İnternet protokol takımı (İngilizce: en:Internet Protocol Suite), bilgisayarlar ve ağ cihazları arasında iletişimi sağlamak amacıyla standart olarak kabul edilmiş kurallar dizisidir. Bu kurallar dizisi temel olarak verinin ağ üzerinden ne şekilde paketleneceğini ve iletilen veride hata olup olmadığının nasıl denetleneceğini belirlemektedir.
Ağ kavramının ortaya çıkmasından günümüze kadar geçen sürede farklı amaçlar için birçok protokol geliştirilmiştir. Bu protokoller ilk zamanlar belli bir standarda uygun olarak geliştirilmemiş, genelde bilgisayar donanımlarına bağlı olacak şekilde tasarlanmışlardır. Bu dönemde ağ yapıları donanım üreticileri tarafından kendilerine has bir biçimde geliştirilmekteydi. Bu yapılara örnek olarak IBM'in SNA ve DEC'in DECnet ağları verilebilir. Farklı markalara ait donanımlara özel tanımlanan bu tür protokollerden dolayı farklı donanımlar arası iletişimde bir ortak nokta bulunamamıştır. Bu durum, ağlar arası yazılımların geliştirilmesinde sorun oluşturmuştur. Ortaya çıkan bu sorunun çözümüne yönelik 1984 yılında ISO (International Organization for Standardization - Uluslararası Standartlık Örgütü) tarafından, donanım ve ağ alt yapısından bağımsız olarak geliştirilmiş OSI (Open Systems Interconnection) başvuru modeli ortaya konmuştur.
İnternet iletişim kuralları, internet ve benzeri bilgisayar ağları üzerinde kullanılan iletişim kuralları ve bilgisayar ağ modeli ve kümesidir. Genel olarak TCP/IP olarak bilinir çünkü bunlar; İletim Kontrol Protokolü (TCP) ve Internet Protokolü (IP) olarak bu standartta tanımlanmış internet iletişim kurallarıdır. Bunun yanında bunlar, Amerika Birleşik Devletleri Savunma Bakanlığı’nın bir alt kolu olan DARPA’nın finanse ettiği ağ bağlantısının geliştirilmesi nedeniyle orijinal olarak DoD olarak bilinen internet modeli olarak da tanımlanır.
TCP/IP modeli ve ilgili iletişim kuralları Internet Engineering Task Force (IETF) tarafından yapılmaktadır.
İlk mimari belge olan RFC 1122, katman üzerinde mimari ilkeleri vurgular. End to End Principle; Bu prensip zamanla gelişmiştir. Orijinal açıklaması durumun devamlılığını sağlamak ve köşelerde bulunan bilginin bir uçtan bir uca transferii sağlamak, buna ek olarak internetin kenarlara hızını ve basitliğini etkilemeyecek bir şekilde bağlı olduğunu kabul etmektir. Dünya’nın bu prensipte güvenlik duvarları, ağ adresi çevirmenleri, web içeriği önbelleklerini ve benzeri zorunlu değişikliklerden dolayı ihtiyacı vardır.
Dayanıklılık Prensibi; “Genel anlamda bir uygulama göndericisine göre korunumlu ve alıcı tarafından özgür olmak zorundadır. Yani iyi biçimlenmiş datagram göndermek için dikkatli olmak gerekir, ama aynı zamanda yorumlayabileceği herhangi bir datagram kabul etmelidir. (teknik hatalardan dolayı açıklaması hala net değildir.) Ilkenin ikinci kısmı diğerleri kadar önemlidir: Diğer bilgisayarlar üzerindeki yazılım akılsızca yasal ama karanlık protokol özelliklerini istismar edebilecek eksiklikleri içerebilir.”
İnternet protokol takımı protokolleri ve hizmetlerin soyutlama sağlamak için kapsülleme kullanır. Encapsulation genellikle genel işlevsellik katmanlarına, protokol paketinin bölümü ile uyumludur. Genel olarak, bir uygulama (modelin en üst düzeyi) her seviyede daha fazla kapsülleme olmak, katmanlar aşağı veri göndermek için bir protokol kümesi kullanır.
Protokol paketinin katmanları, alt kısımdaki katmanların veri transferine yakın olmasına rağmen, kullanıcı uygulamasına mantıksal olarak yakındır. Katmanları hizmeti sağlayan veya tüketen olarak görmek soyutlama yöntemi üzerinde bit iletilmesi ve ayrıntıları üst katman protokolleri ile izole etmektir. Örneğin Ethener ve çarpışma algılaması, alt tabakaların her ayrıntılarını ve her uygulama ve protokol bilmek zorunda olmasından kaçınmasıdır.
Katmanlar, çeşitli mimari belgeler incelendiğinde bile -ISO 7498, Açık Sistemler Bağlantısı (OSI) modu gibi tek mimari model var- OSI modelinin daha az veya daha az katı olarak tanımlanan katmanları ve bu nedenle dünya protokolleri için daha kolay bir uyum sağlar. Sık başvurulan başka bir belge ise, RFC 1958, tabakalar yığınını içermemesidir. Tabakaların vurgu eksikliği IETF ve OSI yaklaşımlar arasındaki önemli bir farkdır. Sadece bu üst tabakalar, genel olarak iletişim tabakasının varlığını ifade eder; Aslında bu belge 1996 yılının anlık mimarisi olarak düşünülmüştü. “İnternet ve mimarisi oldukça görkemli bir plandan ve daha mütevazı başlangıçtan evrimsel biçimde büyüdü. Evrim bu sürecin teknolojisinin başarısı için ana nedenlerinden biri iken yine de internet mimarisinin mevcut ilkelerin bir anlık kaydetmek için yararlı olacaktır.”
RFC 1122, Sunucu Gereksinimleri başlıklı, katmanlara atıfta olacak şekilde paragraflarda yapılandırılmıştır, ancak belge vurgulayan katmanlardan ziyade diğer pek çok mimari ilkelere hitap eder. Bahsi geçen RFC 1122 aşağıdaki gibi gevşek, katmanların sayılarını değil, isimlerini, dört katmanlı bir model olarak tanımlar:
Uygulama katmanı uygulamaları kullanıcı verilerini oluşturmak ve başka diğer uygulamalar veya aynı ana bilgisayara bu verileri ileten bir katmandır. Uygulamalar veya işlemler, temel, alt tabakalar tarafından sağlanan hizmetlerin özellikle diğer işlemlere güvenilir veya güvenilmez komutları sağlayan taşıma katmanının kullanımını gerçekleştirir. Iletişim ortakları, istemci-sunucu modeli ve peer-to-peer network olarak, uygulama mimarisi ile karakterize edilebilir. Bu tür SMTP, FTP, SSH, HTTP gibi tüm yüksek seviyeli protokoller, faaliyet gösterdikleri tabakadır. Süreçler esas hizmeti temsil eden portlar üzerinden ele alınmaktadır.
