طبقة الإنترنت

طبقة الإنترنت هي مجموعة من أساليب وبروتوكولات ومواصفات الربط الشبكي ضمن مجموعة بروتوكولات الإنترنت ، تُستخدم لنقل حزم البيانات من المضيف المُرسِل عبر حدود الشبكات ، إلى المضيف الوجهة المُحدد بواسطة عنوان IP عند الضرورة . وتستمد طبقة الإنترنت اسمها من وظيفتها في تسهيل الربط الشبكي ، وهو مفهوم ربط شبكات متعددة ببعضها البعض عبر البوابات .

لا تتضمن طبقة الإنترنت البروتوكولات التي تُعنى بالحفاظ على حالة الروابط بين العُقد المحلية، والتي تستخدم عادةً بروتوكولات تعتمد على تأطير الحزم الخاصة بأنواع الروابط. تنتمي هذه البروتوكولات إلى طبقة الربط . أما بروتوكولات طبقة الإنترنت فتستخدم حزمًا قائمة على بروتوكول الإنترنت (IP).

أحد الجوانب التصميمية الشائعة في طبقة الإنترنت هو مبدأ المتانة : "كن متساهلاً فيما تقبله، ومتحفظاً فيما ترسله" ^{[ 1 ]} حيث يمكن للمضيف الذي يتصرف بشكل سيئ أن يحرم العديد من المستخدمين الآخرين من خدمة الإنترنت.

تتضمن طبقة الإنترنت ثلاث وظائف أساسية:

• بالنسبة للحزم الصادرة، حدد مضيف القفزة التالية ( البوابة ) وقم بإرسال الحزمة إلى هذا المضيف عن طريق تمريرها إلى تطبيق طبقة الارتباط المناسب ؛
• بالنسبة للحزم الواردة، قم بالتقاط الحزم وتمرير حمولة الحزمة إلى بروتوكول طبقة النقل المناسب ، إذا كان ذلك مناسبًا.
• توفير إمكانية اكتشاف الأخطاء وتشخيصها.

في الإصدار الرابع من بروتوكول الإنترنت ( IPv4 )، كان بإمكان بروتوكول الإنترنت، أثناء عمليات الإرسال والاستقبال، تجزئة أو إلغاء تجزئة الحزم تلقائيًا أو عمدًا، استنادًا، على سبيل المثال، إلى وحدة الإرسال القصوى (MTU) لعناصر الرابط. مع ذلك، أُلغيت هذه الميزة في الإصدار السادس (IPv6) ، حيث يتعين على نقاط نهاية الاتصال ، أي الأجهزة المضيفة، الآن إجراء اكتشاف وحدة الإرسال القصوى للمسار والتأكد من أن عمليات الإرسال من طرف إلى طرف لا تتجاوز الحد الأقصى المكتشف.

في عملها، لا تتحمل طبقة الإنترنت مسؤولية نقل البيانات بشكل موثوق ، بل توفر خدمة غير موثوقة ، مع بذل قصارى الجهد في التوصيل. وهذا يعني أن الشبكة لا تضمن وصول الحزم بشكل صحيح. ويتماشى هذا مع مبدأ الاتصال من طرف إلى طرف ، وهو تغيير عن البروتوكولات السابقة المستخدمة في شبكة أربانت المبكرة . ولأن توصيل الحزم عبر الشبكات المختلفة عملية غير موثوقة وعرضة للأعطال بطبيعتها، فقد أُلقي عبء توفير الموثوقية على نقاط نهاية مسار الاتصال، أي الأجهزة المضيفة، بدلاً من الشبكة نفسها. وهذا أحد أسباب مرونة الإنترنت في مواجهة أعطال الروابط الفردية وقابليته المثبتة للتوسع . أما وظيفة توفير موثوقية الخدمة فهي من اختصاص بروتوكولات أعلى مستوى، مثل بروتوكول التحكم في الإرسال (TCP) في طبقة النقل .

في بروتوكول IPv4، يُستخدم مجموع التحقق لحماية رأس كل حزمة بيانات. يضمن مجموع التحقق دقة المعلومات الواردة في رأس الحزمة المستلمة، إلا أن IPv4 لا يحاول اكتشاف الأخطاء التي قد تكون طرأت على البيانات في كل حزمة. أما IPv6 فلا يتضمن مجموع التحقق هذا، بل يعتمد على طبقة الربط لضمان سلامة البيانات للحزمة بأكملها، بما في ذلك مجموع التحقق.

