18. Tcp/ip protokolu steks

Transmission Control Protocol Internet Protocol (TCP/IP) – tas ir protokolu steka

rūpnieciskais standarts, kas tika izstrādāts priekš globāliem tīkliem. TCP/IP standarti ir

nopublicēti dokumentu sērijā, ko sauc par Request for Comment (RFC). Šie dokumenti apraksta

Internet tīkla iekšējo darbu. Daži RFC apraksta tīkla servisus vai protokolus, kā arī to realizāciju,

vai arī pielietošanas nosacījumus. TCP/IP standarti vienmēr tiek publicēti RFC dokumentu veidā,

bet ne visi RFC nosaka standartus. Steks tika izstrādāts pēc ASV Aizsardzības ministrijas

(Department of Defence, DoD) iniciatīvas vairāk nekā pirms 20 gadiem priekš eksperimentālā

tīkla ARPAnet sakariem ar citiem satelītu tīkliem kā kopēju protokolu komplekts priekš

dažādām skaitļojamām tehnikām. ARPA tīkls tika izmantots dažādās militārās sfērās. ARPA

tīklā sakarus starp diviem datoriem nodrošina Internet Protocol (IP), kas arī mūsdienās ir viens

no galvenajiem TCP/IP steka protokoliem, un tā nosaukums figurē steka nosaukumā. Liela daļa

TCP/IP steka attīstībā pienākas arī Berklijas Universitātei, kas savā OS UNIX versijā realizēja

steka protokolus. OS UNIX izplatīšanās veicināja arī IP un arī citu steka protokolu izplatīšanos.

Izmantojot šo pašu steku, strādā arī vispasaules Internet tīmeklis. Šeit lielāko ieguldījumu steka

standartu pilnveidošanā, ko publicē RFC specifikāciju formā, dod Internet Engineering Task

Force (IETF). Līdz šim TCP/IP steks vairāk bija realizēts OS UNIX tīklos, bet tā parādīšanās

pēdējos tīkla OS priekš personālajiem datoriem veicināja strauju TCP/IP steka izplatīšanos.

Tātad, TCP/IP steka līdera pozīcijas var izskaidrot ar sekojošām tā īpašībām:

tas ir pilnīgākais un populārākais tīkla protokolu steks ar vairāku gadu vēsturi;

gandrīz visi lielie tīkli lielāko trafika daļu pārsūta ar TCP/IP protokolu palīdzību;

ar šo metodi var piekļūt Internet tīklam;

šo steku izmanto par pamatu intranet – korporatīvais tīkls, kas izmanto Interneta

transporta pakalpojumus un WWW hiperteksta tehnoloģiju, kas ir izstrādāta Internetā;

visas mūsdienu OS atbalsta TCP/IP steku;

tā ir elastīga tehnoloģija priekš dažādu sistēmu savienošanas gan transporta apakšsistēmu

līmenī, gan pielikumu servisu līmenī;

tā ir noturīga palielināma starpplatformu vide priekš klientu- serveriem.

Tā kā TCP/IP steks bija izstrādāts pirms parādījās atvērto sistēmu sadarbības modelis

ISO/OSI, un, kaut arī tam bija daudzu līmeņu struktūra, atbilstība starp TCP/IP steka līmeņiem ar

OSI modeļa līmeņiem ir diezgan nosacīta.

TCP/IP protokoli sastāv no 4 līmeņiem.

Zemākais līmenis (IV līmenis) atbilst OSI modeļu fiziskajam un kanālu līmenim. Šis

līmenis TCP/IP protokolos netiek reglamentēts, bet atbalsta visus populāros fiziskā un kanālu

līmeņa standartus: priekš lokālā tīkla tas ir Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, 100VG–

AnyLAN, priekš globāliem tīkliem – “punkts–punkts” savienošanās protokoli SLIP un PPP,

teritoriālo tīklu protokoli ar X.25 pakešu komutāciju, frame relay. Ir izstrādāta arī speciāla

specifikācija, kas nosaka ATM tehnoloģijas izmantošanu kā kanālu līmeņa transportu. Parasti,

parādoties jaunai lokālo vai globālo tīklu tehnoloģijai, tā ātri tiek iekļauta TCP/IP stekā,

izstrādājot atbilstošu RFC, kas nosaka IP pakešu un kapsulācijas metodes kadros.

Nākamais līmenis (III līmenis) – starptīklu sadarbības līmenis, kas nodarbojas ar pakešu

pārsūtīšanu, izmantojot visdažādākās lokālā tīkla, teritoriālā tīkla u.t.t. transportēšanas

tehnoloģijas. Kā tīkla līmeņa pamatu protokols (OSI modeļa terminos) stekā izmanto IP

protokolu, kurš no sākuma tika projektēts kā pakešu pārsūtīšanas protokols saliktos tīklos, kas

sastāv no liela skaita lokālo tīklu, kuri ir apvienoti gan ar lokāliem, gan globāliem sakariem.

Tādēļ IP protokols labi strādā tīklos ar sarežģītu topoloģiju, racionāli un ekonomiski patērējot

mazo ātrumu sakaru līnijas. IP protokols ir datagramma protokols, jo tas negarantē pakešu

nogādi līdz nozīmētajam mezglam, bet cenšas to izdarīt. Pie starptīklu sadarbības līmeņa var

pieskaitīt arī visus protokolus, kas saistīti ar maršrutēšanas tabulu sastādīšanu un modifikāciju,

piemēram, maršruta informācijas savākšanas protokoli RIP (Raiting Internet Protocol) un OSPF

(Open Shortest Path First), kā arī starptīklu vadošo ziņojumu protokols ICMP (Internet Control

Message Protocol). Pēdējais protokols ir domāts, lai apmainītos ar informāciju par kļūdām starp

tīklu maršrutētājiem un mezglu – paketes nosūtītāju. Ar speciālu pakešu ICMP palīdzību tiek

paziņots par neiespējamību nosūtīt paketi, paketes laika izbeigšanos, ieilgušu paketes salikšanu

no fragmentiem, anomāliem parametriem, sūtīšanas maršruta un apkalpošanas tipa izmaiņām,

sistēmas stāvokli u.t.t

Nākamo līmeni (II līmenis) saucas par pamata līmeni. Šajā līmenī funkcionē nosūtīšanas

vadības protokols TCP (Transmission Control Protocol) un lietotāju datagramma protokols UDP

(User Datagram Protocol). TCP protokols nodrošina drošu paziņojumu nogādi starp attālinātiem

pielikuma procesiem, izveidojot virtuālo savienojumu. UDP protokols nodrošina pielikuma

pakešu nogādi ar datagrāmo metodi, tāpat kā IP, un izpilda tikai savienojošā posma funkciju

starp tīkla protokoliem un daudzajiem pielikuma procesiem.

Augšējais līmenis (I līmenis) tiek saukts par pielikuma līmeni. Daudzo izmantošanas

gadu laikā dažādās valstīs un organizācijās TCP/IP steks ir savācis lielu daudzumu pielikuma

līmeņa protokolus un servisus. Pie tiem var pieskaitīt tādus plaši izmantotus protokolus, kā failu

kopēšanas protokols FTP, termināla emulācijas protokols telnet, pasta protokols SMTP, ko

izmanto Internet tīkla elektroniskajā pastā, hiperteksta servisi pieejai pie attālinātas informācijas,

kā, piemēram, WWW un daudzi citi. Dažus no tiem apskatīsim tuvāk.