Taşıma Katmanı ya aynı ya da farklı bilgisayarlar ve yerel ağ veya yönlendirici bulunan uzak ağlar ya da üzerinde host-to-host iletişimi gerçekleştirir Bu katman uygulamaların iletişim ihtiyaçları için bir kanal sağlar. UDP güvenilmez bir datagram hizmeti veren, basit bir temel taşıma katmanı protokolüdür. İletim Kontrol Protokolü akış kontrolü, bağlantı kurulması ve verilerin güvenilir biçimde iletilmesini sağlar.
Internet katmanı’nın ağ sınırları boyunca datagramları alışverişi görevi vardır. Bu temel ağ bağlantılarının gerçek topolojisini (düzenini) gizleyen bir üniforma ağ arabirimi sağlar. Bu nedenle, aynı zamanda internetworking'i kuran tabaka olarak adlandırılır. Aslında gerçekten de interneti kurar ve tanımlar. Bu katman, TCP / IP protokol takımı için kullanılan adresleme ve yönlendirme yapıları tanımlar. Bu kapsamda, öncelikli olan protokol IP adreslerini tanımlayan Internet Protokolü vardır. Bu protokolün amacı verileri final bağlantısına yönlendiren bir ağa sahip olan bir sonraki IP dağıtıcısına ulaştırmaktır.
Link katmanı iletişimin yerel ağ ağlantısı kapsamında ana yönlendiricilerin müdahale olmadığı ağ yöntemlerini tanımlar. Bu katman, yerel ağ topolojisini tanımlamak için kullanılan protokol ve sonraki komşu hosts internet tabakası datagramlarının iletimini gerçekleştirmek için gerekli arabirimler içerir.
İnternet İletişim kuralı ve katmanlı iletişim kuralları tasarımı OSI modeli kurulmadan önce kullanımdaydı. Bu süreçten beri TCP / IP modeli kitap ve dersliklerde, sonuç olarak karışıklık ile sonuçlanan OSI modeli ile karşılaştırılmıştır. Çünkü iki model de sıkı katman göreceli önemi de dahil olmak üzere farklı varsayımları ve amaçları kullanmaktaydı.
Bu soyutlama aynı zamanda alt tabakaların sağlayamadığı fakat üst katmanların sağladığı hizmetin sağlanmasına olanak tanır. Orijinal OSI modeli bağlantısız hizmetleri (OSI RM CL) kapsayacak şekilde genişletilmişken, IP güvenilir olarak tasarlanmamış fakat yine de en iyi veri teslimi için çaba gösteren bir protokoldür. Bu, tüm ulaşım katmanı uygulamalarının güvenirlik sağlayıp sağlayamayacağı yahut nasıl sağlayacağı konusunda seçim yapılması gerektiğini belirtir. UDP, sağlama yoluyla veri bütünlüğünü sağlar, ancak teslimini garanti etmez; bunun yanında TCP, alıcı paket alımını kabul edene kadar retransmitting üzerinde veri bütünlüğü ve dağıtım garantisini sağlar.
Bu model OSI modeli ve ilgili belgelerin formalizminden yoksundur ancak IETF bir model kullanmaz ve David D.Clark’ın bir yorumunda özetlediği gibi bunu bir sınırlama olarak da algılamaz” Bizler; kralları, başkanları ve oylamayı reddediyoruz. İnandığımız şey kabaca uzlaşma ve kod çalıştırmadır.” OSI modeline göre yapılan bu modelin eleştirisi, bu modele göre ISO’nun sonraki geliştirmelerini hesaba katmamıştır.
Adresleme sistemlerinin kendi multiaccess bağlantıları için (örneğin Ethernet) bir adres eşleme protokolü gereklidir. Bu protokoller IP’nin altında, ancak mevcut bağlantı sistemi üzerinde olarak kabul edilebilir. IETF teminolojiyi kullanmaz iken, bu durum ağ katmanı (IONL) iç organizasyonu olan OSI modeli bir uzantısına göre bir alt ağ bağımlı yakınsama kolaylığıdır.
ICMP & IGMP IP üstünde çalışır ancak UDP veya TCP gibi veri transferi gerçekleştirmez. Yine de, bu işlevselliği kendi Yönetim Çerçevesinde (OSIRM MF), OSI modeli katman yönetimi uzantıları olarak var eder.
SSL/TLS Kütüphanesi ise yukarıda belirtilen ve TCP kullanan taşıyıcı katmanlarını aşağıda belirtilen uygulama protokolleri kapsamında kullanır. Yine, OSI mimarisine uymak için, bu protokollerin tasarımlarının parçalarının hiçbir amacı yoktur.
Bağlantıya karşı kara kutuya benzer bir davranış sergilenir. IETF açık bir şekilde, OSI modeline nazaran daha az akademik fakat pratik bir alternatif olan iletim sistemlerini tartışmak niyetinde değildir.
TCP/IP modelinde, yollanan veriler her katmanda sarmallanır (encapsulation) ve bir alt katmana yollanır. Alıcı tarafında bu veriler teker teker açılıp (decapsulation) bir üst katmana gönderilir. Bu yöntemfarklı marka ve modellerdeki cihazların birlikte çalışmasını sağlar. Örneğin bir bilgisayarın ağ bağlantısınde Ethernet yerine Wi-fi kullanılması o bilgisayarın üzerinde başka bir web tarayıcı kullanılmasını gerektirmez.
OSI modelinde yedi ve TCP/IP modelinde ise dört katman bulunmaktadır. TCP/IP modelindeki katmanlar aşağıda verilmiştir:
Uygulama: Bu katmanda veriyi göndermek isteyen uygulama ve kullandığı dosya formatı bulunur. Örneğin "HTTP üzerinden HTML formatında yazılmış Wikipedia ana sayfası". OSI modelindeki gibi ağa erişmek için gerekli uygulama protokollerini içerir. OSI modelindeki uygulama katmanından farkı sunum ve oturum katmanlarının uygulama katmanı içerisinde yer almasıdır. SMTP ve FTP protokolleri bu katmanda bulunur.
Taşıma: Bu katmanda verinin ne şekilde gönderildiği gösterilir. Servis kalitesi (the quality of service), güvenli (reliable) veri aktarımı, veri akış kontrolü (flow control), hata kontrolü (error control) gibi işlemlerin yapıldığı katmandır. TCP veya UDP gibi protokoller bu katmandadır. TCP, bağlantı tabanlı (connection oriented) ve güvenilir (reliable) iletişim sağlayan bir protokoldür. Bağlantı tabanlı olması kaynak ve hedef arasında mantıksal bağlantı kurulması anlamına gelmektedir. Bu da iki bilgisayarın veri alışverişinde bulunmadan önce anlaşması demektir. Güvenilir olması; kurulan bağlantı üzerinden gönderilen verinin gönderildiği şekilde, veri kaybı olmadan ve sıralı biçimde iletimini garanti eder. UDP bağlantısız (connectionless) ve güvenilir olmayan bir iletişim sağlar. UDP'de ek bağlantı kontrolleri olmadığından dolayı UDP başlığı (header) TCP'nin başlığına göre daha kısadır. Bu nedenle UDP, TCP' ye göre daha hızlıdır.
