124. Стек протоколов tcp/ip

Протокол TCP/IP — это семейство программных протоколов старшего уровня, не работающих с аппаратными прерываниями.

Состоит из двух частей — IP и TCP.

IP (Internet Protocol — межсетевой протокол) - главный протокол семейства. Реализует распространение информации в IP – сети и выполняется на третьем (сетевом) уровне модели ВОС. Обеспечивает доставку и маршрутизацию пакетов. Не отвечает за надежность доставки информации, за ее целостность, за сохранение порядка потока пакетов. Сети, в которых используется протокол IP, называются IP-сетями. Они работают в основном по аналоговым каналам (т.е. для подключения компьютера к сети требуется IP-модем) и являются сетями с коммутацией пакетов. Пакет здесь называется дейтаграммой.

Высокоуровневый протокол TCP (Transmission Control Protocol — протокол управления передачей)работает на транспортном уровне и частично — на сеансовом уровне. Обеспечивает сеансовую связь между двумя узлами с гарантированной доставкой информации, осуществляет контроль целостности передаваемой информации, сохраняет порядок потока пакетов.

Протокол TCP/ IP основывается на концепции одноранговых сетей. Все рабочие станции, соединенные при помощи этого протокола, имеют одинаковый статус. Однако любая из них, располагая соответствующими средствами, может временно выполнять дополнительные функции, связанные, например, с управлением ресурсами сети. Ключевую часть протокола составляет схема маршрутизации пакетов, основанная на уникальных адресах сети Internet (IP-адрес и адрес сети). Часть протокола TCP/ IP, отвечающая за распознавание адреса, называется IRP (протокол распознавания адреса).

В стеке TCP/IP определены 4 уровня

I – Прикладной уровень (HTTP,DNS, SNMP, FTP, telnet, ssh)

Прикладной уровень объединяет все службы, предоставляемые системой пользовательским приложениям. Реализуется программными системами, построенными в архитектуре клиент-сервер, базирующимися на протоколах нижних уровней. Занимаются деталями конкретного приложения и «не интересуются» способами передачи данных по сети.

II – Основной Транспортный уровень (ТСР, UDP)

Решает задачу обеспечения надежной информационной связи между двумя конечными узлами. На этом уровне функционируют протокол управления передачей TCP (Transmission Control Protocol) и протокол дейтаграмм пользователя UDP(User Datagram Protocol). Позволяет без ошибок доставить сформированный на одном из компьютеров поток байт в любой другой компьютер, входящий в составную сеть. TCP делит поток байт на части - сегменты, и передает их ниже лежащему уровню межсетевого взаимодействия. После того как эти сегменты будут доставлены средствами уровня межсетевого взаимодействия в пункт назначения, протокол TCP снова соберет их в непрерывный поток байт.

Протокол UDP обеспечивает передачу прикладных пакетов дейтаграммным способом, как и главный протокол уровня межсетевого взаимодействия IP, и выполняет только функции связующего звена (мультиплексора) между сетевым протоколом и многочисленными службами прикладного уровня или пользовательскими процессами.

III – Уровень межсетевого взаимодействия (IP, ICMP, ARP, RIP)

Реализует концепцию передачи пакетов в режиме без установления соединений, то есть дейтаграммным способом. Обеспечивает возможность перемещения пакетов по сети, используя тот маршрут, который в данный момент является наиболее рациональным. Основная функция - передачу данных через составную сеть.

Основным протоколом сетевого уровня (в терминах модели OSI) в стеке является протокол IP (Internet Protocol). Он хорошо работает в сетях со сложной топологией, рационально используя наличие в них подсистем и экономно расходуя пропускную способность низкоскоростных линий связи. Не гарантирует доставку пакетов до узла назначения, но старается это сделать.

К уровню межсетевого взаимодействия относятся протоколы, связанные с составлением и модификацией таблиц маршрутизации, такие как протоколы сбора маршрутной информации RIP (Routing Internet Protocol) и OSPF (Open Shortest Path First), а также протокол межсетевых управляющих сообщений ICMP (Internet Control Message Protocol). Последний протокол предназначен для обмена информацией об ошибках между маршрутизаторами сети и узлом-источником пакета. С помощью специальных пакетов ICMP сообщает о невозможности доставки пакета, о превышении времени жизни или продолжительности сборки пакета из фрагментов, об аномальных величинах параметров, об изменении маршрута пересылки и типа обслуживания, о состоянии системы и т.п.

IV – Уровень сетевых интерфейсов (Ethernet, Token Ring, FDDI, X.25, SLIP, PPP)

Протоколы этого уровня должны обеспечивать интеграцию в составную сеть других сетей, причем задача ставится так: сеть TCP/IP должна иметь средства включения в себя любой другой сети, какую бы внутреннюю технологию передачи данных эта сеть не использовала. Для каждой технологии, включаемой в составную сеть подсети, должны быть разработаны собственные интерфейсные средства. К таким интерфейсным средствам относятся протоколы инкапсуляции IP-пакетов уровня межсетевого взаимодействия в кадры локальных технологий. Уровень сетевых интерфейсов не регламентируется, но он поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровней. для глобальных сетей - протоколы соединений «точка-точка» SLIP и РРР, протоколы территориальных сетей с коммутацией пакетов Х.25, frame relay. Обычно при появлении новой технологии локальных или глобальных сетей она быстро включается в стек TCP/IP за счет разработки соответствующего RFC, определяющего метод инкапсуляции IP-пакетов в ее кадры (спецификация RFC 1577, определяющая работу IP через сети АТМ, появилась в 1994 году вскоре после принятия основных стандартов этой технологии).