البروتوكولات الأساسية في طبقة الإنترنت هي بروتوكول الإنترنت (IP). يُطبّق هذا البروتوكول بنسختين: IPv4 و IPv6 . يُستخدم بروتوكول رسائل التحكم في الإنترنت (ICMP) بشكل أساسي لوظائف التشخيص ومعالجة الأخطاء. توجد تطبيقات مختلفة لكل من IPv4 و IPv6. أما بروتوكول إدارة مجموعات الإنترنت (IGMP) فيستخدمه مضيفو IPv4 وموجهات البث المتعدد IP المجاورة لإنشاء عضويات في مجموعات البث المتعدد.

بروتوكول أمان الإنترنت (IPsec) هو مجموعة من البروتوكولات لتأمين اتصالات بروتوكول الإنترنت (IP) من خلال التحقق من هوية كل حزمة بيانات وتشفيرها. يتضمن IPsec أيضًا بروتوكولات لتبادل المفاتيح . صُمم IPsec في الأصل كمواصفة أساسية في IPv6 عام 1995، ^{[ 2 ] [ 3 ]} ثم جرى تكييفه لاحقًا مع IPv4، حيث انتشر استخدامه على نطاق واسع في تأمين الشبكات الخاصة الافتراضية .

نظرًا لسهولة مقارنة طبقة الإنترنت في نموذج TCP/IP مباشرةً بطبقة الشبكة (الطبقة 3) في حزمة بروتوكولات الربط البيني للأنظمة المفتوحة (OSI) ، ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} غالبًا ما تُسمى طبقة الإنترنت بشكل غير صحيح طبقة الشبكة . ^{[ 1 ] [ 7 ]}

• ج. بوستل ، محرر. ( سبتمبر 1981). بروتوكول الإنترنت - مواصفات بروتوكول برنامج الإنترنت التابع لداربا . فريق عمل هندسة الإنترنت . doi : 10.17487/RFC0791 . المعيار 5. RFC 791. IEN 128، 123، 111، 80، 54، 44، 41، 28، 26.معيار الإنترنت 5.
• ج. بوستل (سبتمبر 1981). بروتوكول رسائل التحكم في الإنترنت - مواصفات بروتوكول برنامج الإنترنت التابع لوكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (داربا) . مجموعة عمل الشبكة. doi : 10.17487/RFC0792 . STD 5. RFC 792 .معيار الإنترنت 5.
• ديفيد د. كلارك (يوليو 1982). خوارزميات إعادة تجميع حزم بيانات بروتوكول الإنترنت . فريق عمل هندسة الإنترنت . doi : 10.17487/RFC0815 . RFC 815 .الحالة غير معروفة.
• ديفيد د. كلارك (يوليو 1982). عزل الأعطال واستعادتها . فريق عمل هندسة الإنترنت . doi : 10.17487/RFC0816 . RFC 816 .تاريخي.
• ج. بوستل (نوفمبر 1983). الحد الأقصى لحجم مقطع TCP والمواضيع ذات الصلة . مجموعة عمل الشبكة. doi : 10.17487/RFC0879 . RFC 879 .قديم.
• ج. موغول؛ ج. بوستل (أغسطس 1985). إجراء تقسيم الشبكات الفرعية القياسي للإنترنت . مجموعة عمل الشبكة. doi : 10.17487/RFC0950 . STD 5. RFC 950 .معيار الإنترنت 5.
• إس. كينت (نوفمبر 1991). وزارة الدفاع الأمريكية - خيارات أمنية لبروتوكول الإنترنت . مجموعة عمل الشبكة. doi : 10.17487/RFC1108 . RFC 1108 .تاريخي.
• إس. ديرينغ (أغسطس 1989). ملحقات المضيف للبث المتعدد عبر بروتوكول الإنترنت . مجموعة عمل الشبكة. doi : 10.17487/RFC1112 . STD 5. RFC 1112 .معيار الإنترنت 5.
• آر. برادن ، محرر. (أكتوبر 1989). متطلبات مضيفي الإنترنت - طبقات الاتصال . مجموعة عمل الشبكة. doi : 10.17487/RFC1122 . STD 3. RFC 1122 .معيار الإنترنت 3.
• آر. برادن ، محرر. (أكتوبر 1989). متطلبات مضيفي الإنترنت - التطبيق والدعم . مجموعة عمل الشبكة. doi : 10.17487/RFC1123 . STD 3. RFC 1123 .معيار الإنترنت 3.
• آر. بوش؛ دي. ماير (ديسمبر 2002). بعض المبادئ التوجيهية والفلسفة المعمارية للإنترنت . مجموعة عمل الشبكة. doi : 10.17487/RFC3439 . RFC 3439 .لأغراض إعلامية.

• اتصال شامل من البداية إلى النهاية