İnternet: Bazen IP katmanı olarak da anılan bu katman, IP adreslerinin veriye eklendiği ve yönlendirmenin yapıldığı katmandır. Paketin hedefe en iyi yoldan gönderilmesi de bu katmanın sorumluluğudur. Bu katmandaki uygulamalar IP veya IPv6 gibi iletişim protokolleri olabileceği gibi ICMP veya IGMP gibi durum bildirme ve katmanlar arası bağ protokolleri de olabilir.
Veri Bağlantı: Bu katmanda Ethernet, Wi-fi, token ring, ATM gibi protokoller bulunur.
Uygulama Katmanı
Uygulama Katmanı, bünyesinde ağ yönlendirici protokolleri ve sunucu düzenleme protokolleri gibi basit ağ destekli servisleri içeren fakat düşük seviyedeki katmanlar tarafından kurulan ağ bağlantıları üzerindeki uygulama verilerinin değişimini yahut kullanıcılara servis sağlayan protokoller içerir. Uygulama katmanı protokolleri örnekleri Hypertext Transfer Protocol Köprü Metni Aktarım Protokolü] (HTTP), the File Transfer Protocol Dosya Transferi Protokolü] (FTP), the Simple Mail Transfer Protocol Basit Mail Transfer Protokolü] (SMTP) ve the Dynamic Host Configuration Protocol Aktif Sunucu Düzenleme Protokolü] (DHCP)’dür. Veri, protokol birimler halinde kapsüllü bir biçimde uygulama katmanı protokollerine göre taşıma katmanı yani gerçek veri transferi gerçekleştirilmesi için alt katman protokolleri halinde kodlanmıştır.
IP modeli biçimlendirme ve veri sunma özelliklerini dikkate almaz ve OSI modeli (Sunum ve sezon katmanları) gibi uygulama ve ulaşım katmanları arasında ilave katmanları tanımlamaz. Bu tür işlevler ise kütüphane bölümleri ve uygulama programları arayüzleridir.
Uygulama Katmanı protokolleri taşıyıcı katmana veya daha altındaki katmanlara, taşıyıcı katmanların özelliklerinden olan çıkmaz IP adresleri ve port numaraları gibi uygulamalara rağmen iletişim kurmaya yarayan ağ bağlatıları sağlayan siyah kutulara davrandığı gibi davranır. Uygulama katman protokolleri genel olarak sunucu server uygulamaları ile bağdaştırılır ve Internet Assigned Numbers Authority (IANA) tarafından rezerve edilmiş iyi bilinen port numaraları gibi servis görür. Örneğin; the HyperText Transfer Protokolü 80 numaralı portu ve Telnet ise 23 numaralı portu kullanır. Bir servise bağlanmaya müşteriler ise genellikle bağlantı noktası numaralarının rastgele veya uygulama yapılandırılmış belirli bir mesafeden işlem süresince atanan kısa ömürlü bağlantı noktalarını kullanır.
Taşıma Katmanı
Taşıma katmanı ve alt düzey katmanları uygulama katmanı protokolleri özellikleri ile ilgisizdir. Yönlendiriciler ve anahtarlar genellikle kapsüllü trafiği incelemek yerine sadece bir kanal sağlarlar. Yine de, bazı güvenlik duvarı ve bant genişliği daraltma uygulamaları, uygulama verilerini yorumlamak zorundadır. Bunun bir örneği Kaynak Rezervasyon Protokolüdür (RSVP). Bu uygulama yükü, ayrıca ağ adresi çeviricisi (NAT) geçişi için bazen gereklidir.
TCP/IP modelindeki uygulama katmanı, Open System Interconnection (OSI) modelinin beşinci (oturum), altıncı (sunum), ve yedinci (uygulama) katmanlarını kapsamaktadır.
Ayrıca, TCP/IP referans modeli kullanıcı protokolleri ve destek protokolleri arasında çeşitlere ayrılır. Destek protokolleri sisteme servis sağlar. Kullanıcı protokolleri ise kullanıcı uygulamaları için kullanılır. Örneğin, FTP bir kullanıcı protokolü ve DNS ise sistem protokolüdür.
Taşıma katmanı uygulama görevinin özel veri alışverişini kullanan bir temel veri kanalı kurar. Katman kullanıcı verisinin yapısından bağımsız olarak end-to-end servisinin sağlandığı ve herhangi belirli bir amaç için bilgi alışverişinin gerçekleştiği process-to-process bağlantısı kurar. Sorumluluğu kapsamında bağımsız temel ağın end-to-end mesaj transferini, hata kontrolünü, segmentasyonu, akış kontrolünü, tıkanma kontrolünü ve port numaraları ile birlikte uygulama adreslemesini içerir. Uçtan uca aktarım katmanındaki mesaj iletimi veya bağlantı uygulamaları bütün bunları ya TCP’de uygulanan bağlantı yönelimi ya da UDP’de uygulanan bağlantısız yönelimi olarak kategorize edebilir.
Uygulamalar için process-specific iletim kanallarını sağlamak amacıyla, katman port kavramını ortaya çıkarmıştır. Bu, bir uygulamanın ihtiyacı olan iletişim kanallarının her biri için özel olarak tahsis edilen numaralı bir mantıksal yapıdır.
TCP güvenilir bir veri akışı sağlayan güvenilirlik sorunlarını gideren bir bağlantı tabanlı (connection oriented) protokoldür:
· Veri bir düzen içerisinde ulaşır
· Veride minimum düzeyde hata vardır (Örneğin; hata düzeltme)
· Kopya veri atılmıştır
· Kayıp veya atılan paketler yok edilmiştir.
· Trafik sıkışıklığı kontrolü içerir
Yeni olan Bağlantı Transferi Kontrol Protokolü de (SCTP: Stream Control Transmission Protocol) aynı zamanda güvenilir, bağlantı yönelimli taşıma mekanizmasıdır. Bu protokol mesaj bağlantı odaklı – TCP gibi bit bağlantı odaklı değil- ve tek bir bağlantı üzerinden çoklu bağlantılar sağlayabilir. Aynı zamanda bir bağlantının kopması durumunda diğer bağlantının otomatik olarak devreye girdiği çoklu IP’nin başlangıcı ile son bulan farklı bir bağlantı olan multi-homing desteği de sağlar. Bu, ilk başta telefon uygulamaları için geliştirilsede (IP üzerinden SS7’i transfer etmek için), farklı uygulamalar tarafından da kullanılabilmiştir.
UDP (Kullanıcı Datagram Protokolü) bir bağlantı tabanlı olmayan (connectionless) bir protokolüdür. IP gibi, en iyi bir çabası, "güvenilmez" bir protokoldür. Güvenilirlik, zayıf sağlama algoritması kullanılarak hata tespiti yoluyla ele alınmaktadır. UDP tipik olarak akış ortamı gibi güvenilirlikten ziyade zamanında ulaşımın önemli olduğu ya da basit bir sorgu / DNS aramaları gibi güvenilir bağlantı kurma yükünün orantısızca fazla olduğu uygulamalar için kullanılır. (ses, video, vb.) Real-time Transport Protocol (RTP) ise bu tür akışı ses ve video gibi gerçek zamanlı veriler için tasarlanmış bir datagram protokolüdür.
