پروتکل‌ها

زیرساخت ارتباطی پیچیدهٔ اینترنت، از اجزای سخت‌افزاری به همراه سامانه‌ای از لایه‌های نرم‌افزاری که جنبه‌های مختلفی از معماری آن را کنترل می‌کنند تشکیل شده‌است. از آنجا که سخت‌افزار اینترنت را غالباً می‌توان برای پشتیبانی از هر سامانه نرم‌افزاری دیگری استفاده کرد، اینترنت ویژگیهایش را مرهون طراحی معماری نرم‌افزار و پروسه استاندارد سازی قوی این معماری است که زیربنای مقیاس‌پذیری و موفقیت آن را می‌سازد. مسئولیت طراحی معماری سامانه‌های نرم‌افزاری اینترنت بر عهده گروه ویژه مهندسی اینترنت(IETF) گذارده شده‌است.^[۹] IETF گروه‌های کاری استانداردگذاری را در ارتباط با جنبه‌های مختلف معماری اینترنت مدیریت می‌کند که به روی هر فردی باز هستند. بحثهای حاصل و استانداردهای نهایی در قالب اسنادی به نام درخواست توضیح(RFC) (به انگلیسی: Request for Comments) منتشر می‌شوند که به رایگان در وبگاه IETF فابل دسترسی هستند. روشهای اصلی شبکه بندی که اینترنت را راه می‌اندازند درRFCهایی می‌آیند که به طور ویژه‌ای متمایز شده اندواستانداردهای اینترنت را تشکیل می‌دهند. سایر اسناد ضعیف تر اسناد اطلاع‌رسانی، آزمایشی و تاریخی هستند و یا اسنادی اند که بهترین شیوه‌های رایج در پیاده‌سازی فناوریهای اینترنت را بیان می‌کنند.

استانداردهای اینترنت چارچوبی را مشخص می‌کنند که به نام بسته پروتکل اینترنت شناخته می‌شود. این بسته یک مدل معماری است که روش‌ها را به سامانه لایه بندی شده‌ای از پروتکلها تقسیم می‌کند. (RFC 1122, RFC 1123) هر لایه با محیطی متناظر است که سرویسهایی که ارائه می‌دهد در آن محیط یا حوزه عمل می‌کنند. بالاترین لایه، لایه کاربرد (به انگلیسی: Application Layer)، فضایی است برای شیوه‌های شبکه بندی مخصوص برنامه‌های کاربردی که مورد استفاده نرم‌افزارهای کاربردی قرار می‌گیرد، به عنوان مثال یک مرورگروب. در زیر این لایه لایه انتقال (بهانگلیسی: Transport Layer) قرار دارد که برنامه‌های کاربردی را در «میزبان‌های متفاوت» از طریق شبکه با شیوه‌های مناسب مبادله داده به یکدیگر مرتبط می‌سازد (به عنوان مثال مدل کارخواه-کارساز). در زیر این لایه‌ها فناوریهای شبکه بندی اساسی در قالب دو لایه قراردارند. لایه اینترنت از طریق نشانی پروتکل اینترنت (آدرس IP) این قابلیت را به رایانه‌ها می‌دهد که یکدیگر را شناسایی کنند و مکان یکدیگر را بیایند و به آنها اجازه می‌دهد که از طریق شبکه‌های ترانزیت میانی به هم متصل شوند. درآخر زیر همه لایه‌ها یک لایه نرم‌افزاری به نام لایه پیوند قرارمی گیرد که اتصال بین میزبانهایی که در یک شبکه محلی قرار دارند ویا از طریق اتصال شماره گیری(Dial-up Connection) را بوجود می‌آورد. این مدل که به نام مجموعه پروتکل اینترنت خوانده می‌شود به گونه‌ای طراحی شده‌است که از سخت‌افزاری که بر روی آن کار می‌کند مستقل باشد و به جزئیات سخت‌افزاری نمی‌پردازد. مدل‌های دیگری نیز علاوه بر این مدل بوجود آمدند (مثل مدل مرجع OSI) که اگرچه شباهتهای زیادی با هم دارند، اما نه از لحاظ جزئیات توصیفی و نه از نظر پیاده‌سازی با هم سازگار نیستند.

برجسته‌ترین جزء مدل اینترنت پروتکل اینترنت(IP) است که یک سیستم آدرس دهی (آدرس‌های IP) برای رایانه‌های متصل به اینترنت را فراهم می‌آورد. IP نسخه ۴، نسخه ابتدایی آن بود که در نسل اول اینترنت امروزی بکار گرفته شد و هنوز هم کاربرد عمده دارد. این نسخه به گونه‌ای طراحی شده بود که ۴٫۳~ میلیارد (۱۰^۹) میزبان اینترنت را آدرس دهی کند. اما رشد انفجاری اینترنت منجر بهاتمام آدرسهای IP شد و گمان می‌رود که تقریباً در ۲۰۱۱ به مرحله پایانی اش برسد.^[۱۰] در اواسط دهه ۹۰ نسخه جدید این پروتکل، ipv6 با قابلیت آدرس دهی بسیار بیشتر و مسیر یابی کارآمد تر ترافیک اینترنت بوجود آمد. این نسخه هم اکنون در مرحله بکارگیری تجاری در سراسر دنیا به سر می‌برد و دفاتر ثبت منطقه‌ای اینترنت (RIR) (به انگلیسی: Regional Internet Registry) به تمام مدیران منابع اصرار می‌کنند که برای پذیرش نسخه جدید و تغییر، برنامه‌ریزی کنند.^[۱۱]

IPv۶ با IPv۴ هم‌کنش‌پذیر (Interoperable) نیست و در واقع نسخه‌ای موازی از اینترنت ایجاد می‌کند که در دسترس نرم‌افزارهای سازگار با IPv۴ نمی‌باشد. این بدین معنی است که ارتقای نرم‌افزار و یا استفاده از امکانات ترجمه برای همه دستگاه‌های شبکه که بخواهند بر روی اینترنت IPv۶ ارتباط برقرار کنند، امری ضروری است. اکثر سیستم عامل‌های مدرن امروزی به گونه‌ای تغییر داده شده‌اند که از هر دو نسخه IP پشتیبانی کنند، اما زیرساختهای شبکه هنوز از این قافله عقب هستند.