19. Tcp/ip steka protokoli

Starptīklu līmeņa protokoli

IP (Internet Protocol) – virza paketes no avota uz saņēmēju;

ICMP (Internet Control Message Protocol) – kontrolē maršrutēšanu ar IP

protokolu un tīkla uzvedību, informē avotu;

PING (Packet Internetwork Grouper) – pārbauda piekļuvi no avota uz saņēmēju;

ARP;

RARP;

BOOTP (Bootstrap Protocol) – DHCP priekštecis – IP-adrešu ielāde un

konfigurēšana;

RIP (Routing Information Protocol) – lokālo apv. tīklu maršrutēšana;

BGP (Border Gateway Protocol) – starpdomēnu maršrutēšanas protokols;

Lai dators varētu uzturēt sakarus ar citu datoru, tam jāzina otra datora fizikālo (vai MAC)

adresi. Internet protokolu komplekta ietilpst divi protokoli (Address Resolution protocol - ARP -

Adreses noteikšanas protokols un (Reverse Address Resolution Protocol - RARP - Reversais

adreses noteikšanas protokols), kuri dinamiski nosaka fizikālo (aparatūras) adrešu atbilstību IP

adresēm un otrādi. ARP izmanto apraides paziņojumus aparatūras adreses noteikšanai (MAC

slānis), kura atbilst konkrētai IP tīkla slāņa adresei. ARP protokolam ir pietiekoši universāls, lai

ļautu izmantot IP ar praktiski jebkuru vides pieejas mehānisma tipu. RARP izmanto apraides

paziņojumus IP adreses noteikšanai, kura saistīta ar konkrēto aparatūras adresi. RARP ir īpaši

nozīmīgs mezgliem, kuriem nav diska un kuri var nezināt savu IP adresi, kad tie tiek sākotnēji

iedarbināti. RARP paļaujas uz RARP servera esamību ar tabulas ierakstiem, kuri attēlo MAC

apakšslāņa adreses IP adresēs.

Maršrutēšanas iekārtas Internet tīklā saucās par starptīklu interfeisiem (gateway), kas ir

neveiksmīgs termins, jo tīklos ar šo terminu apzīmē iekārtu ar citādām funkcionālām iespējām.

Starptīklu interfeisi, ko sauksim par maršrutētājiem, IP tīklā organizēti pēc hierarhijas –AS/AS

apvienība- principa.

Dažus maršrutētājus lieto datu virzīšanai caur tīklu grupu, kuri atrodas zem vienas un tās

pašas administratīvās vadības (to sauc par autonomo sistēmu – AS- autonomous system).

Maršrutētāji, ko lieto informācijas apmaiņai AS robežās, sauc par iekšējiem

maršrutētājiem (interior routers); izmanto dažādus iekšējo maršrutētāju protokoli (interior

gateway protocol - IGP) šī uzdevuma izpildīšanai.

Maršrutēšanas informācijas protokols (Routing Information Protocol - RIP) ir viens no

tādiem protokoliem.

Maršrutētāji, kuri pārvieto datus autonomo sistēmu starpā, sauc par ārējiem

maršrutētājiem (exterior routers); šī uzdevuma izpildīšanai tie izmanto ārējo maršrutētāju

protokolus.

Robežas maršrutētāju protokols (Border Gateway Protocol - BGP) ir tādu protokolu

piemērs IP maršrutēšana nosaka IP datagrammu pārvietošanas ceļu caur apvienotiem tīkliem

(vienā pārsūtīšana reizē). Ceļojuma sākumā viss maršruts nav zināms.

Katrā pieturā tiek aprēķināts nākamais pieturas punkts, salīdzinot datagrammas sastāvā

esošā saņēmēja adresi ar datu ierakstu katra mezgla maršrutu tabulā (MT).

Katra mezgla dalība maršrutēšanas procesā sastāv tikai no pakešu virzīšanas uz priekšu,

balstoties tikai uz iekšējās informācijas, neatkarīgi no tā, cik veiksmīgs būs process un vai pakete

sasniegs gala pieturas punktu.

IP nenodrošina paziņojumu par bojājumiem nosūtīšanu avotā, kad notiek maršrutēšanas

anomālijas.

Šī uzdevuma izpildi veic cits Internet protokols - Internet vadības ziņojumu protokols

(Internet Control Message Protocol - ICMP).

ICMP reaģē uz situācijām (piem., datu zudums) ģenerējot atbilstošus ziņojumus:

• Destination Unreachable,- saņēmējs nav sasniedzams;

• Echo Request and Reply, - atbalss pieprasījums/atbilde;

• Redirect,- pāradresēt;

• Time Exceeded - laiks pārsniegts un citus.

Ja ICMP ziņojumu nevar piegādāt, otru ziņojumu neģenerē, lai novērstu bezgalīgu ICMP

ziņojumu plūsmu.

Ja maršrutētājs sūta ziņojumu Destination Unreachable (adresāts nav sasniedzams), tas

nozīmē, ka maršrutētājs nespēj aizsūtīt paketi gala saņēmējam un noraida šo paketi.

Var būt 2 iemesli, kāpēc saņēmējs nav sasniedzams:

• avots noteica neeksistējošo adresi un (retāk);

• maršrutētājam nav attiecīga maršruta.