Herhangi bir ağ adresindeki uygulamalar kendi TCP veya UDP bağlantı noktası ile ayırt edilir. Geleneksel olarak belli bir şekilde tanınmış portlar özel uygulamalar ile ilişkilidir.
TCP/IP modelinin ulaşım ya da host-to-host katmanı OSI modelindeki dördüncü katmana karşılık gelmektedir.
İnternet katmanı
İnternet katmanının, potansiyel çoklu ağlar üzerinden paketleri gönderme sorumluluğu vardır. Internetworking hedef ağa kaynak ağdan veri göndermeyi gerektirir. Bu süreç yönlendirme işlemi olarak tanımlanır. Internet Protokolü iki temel işlevleri gerçekleştirir:
Host addressing and identification: Bu süreç hiyerarşik bir IP adresleme sistemi ile gerçekleştirilir
Paket Yönlendirme: Bu süreç veri paketlerinin kaynak üzerinden hedefe en yakın ağ yönlendiricisi üzerinden ulaştırılmasıdır.
İnternet katmanı sadece taşıma katmanında agnostik veri yapıları değil, bunun yanı sıra çeşitli ulaşım katmanı protokollerinin operasyonu arasında ayırım yapmaz. IP, farklı üst katman protokolleri için çeşitli veri taşır. Bu protokollerin her biri bünyesindeki benzersiz protokol sayısına göre tespit edilir. Örneğin; Internet Denetim İletisi Protokolü (ICMP) ve Internet Grup Yönetimi Protokolü (IGMP) sırasıyla 1 ve 2 numaralı iletişim kurallarıdır.
IP üzerinden taşınan bu protokollerin bazıları Tanı bilgilerini aktarmak için kullanılan ICMP gibi veya IP Multicast verileri yönetmek için kullanılan IGMP’dir. Bu, internet TCP / IP yığını ve OSI modelinin mimarisinde farklılıkları göstermektedir. TCP / IP modeli internet katmanı ağ katmanına hitap eden Açık Sistemler Bağlantısı (OSI)’nın üç katmanına tekabül eder.
Internet Katmanı potensiyel olarak aldığı verileri hedefine ulaştırmak üzere en yakınındaki yönlendiriciye gönderen ve farklı IP’ler üzerinde yer alan sunucular arasında sadece güvenilmez bir datagram iletim tesisi sağlar. Bu işlevsellik ile internet katmanı temel olarak internet üzerine kurulu internetworking’i, farklı IP’ler üzerindeki internetworking’i mümkün kılar. Internet Protokolü İnternet katmanın başlıca bileşenidir ve ağ sunucuları bilgisayarlarını tanımlamak için iki adresleme sistemleri tanımlar ve onların ağ üzerindeki yerini belirler. ARPANET’in orijinal adresleme sistemi ve onların arkasından gelenler ise; internet üzerindeki internet iletişim kuralları versiyon 4 (IPv4)’tür. 32 bit IP adresi kullandığından dolayı yaklaşık 4 milyar sunucuyu tanımlama kapasitesindedir. Bu sınırlama, 1998’te yayınlanan Internet Protokolü 6. sürüm standardizasyonu dahilinde elimine edildi ve 2006 yılında üretim çalışmaları başladı.
Veri katmanı
Bağlantı katmanın, sunucunun bağlı olduğu yerel ağ bağlantısına ait bir ağ kapsamı vardır. Bu kapsama literatürde, TCP / IP bağlantısı denir. TCP / IP donanım bağımsız olacak şekilde tasarlandığından dolayı bu bağlantı internet protokolleri arasındaki en yavaş bağlantı olarak tanımlanır. Sonuç olarak TCP / IP hemen hemen herhangi bir donanım ağ teknolojisi ile birlikte uygulanabilir.
Bağlantı katmanı aynı linke iki farklı türdeki internet katman ara yüzleri arasındaki paketleri taşımak için kullanılır. Belirli bir bağlantıyı paketleri gönderme ve alma işlemleri hem ağ kartı için yazılım aygıt sürücüsünde hem de software veya özel yonga setinde kontrol edilebilir. Bunlar iletim için hazırlamak için bir paket başlığını ekleme sonrasında çerçeveyi fiziksel bir ortam üzerinde iletmek gibi veri bağlantısını çalıştırır. TCP/IP modeli, İnternet iletişim kuralları kapsamındaki Media Access Control (MAC) gibi veri yönlendirme ağları içeren özellikler içermektedir. Bu düzeyin altındaki tüm diğer yönleri ise, örtülü bağlantı katmanı var varsayılır, fakat açıkça tanımlanmamıştır.
Bu da paketlerin bir sanal özel ağ ya da diğer ağ tüneli üzerinden gönderilmek üzere seçilebilir tabakadır. Bu senaryoda, bağlantı katmanı veri başka bir IP bağlantısı üzerinden iletimi ya da alımı için IP yığını başka örneğinin erişir uygulama verileri kabul edilebilir. Böyle bir bağlantı veya sanal bağlantı, protokol kümesinin bağlantı katmanında bir tünel olarak hizmet veren bir taşıma protokolü ya da bir uygulama kapsamı protokolü ile kurulabilir. Böylece, TCP / IP modeli sıkı bir hiyerarşik kapsülleme dizisi dikte etmez.
TCP/IP modelinin bağlantı katmanı fiziksel ve veri bağlantı katmanları olan Açık Sistemler- Interconnection (OSI) modeli, katmanlar tek ve OSI modeline tekabül etmektedir.
Katmanlama, her katmana özel donanımlar yapılmasına olanak sağlamıştır: fiziksel katmanda paket yönlendirmesi switch'ler, IP katmanında paket yönlendirmesi router'lar, taşıma katmanında paket yönlendirmesi ise NAT'lar tarafından yapılır. Bu sayede, basit donanımlarla yüksek TCP/IP performansları elde edilebilmektedir.
Katmanlama, uygulamalar arası uyumu kolaylaştırdığı gibi büyük bir dezavantaja da sahiptir: her katman veriye tekrarlanan (dolayısıyla gereksiz) veriler ekler. Örneğin her katman pakete ekstra bir boy bilgisi ekleyecektir. Çoğu katman verinin doğruluğundan emin olmak için muhtelif rakamlar da ekleyebilir. Bunun, dünya internet trafiğinin %15'ini oluşturduğu tahmin edilmektedir.
Katmanlama sistemindeki ilk üç katman (yani donanım, ağ ve taşıma katmanları) arasından:
Donanım katmanı, bilgisayarın üzerindeki ağ donanımını tanıyabilmek için bir ağ kartı numarası. Bu kart numarası ağ kartına yazılı gelir (yani değiştirilemez (aslında bu yöne yönelik programlarla MAC adresini de değiştirmek mümkündür)) ve MAC adresi olarak anılır.
Ağ katmanı, bilgisayara ulaşabilmesi için verilen IP adresini kullanır.
