل بهدوء في الخلفية لضمان اتصال كل شيء وتواصل سلس.

إنه يبسط حتى الاتصالات عبر الأنظمة الأساسية. يمكن لجهاز كمبيوتر يعمل بنظام Windows، وMac، وهاتف Android، وiPhone مشاركة اتصال الإنترنت عبر توصيل USB لأنهم جميعًا يدعمون نفس بروتوكولات الشبكات TCP/IP.

تعتبر هذه العالمية جزءًا مما يجعل البروتوكول قويًا جدًا. بغض النظر عن الجهاز أو نظام التشغيل الذي تستخدمه، فإن TCP/IP يسد الفجوة.

TCP/IP واعتبارات الأمان

جاء إنشاء TCP/IP قبل الإنترنت، عندما كانت الشبكات صغيرة ومعظمها موثوق. كانت الاتصالات القوية دائمًا ضرورية، لكن الأمان لم يكن أولوية قصوى. وهذا يترك بعض الثغرات، نظرًا للتحديات التي نواجهها اليوم:

• التنصت على الحزم: يمكن للقراصنة اعتراض الحزم على الشبكات غير المؤمنة.
• التزوير: يمكن للمهاجمين إخفاء عنوان IP الخاص بهم لتقمص شخصية شخص آخر.
• رفض الخدمة (DoS): يمكن أن يؤدي إغراق نظام بحزم مزيفة إلى إرباكه.

لهذا السبب أصبحت أدوات الأمن السيبراني رفيقًا حيويًا لبروتوكول TCP/IP. عند استخدامك لشبكة VPN، يتم تغليف حزم بياناتك في نفق مشفر، مما يجعلها غير قابلة للقراءة لأي شخص يقوم باعتراضها.

مستقبل TCP/IP

حتى بعد نصف قرن، لا يزال TCP/IP لا يقف ساكنًا. كان نظام العناوين الأصلي، IPv4، يسمح فقط بحوالي 4 مليارات عنوان فريد. نظرًا لأن تقريبًا كل شخص لديه هاتف في جيبه والعديد يمتلكون تلفزيونات متصلة، وأجهزة لابتوب، وأجهزة كمبيوتر، وأجهزة منزلية ذكية، فهذا ليس كافيًا. نظام العناوين الجديد IPv6 يوسع المجموعة إلى تريليونات من العناوين، مما يضمن وجود مساحة للنمو.

هناك أيضًا بروتوكولات نقل جديدة. QUIC، وهو بروتوكول تم تطويره بواسطة Google، يبني على أفكار TCP ولكنه يقدم اتصالات أسرع وأكثر أمانًا، خاصة لحركة مرور الويب. لا يتوقف الأمر عند هذا الحد. غالبًا ما يتم تعزيز الأمان والسرعة والموثوقية من خلال إضافة طبقات إلى TCP/IP.

على الرغم من العديد من الابتكارات، تظل TCP/IP أساسًا قويًا وشاملًا ومرنًا بما يكفي للعمل مع التقنيات الجديدة دون كسر النظام.

لماذا يعتبر TCP/IP مهمًا لك

لا يحتاج معظم الناس إلى تكوين أجهزة التوجيه أو فهم جميع تفاصيل الشبكات. ومع ذلك، فإن فهم كيفية عمل TCP/IP يفسر الكثير عن استخدام الإنترنت اليومي.

على سبيل المثال، من المنطقي أن المكالمات الفيديو قد تتقطع أحيانًا عندما تفقد الحزم. قد يكون TCP/IP قد طلب إعادة الإرسال أو إعادة التوجيه للتأكد من وصول البيانات.

نظرًا لأننا نعلم أن عنوان IP يتم تعيينه لكل جهاز متصل بالإنترنت ويساعد TCP/IP في التوجيه، فإن الآلية وراء حظر الجغرافيا واضحة. ما لم تستخدم VPN لإخفاء مكانك في العالم، فإن عنوان IP الخاص بك يسمح لخدمات البث ومزودي خدمة الإنترنت، وأحيانًا الوكالات الحكومية بالعثور عليك.

إنها البنية التحتية الخفية لحياتك الرقمية، شيء تستفيد منه باستمرار دون أن تلاحظ.

ملخص TCP/IP

TCP/IP هي التقنية الأساسية الشاملة التي تعمل بصمت في الخلفية لتتيح لك إرسال رسالة نصية من هاتفك إلى شخص في نصف الكرة الآخر، تصفح الأخبار، التسوق عبر الإنترنت، بث الفيديوهات، والتحقق من بريدك الإلكتروني. تصميمها الذكي، الذي يقسم البيانات إلى حزم، ويوجهها بمرونة، ويضمن التسليم الموثوق، جعلها اللغة العالمية للإنترنت.

في الوقت نفسه، من الجدير بالذكر أن بروتوكول TCP/IP نفسه لا يضمن الخصوصية. لذلك، تحتاج إلى أدوات تشفير حديثة. تضيف خدمات مثل X-VPN طبقة الحماية المفقودة، مما يحافظ على أمان حركة مرور TCP/IP الخاصة بك من التجسس والتلاعب.

بعد نصف قرن من تقديمه، لا يزال بروتوكول TCP/IP يقوم بالضبط بما تم تصميمه من أجله: الحفاظ على اتصال العالم.

الأسئلة الشائعة