Taşıma katmanı ise, aynı bilgisayarda çalışan değişik yazılımların aynı anda internete ulaşabilmesi için her yazılıma bir port numarası verir.
Bazı IP adresleri ve maskeleri bazı kullanımlar için ayrılmıştır.
Ağ kavramının ortaya çıkmasından günümüze kadar geçen sürede farklı amaçlar için birçok protokol geliştirilmiştir. Bu protokoller ilk zamanlar belli bir standarda uygun olarak geliştirilmemiş, genelde bilgisayar donanımlarına bağlı olacak şekilde tasarlanmışlardır. Bu dönemde ağ yapıları donanım üreticileri tarafından kendilerine has bir biçimde geliştirilmekteydi. Bu yapılara örnek olarak IBM'in SNA ve DEC'in DECnet ağları verilebilir. Farklı markalara ait donanımlara özel tanımlanan bu tür protokollerden dolayı farklı donanımlar arası iletişimde bir ortak nokta bulunamamıştır. Bu durum, ağlar arası yazılımların geliştirilmesinde sorun oluşturmuştur. Ortaya çıkan bu sorunun çözümüne yönelik 1984 yılında ISO (International Organization for Standardization - Uluslararası Standartlık Örgütü) tarafından, donanım ve ağ alt yapısından bağımsız olarak geliştirilmiş OSI (Open Systems Interconnection) başvuru modeli ortaya konmuştur.
İnternet iletişim kuralları, internet ve benzeri bilgisayar ağları üzerinde kullanılan iletişim kuralları ve bilgisayar ağ modeli ve kümesidir. Genel olarak TCP/IP olarak bilinir çünkü bunlar; İletim Kontrol Protokolü (TCP) ve Internet Protokolü (IP) olarak bu standartta tanımlanmış internet iletişim kurallarıdır. Bunun yanında bunlar, Amerika Birleşik Devletleri Savunma Bakanlığı’nın bir alt kolu olan DARPA’nın finanse ettiği ağ bağlantısının geliştirilmesi nedeniyle orijinal olarak DoD olarak bilinen internet modeli olarak da tanımlanır.
TCP/IP modeli ve ilgili iletişim kuralları Internet Engineering Task Force (IETF) tarafından yapılmaktadır.
İlk mimari belge olan RFC 1122, katman üzerinde mimari ilkeleri vurgular. End to End Principle; Bu prensip zamanla gelişmiştir. Orijinal açıklaması durumun devamlılığını sağlamak ve köşelerde bulunan bilginin bir uçtan bir uca transferii sağlamak, buna ek olarak internetin kenarlara hızını ve basitliğini etkilemeyecek bir şekilde bağlı olduğunu kabul etmektir. Dünya’nın bu prensipte güvenlik duvarları, ağ adresi çevirmenleri, web içeriği önbelleklerini ve benzeri zorunlu değişikliklerden dolayı ihtiyacı vardır.
Dayanıklılık Prensibi; “Genel anlamda bir uygulama göndericisine göre korunumlu ve alıcı tarafından özgür olmak zorundadır. Yani iyi biçimlenmiş datagram göndermek için dikkatli olmak gerekir, ama aynı zamanda yorumlayabileceği herhangi bir datagram kabul etmelidir. (teknik hatalardan dolayı açıklaması hala net değildir.) Ilkenin ikinci kısmı diğerleri kadar önemlidir: Diğer bilgisayarlar üzerindeki yazılım akılsızca yasal ama karanlık protokol özelliklerini istismar edebilecek eksiklikleri içerebilir.”
İnternet protokol takımı protokolleri ve hizmetlerin soyutlama sağlamak için kapsülleme kullanır. Encapsulation genellikle genel işlevsellik katmanlarına, protokol paketinin bölümü ile uyumludur. Genel olarak, bir uygulama (modelin en üst düzeyi) her seviyede daha fazla kapsülleme olmak, katmanlar aşağı veri göndermek için bir protokol kümesi kullanır.
Protokol paketinin katmanları, alt kısımdaki katmanların veri transferine yakın olmasına rağmen, kullanıcı uygulamasına mantıksal olarak yakındır. Katmanları hizmeti sağlayan veya tüketen olarak görmek soyutlama yöntemi üzerinde bit iletilmesi ve ayrıntıları üst katman protokolleri ile izole etmektir. Örneğin Ethener ve çarpışma algılaması, alt tabakaların her ayrıntılarını ve her uygulama ve protokol bilmek zorunda olmasından kaçınmasıdır.
Katmanlar, çeşitli mimari belgeler incelendiğinde bile -ISO 7498, Açık Sistemler Bağlantısı (OSI) modu gibi tek mimari model var- OSI modelinin daha az veya daha az katı olarak tanımlanan katmanları ve bu nedenle dünya protokolleri için daha kolay bir uyum sağlar. Sık başvurulan başka bir belge ise, RFC 1958, tabakalar yığınını içermemesidir. Tabakaların vurgu eksikliği IETF ve OSI yaklaşımlar arasındaki önemli bir farkdır. Sadece bu üst tabakalar, genel olarak iletişim tabakasının varlığını ifade eder; Aslında bu belge 1996 yılının anlık mimarisi olarak düşünülmüştü. “İnternet ve mimarisi oldukça görkemli bir plandan ve daha mütevazı başlangıçtan evrimsel biçimde büyüdü. Evrim bu sürecin teknolojisinin başarısı için ana nedenlerinden biri iken yine de internet mimarisinin mevcut ilkelerin bir anlık kaydetmek için yararlı olacaktır.”
RFC 1122, Sunucu Gereksinimleri başlıklı, katmanlara atıfta olacak şekilde paragraflarda yapılandırılmıştır, ancak belge vurgulayan katmanlardan ziyade diğer pek çok mimari ilkelere hitap eder. Bahsi geçen RFC 1122 aşağıdaki gibi gevşek, katmanların sayılarını değil, isimlerini, dört katmanlı bir model olarak tanımlar:
Uygulama katmanı uygulamaları kullanıcı verilerini oluşturmak ve başka diğer uygulamalar veya aynı ana bilgisayara bu verileri ileten bir katmandır. Uygulamalar veya işlemler, temel, alt tabakalar tarafından sağlanan hizmetlerin özellikle diğer işlemlere güvenilir veya güvenilmez komutları sağlayan taşıma katmanının kullanımını gerçekleştirir. Iletişim ortakları, istemci-sunucu modeli ve peer-to-peer network olarak, uygulama mimarisi ile karakterize edilebilir. Bu tür SMTP, FTP, SSH, HTTP gibi tüm yüksek seviyeli protokoller, faaliyet gösterdikleri tabakadır. Süreçler esas hizmeti temsil eden portlar üzerinden ele alınmaktadır.
Taşıma Katmanı ya aynı ya da farklı bilgisayarlar ve yerel ağ veya yönlendirici bulunan uzak ağlar ya da üzerinde host-to-host iletişimi gerçekleştirir Bu katman uygulamaların iletişim ihtiyaçları için bir kanal sağlar. UDP güvenilmez bir datagram hizmeti veren, basit bir temel taşıma katmanı protokolüdür. İletim Kontrol Protokolü akış kontrolü, bağlantı kurulması ve verilerin güvenilir biçimde iletilmesini sağlar.
Internet katmanı’nın ağ sınırları boyunca datagramları alışverişi görevi vardır. Bu temel ağ bağlantılarının gerçek topolojisini (düzenini) gizleyen bir üniforma ağ arabirimi sağlar. Bu nedenle, aynı zamanda internetworking'i kuran tabaka olarak adlandırılır. Aslında gerçekten de interneti kurar ve tanımlar. Bu katman, TCP / IP protokol takımı için kullanılan adresleme ve yönlendirme yapıları tanımlar. Bu kapsamda, öncelikli olan protokol IP adreslerini tanımlayan Internet Protokolü vardır. Bu protokolün amacı verileri final bağlantısına yönlendiren bir ağa sahip olan bir sonraki IP dağıtıcısına ulaştırmaktır.
Link katmanı iletişimin yerel ağ ağlantısı kapsamında ana yönlendiricilerin müdahale olmadığı ağ yöntemlerini tanımlar. Bu katman, yerel ağ topolojisini tanımlamak için kullanılan protokol ve sonraki komşu hosts internet tabakası datagramlarının iletimini gerçekleştirmek için gerekli arabirimler içerir.
İnternet İletişim kuralı ve katmanlı iletişim kuralları tasarımı OSI modeli kurulmadan önce kullanımdaydı. Bu süreçten beri TCP / IP modeli kitap ve dersliklerde, sonuç olarak karışıklık ile sonuçlanan OSI modeli ile karşılaştırılmıştır. Çünkü iki model de sıkı katman göreceli önemi de dahil olmak üzere farklı varsayımları ve amaçları kullanmaktaydı.
Bu soyutlama aynı zamanda alt tabakaların sağlayamadığı fakat üst katmanların sağladığı hizmetin sağlanmasına olanak tanır. Orijinal OSI modeli bağlantısız hizmetleri (OSI RM CL) kapsayacak şekilde genişletilmişken, IP güvenilir olarak tasarlanmamış fakat yine de en iyi veri teslimi için çaba gösteren bir protokoldür. Bu, tüm ulaşım katmanı uygulamalarının güvenirlik sağlayıp sağlayamayacağı yahut nasıl sağlayacağı konusunda seçim yapılması gerektiğini belirtir. UDP, sağlama yoluyla veri bütünlüğünü sağlar, ancak teslimini garanti etmez; bunun yanında TCP, alıcı paket alımını kabul edene kadar retransmitting üzerinde veri bütünlüğü ve dağıtım garantisini sağlar.
Bu model OSI modeli ve ilgili belgelerin formalizminden yoksundur ancak IETF bir model kullanmaz ve David D.Clark’ın bir yorumunda özetlediği gibi bunu bir sınırlama olarak da algılamaz” Bizler; kralları, başkanları ve oylamayı reddediyoruz. İnandığımız şey kabaca uzlaşma ve kod çalıştırmadır.” OSI modeline göre yapılan bu modelin eleştirisi, bu modele göre ISO’nun sonraki geliştirmelerini hesaba katmamıştır.
Adresleme sistemlerinin kendi multiaccess bağlantıları için (örneğin Ethernet) bir adres eşleme protokolü gereklidir. Bu protokoller IP’nin altında, ancak mevcut bağlantı sistemi üzerinde olarak kabul edilebilir. IETF teminolojiyi kullanmaz iken, bu durum ağ katmanı (IONL) iç organizasyonu olan OSI modeli bir uzantısına göre bir alt ağ bağımlı yakınsama kolaylığıdır.
ICMP & IGMP IP üstünde çalışır ancak UDP veya TCP gibi veri transferi gerçekleştirmez. Yine de, bu işlevselliği kendi Yönetim Çerçevesinde (OSIRM MF), OSI modeli katman yönetimi uzantıları olarak var eder.
SSL/TLS Kütüphanesi ise yukarıda belirtilen ve TCP kullanan taşıyıcı katmanlarını aşağıda belirtilen uygulama protokolleri kapsamında kullanır. Yine, OSI mimarisine uymak için, bu protokollerin tasarımlarının parçalarının hiçbir amacı yoktur.
Bağlantıya karşı kara kutuya benzer bir davranış sergilenir. IETF açık bir şekilde, OSI modeline nazaran daha az akademik fakat pratik bir alternatif olan iletim sistemlerini tartışmak niyetinde değildir.
TCP/IP modelinde, yollanan veriler her katmanda sarmallanır (encapsulation) ve bir alt katmana yollanır. Alıcı tarafında bu veriler teker teker açılıp (decapsulation) bir üst katmana gönderilir. Bu yöntemfarklı marka ve modellerdeki cihazların birlikte çalışmasını sağlar. Örneğin bir bilgisayarın ağ bağlantısınde Ethernet yerine Wi-fi kullanılması o bilgisayarın üzerinde başka bir web tarayıcı kullanılmasını gerektirmez.
OSI modelinde yedi ve TCP/IP modelinde ise dört katman bulunmaktadır. TCP/IP modelindeki katmanlar aşağıda verilmiştir:
Uygulama: Bu katmanda veriyi göndermek isteyen uygulama ve kullandığı dosya formatı bulunur. Örneğin "HTTP üzerinden HTML formatında yazılmış Wikipedia ana sayfası". OSI modelindeki gibi ağa erişmek için gerekli uygulama protokollerini içerir. OSI modelindeki uygulama katmanından farkı sunum ve oturum katmanlarının uygulama katmanı içerisinde yer almasıdır. SMTP ve FTP protokolleri bu katmanda bulunur.
Taşıma: Bu katmanda verinin ne şekilde gönderildiği gösterilir. Servis kalitesi (the quality of service), güvenli (reliable) veri aktarımı, veri akış kontrolü (flow control), hata kontrolü (error control) gibi işlemlerin yapıldığı katmandır. TCP veya UDP gibi protokoller bu katmandadır. TCP, bağlantı tabanlı (connection oriented) ve güvenilir (reliable) iletişim sağlayan bir protokoldür. Bağlantı tabanlı olması kaynak ve hedef arasında mantıksal bağlantı kurulması anlamına gelmektedir. Bu da iki bilgisayarın veri alışverişinde bulunmadan önce anlaşması demektir. Güvenilir olması; kurulan bağlantı üzerinden gönderilen verinin gönderildiği şekilde, veri kaybı olmadan ve sıralı biçimde iletimini garanti eder. UDP bağlantısız (connectionless) ve güvenilir olmayan bir iletişim sağlar. UDP'de ek bağlantı kontrolleri olmadığından dolayı UDP başlığı (header) TCP'nin başlığına göre daha kısadır. Bu nedenle UDP, TCP' ye göre daha hızlıdır.
İnternet: Bazen IP katmanı olarak da anılan bu katman, IP adreslerinin veriye eklendiği ve yönlendirmenin yapıldığı katmandır. Paketin hedefe en iyi yoldan gönderilmesi de bu katmanın sorumluluğudur. Bu katmandaki uygulamalar IP veya IPv6 gibi iletişim protokolleri olabileceği gibi ICMP veya IGMP gibi durum bildirme ve katmanlar arası bağ protokolleri de olabilir.
Veri Bağlantı: Bu katmanda Ethernet, Wi-fi, token ring, ATM gibi protokoller bulunur.
Uygulama Katmanı
Uygulama Katmanı, bünyesinde ağ yönlendirici protokolleri ve sunucu düzenleme protokolleri gibi basit ağ destekli servisleri içeren fakat düşük seviyedeki katmanlar tarafından kurulan ağ bağlantıları üzerindeki uygulama verilerinin değişimini yahut kullanıcılara servis sağlayan protokoller içerir. Uygulama katmanı protokolleri örnekleri Hypertext Transfer Protocol Köprü Metni Aktarım Protokolü] (HTTP), the File Transfer Protocol Dosya Transferi Protokolü] (FTP), the Simple Mail Transfer Protocol Basit Mail Transfer Protokolü] (SMTP) ve the Dynamic Host Configuration Protocol Aktif Sunucu Düzenleme Protokolü] (DHCP)’dür. Veri, protokol birimler halinde kapsüllü bir biçimde uygulama katmanı protokollerine göre taşıma katmanı yani gerçek veri transferi gerçekleştirilmesi için alt katman protokolleri halinde kodlanmıştır.
IP modeli biçimlendirme ve veri sunma özelliklerini dikkate almaz ve OSI modeli (Sunum ve sezon katmanları) gibi uygulama ve ulaşım katmanları arasında ilave katmanları tanımlamaz. Bu tür işlevler ise kütüphane bölümleri ve uygulama programları arayüzleridir.
Uygulama Katmanı protokolleri taşıyıcı katmana veya daha altındaki katmanlara, taşıyıcı katmanların özelliklerinden olan çıkmaz IP adresleri ve port numaraları gibi uygulamalara rağmen iletişim kurmaya yarayan ağ bağlatıları sağlayan siyah kutulara davrandığı gibi davranır. Uygulama katman protokolleri genel olarak sunucu server uygulamaları ile bağdaştırılır ve Internet Assigned Numbers Authority (IANA) tarafından rezerve edilmiş iyi bilinen port numaraları gibi servis görür. Örneğin; the HyperText Transfer Protokolü 80 numaralı portu ve Telnet ise 23 numaralı portu kullanır. Bir servise bağlanmaya müşteriler ise genellikle bağlantı noktası numaralarının rastgele veya uygulama yapılandırılmış belirli bir mesafeden işlem süresince atanan kısa ömürlü bağlantı noktalarını kullanır.
Taşıma katmanı ve alt düzey katmanları uygulama katmanı protokolleri özellikleri ile ilgisizdir. Yönlendiriciler ve anahtarlar genellikle kapsüllü trafiği incelemek yerine sadece bir kanal sağlarlar. Yine de, bazı güvenlik duvarı ve bant genişliği daraltma uygulamaları, uygulama verilerini yorumlamak zorundadır. Bunun bir örneği Kaynak Rezervasyon Protokolüdür (RSVP). Bu uygulama yükü, ayrıca ağ adresi çeviricisi (NAT) geçişi için bazen gereklidir.
TCP/IP modelindeki uygulama katmanı, Open System Interconnection (OSI) modelinin beşinci (oturum), altıncı (sunum), ve yedinci (uygulama) katmanlarını kapsamaktadır.
Ayrıca, TCP/IP referans modeli kullanıcı protokolleri ve destek protokolleri arasında çeşitlere ayrılır. Destek protokolleri sisteme servis sağlar. Kullanıcı protokolleri ise kullanıcı uygulamaları için kullanılır. Örneğin, FTP bir kullanıcı protokolü ve DNS ise sistem protokolüdür.
Taşıma katmanı uygulama görevinin özel veri alışverişini kullanan bir temel veri kanalı kurar. Katman kullanıcı verisinin yapısından bağımsız olarak end-to-end servisinin sağlandığı ve herhangi belirli bir amaç için bilgi alışverişinin gerçekleştiği process-to-process bağlantısı kurar. Sorumluluğu kapsamında bağımsız temel ağın end-to-end mesaj transferini, hata kontrolünü, segmentasyonu, akış kontrolünü, tıkanma kontrolünü ve port numaraları ile birlikte uygulama adreslemesini içerir. Uçtan uca aktarım katmanındaki mesaj iletimi veya bağlantı uygulamaları bütün bunları ya TCP’de uygulanan bağlantı yönelimi ya da UDP’de uygulanan bağlantısız yönelimi olarak kategorize edebilir.
Uygulamalar için process-specific iletim kanallarını sağlamak amacıyla, katman port kavramını ortaya çıkarmıştır. Bu, bir uygulamanın ihtiyacı olan iletişim kanallarının her biri için özel olarak tahsis edilen numaralı bir mantıksal yapıdır.
TCP güvenilir bir veri akışı sağlayan güvenilirlik sorunlarını gideren bir bağlantı tabanlı (connection oriented) protokoldür:
· Veri bir düzen içerisinde ulaşır
· Veride minimum düzeyde hata vardır (Örneğin; hata düzeltme)
· Kopya veri atılmıştır
· Kayıp veya atılan paketler yok edilmiştir.
· Trafik sıkışıklığı kontrolü içerir
Yeni olan Bağlantı Transferi Kontrol Protokolü de (SCTP: Stream Control Transmission Protocol) aynı zamanda güvenilir, bağlantı yönelimli taşıma mekanizmasıdır. Bu protokol mesaj bağlantı odaklı – TCP gibi bit bağlantı odaklı değil- ve tek bir bağlantı üzerinden çoklu bağlantılar sağlayabilir. Aynı zamanda bir bağlantının kopması durumunda diğer bağlantının otomatik olarak devreye girdiği çoklu IP’nin başlangıcı ile son bulan farklı bir bağlantı olan multi-homing desteği de sağlar. Bu, ilk başta telefon uygulamaları için geliştirilsede (IP üzerinden SS7’i transfer etmek için), farklı uygulamalar tarafından da kullanılabilmiştir.
UDP (Kullanıcı Datagram Protokolü) bir bağlantı tabanlı olmayan (connectionless) bir protokolüdür. IP gibi, en iyi bir çabası, "güvenilmez" bir protokoldür. Güvenilirlik, zayıf sağlama algoritması kullanılarak hata tespiti yoluyla ele alınmaktadır. UDP tipik olarak akış ortamı gibi güvenilirlikten ziyade zamanında ulaşımın önemli olduğu ya da basit bir sorgu / DNS aramaları gibi güvenilir bağlantı kurma yükünün orantısızca fazla olduğu uygulamalar için kullanılır. (ses, video, vb.) Real-time Transport Protocol (RTP) ise bu tür akışı ses ve video gibi gerçek zamanlı veriler için tasarlanmış bir datagram protokolüdür.
Herhangi bir ağ adresindeki uygulamalar kendi TCP veya UDP bağlantı noktası ile ayırt edilir. Geleneksel olarak belli bir şekilde tanınmış portlar özel uygulamalar ile ilişkilidir.
TCP/IP modelinin ulaşım ya da host-to-host katmanı OSI modelindeki dördüncü katmana karşılık gelmektedir.
İnternet katmanı
İnternet katmanının, potansiyel çoklu ağlar üzerinden paketleri gönderme sorumluluğu vardır. Internetworking hedef ağa kaynak ağdan veri göndermeyi gerektirir. Bu süreç yönlendirme işlemi olarak tanımlanır. Internet Protokolü iki temel işlevleri gerçekleştirir:
Host addressing and identification: Bu süreç hiyerarşik bir IP adresleme sistemi ile gerçekleştirilir
Paket Yönlendirme: Bu süreç veri paketlerinin kaynak üzerinden hedefe en yakın ağ yönlendiricisi üzerinden ulaştırılmasıdır.
İnternet katmanı sadece taşıma katmanında agnostik veri yapıları değil, bunun yanı sıra çeşitli ulaşım katmanı protokollerinin operasyonu arasında ayırım yapmaz. IP, farklı üst katman protokolleri için çeşitli veri taşır. Bu protokollerin her biri bünyesindeki benzersiz protokol sayısına göre tespit edilir. Örneğin; Internet Denetim İletisi Protokolü (ICMP) ve Internet Grup Yönetimi Protokolü (IGMP) sırasıyla 1 ve 2 numaralı iletişim kurallarıdır.
IP üzerinden taşınan bu protokollerin bazıları Tanı bilgilerini aktarmak için kullanılan ICMP gibi veya IP Multicast verileri yönetmek için kullanılan IGMP’dir. Bu, internet TCP / IP yığını ve OSI modelinin mimarisinde farklılıkları göstermektedir. TCP / IP modeli internet katmanı ağ katmanına hitap eden Açık Sistemler Bağlantısı (OSI)’nın üç katmanına tekabül eder.
Internet Katmanı potensiyel olarak aldığı verileri hedefine ulaştırmak üzere en yakınındaki yönlendiriciye gönderen ve farklı IP’ler üzerinde yer alan sunucular arasında sadece güvenilmez bir datagram iletim tesisi sağlar. Bu işlevsellik ile internet katmanı temel olarak internet üzerine kurulu internetworking’i, farklı IP’ler üzerindeki internetworking’i mümkün kılar. Internet Protokolü İnternet katmanın başlıca bileşenidir ve ağ sunucuları bilgisayarlarını tanımlamak için iki adresleme sistemleri tanımlar ve onların ağ üzerindeki yerini belirler. ARPANET’in orijinal adresleme sistemi ve onların arkasından gelenler ise; internet üzerindeki internet iletişim kuralları versiyon 4 (IPv4)’tür. 32 bit IP adresi kullandığından dolayı yaklaşık 4 milyar sunucuyu tanımlama kapasitesindedir. Bu sınırlama, 1998’te yayınlanan Internet Protokolü 6. sürüm standardizasyonu dahilinde elimine edildi ve 2006 yılında üretim çalışmaları başladı.
Veri katmanı
Bağlantı katmanın, sunucunun bağlı olduğu yerel ağ bağlantısına ait bir ağ kapsamı vardır. Bu kapsama literatürde, TCP / IP bağlantısı denir. TCP / IP donanım bağımsız olacak şekilde tasarlandığından dolayı bu bağlantı internet protokolleri arasındaki en yavaş bağlantı olarak tanımlanır. Sonuç olarak TCP / IP hemen hemen herhangi bir donanım ağ teknolojisi ile birlikte uygulanabilir.
Bağlantı katmanı aynı linke iki farklı türdeki internet katman ara yüzleri arasındaki paketleri taşımak için kullanılır. Belirli bir bağlantıyı paketleri gönderme ve alma işlemleri hem ağ kartı için yazılım aygıt sürücüsünde hem de software veya özel yonga setinde kontrol edilebilir. Bunlar iletim için hazırlamak için bir paket başlığını ekleme sonrasında çerçeveyi fiziksel bir ortam üzerinde iletmek gibi veri bağlantısını çalıştırır. TCP/IP modeli, İnternet iletişim kuralları kapsamındaki Media Access Control (MAC) gibi veri yönlendirme ağları içeren özellikler içermektedir. Bu düzeyin altındaki tüm diğer yönleri ise, örtülü bağlantı katmanı var varsayılır, fakat açıkça tanımlanmamıştır.
Bu da paketlerin bir sanal özel ağ ya da diğer ağ tüneli üzerinden gönderilmek üzere seçilebilir tabakadır. Bu senaryoda, bağlantı katmanı veri başka bir IP bağlantısı üzerinden iletimi ya da alımı için IP yığını başka örneğinin erişir uygulama verileri kabul edilebilir. Böyle bir bağlantı veya sanal bağlantı, protokol kümesinin bağlantı katmanında bir tünel olarak hizmet veren bir taşıma protokolü ya da bir uygulama kapsamı protokolü ile kurulabilir. Böylece, TCP / IP modeli sıkı bir hiyerarşik kapsülleme dizisi dikte etmez.
TCP/IP modelinin bağlantı katmanı fiziksel ve veri bağlantı katmanları olan Açık Sistemler- Interconnection (OSI) modeli, katmanlar tek ve OSI modeline tekabül etmektedir.
Katmanlama, her katmana özel donanımlar yapılmasına olanak sağlamıştır: fiziksel katmanda paket yönlendirmesi switch'ler, IP katmanında paket yönlendirmesi router'lar, taşıma katmanında paket yönlendirmesi ise NAT'lar tarafından yapılır. Bu sayede, basit donanımlarla yüksek TCP/IP performansları elde edilebilmektedir.
Katmanlama, uygulamalar arası uyumu kolaylaştırdığı gibi büyük bir dezavantaja da sahiptir: her katman veriye tekrarlanan (dolayısıyla gereksiz) veriler ekler. Örneğin her katman pakete ekstra bir boy bilgisi ekleyecektir. Çoğu katman verinin doğruluğundan emin olmak için muhtelif rakamlar da ekleyebilir. Bunun, dünya internet trafiğinin %15'ini oluşturduğu tahmin edilmektedir.
Katmanlama sistemindeki ilk üç katman (yani donanım, ağ ve taşıma katmanları) arasından:
Donanım katmanı, bilgisayarın üzerindeki ağ donanımını tanıyabilmek için bir ağ kartı numarası. Bu kart numarası ağ kartına yazılı gelir (yani değiştirilemez (aslında bu yöne yönelik programlarla MAC adresini de değiştirmek mümkündür)) ve MAC adresi olarak anılır.
Ağ katmanı, bilgisayara ulaşabilmesi için verilen IP adresini kullanır.
Taşıma katmanı ise, aynı bilgisayarda çalışan değişik yazılımların aynı anda internete ulaşabilmesi için her yazılıma bir port numarası verir.
Bazı IP adresleri ve maskeleri bazı kullanımlar için ayrılmıştır.