Jebkurš hosts var aizsūtīt ziņojumu Echo Request (atbalss pieprasījums), lai pārbaudītu vai

mezgls ir pieejams caur tīklu.

Ziņojums Echo Reply (atbalss atbilde) rāda, ka mezglu var sekmīgi sasniegt.

Maršrutētājs sūta avotam ziņojumus:

• Redirect (pāradresēšana), lai stimulētu efektīvāku maršrutēšanu;

• Time Exceeded (laiks ir pārsniegts), lai norādītu, ja kāda pakete pārsniedz tai noteiktu

eksistēšanas laiku (pārsūtījumos vai sekundēs).

Pēdējo ziņojumu sūta, ja IP paketes dzīves ilguma lauks TTL =0.

Pēc tam šo paketi nomet, lai novērstu nepārtrauktu paketes cirkulēšanu, ja tīklā izveidojas

maršrutēšanas cilpa.

ICMP papildinājums nodrošina jauniem mezgliem apakštīkla maskas atrašanas iespēju,

kuru izmanto apvienotajā tīklā dotajā momentā.

Kopumā ICMP ir jebkuru IP realizāciju integrālā daļa, it īpaši tādu, kuras izmanto maršrutētājus

Transporta līmeņa protokoli

Tie uztur sakaru seansus starp datoriem un garantē drošu datu apmaiņu.

Populārākie transporta līmeņa protokoli:

TCP (Transmission Control Protocol) – TCP/IP steka protokols datu, kuri ir sadalīti

fragmentu secībā, garantētai piegādei;

SPX – firmas Novell IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequential Packet

Exchange) protokolu komplekta daļa datiem, sadalītiem fragmentu secībā;

NWLink – firmas Microsoft IPX/SPX protokola realizācija;

NetBEUI (NetBIOS (Network Basic Input/Output System) Extended User Interface –

lietotāja paplašinātais interfeiss) – uzstāda sakaru seansus starp datoriem (NetBIOS) un

piedāvā augstākiem slāņiem transporta pakalpojumus (NetBEUI);

ATP (AppleTalk Transaction Protocol, NBP (Name Binding Protocol) – firmas Apple

sakaru seansu un datu transporta protokoli.

Transporta slāņa protokoli nodrošina mehānismus, kas nepieciešami jebkura daudzuma datu

piegādei caur tīklu no avota saņēmējam.

Pārraides vadības protokols - TCP (Transmission Control Protocol), kas paredz

iepriekšēju savienojumu nodibināšanu; tajā ir tādi drošas pārraides un plūsmas vadības

mehānismi kā: slīdošais logs, taimauti, apstiprinājumi un atkārtotas pārraides.

Tas ir paplašinātais NetBIOS interfeiss. Sākotnēji, NetBIOS un NetBEUI uzskatīja kā

vienu protokolu. Pēc tam LAN ražotāji tā nodalīja NetBIOS, seansa slāņa protokolu, ka to

nevarēja izmantot kopā ar citiem maršrutējamiem transporta protokoliem.

NetBIOS (Network Basic Input/Output System – tīkla bāzes ievadizvades sistēma) –

seansa slāņa IBM-interfeiss ar LAN, kurš darbojas kā lietojumu interfeiss ar tīklu. To lieto LAN

zem MS-DOS, OS-2, Windows un dažu UNIX versiju vadības.

Protokols dod programmām līdzekļus sakaru seansu realizēšanai ar citām tīkla programmām. Tas

ir ļoti populārs.

NetBEUI ir neliels, ātrs un efektīvs transporta slāņa protokols, ko piegādā visiem firmas

Microsoft tīkla produktiem. Tas parādījās 80. gadu vidū pirmajā Microsoft tīkla produktā –

MS®-NET.

NetBEUI priekšrocības:

neliels steka izmērs (svarīgi MS-DOS-datoriem);

augsts datu pārraides ātrums tīklā;

saderība ar visiem Microsoft tīkliem.

Galvenais NetBEUI trūkums, ka neuztur maršrutēšanu (lieto LAN)

IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange) -protokolu steks,

ko lieto Novell tīklos. Neliels un ātrs protokols. Atšķirībā no NetBEUI, tas uztur maršrutēšanu.

NWLink ir firmas Microsoft IPX/SPX realizācija.

AppleTalk ir firmas Apple Computer protokolu steks, kurš ļauj datoriem Apple

Macintosh kopīgi lietot failus un printerus tīkla vidē. iekļauts OS Macintosh.

AppleTalk protokoli uztur protokolus LocalTalk, Ethernet (EtherTalk) un TokenRing (Token

Talk).

Lietotāju datagrammu protokols – UDP (User Datagram Protocol), kas ļauj

lietojumprogrammai nosūtīt ziņojumu vienam vai vairākiem lietojumiem. Ja, lietojot UDP,

nepieciešama droša pārraide, tad augšējā programmā jāietver secības pārbaude un kļūdu

atklāšana.

Failu pārsūtīšanas protokols FTP (File Transfer Protocol) realizē attālinātu piekļūšanu

pie failiem. Drošas pārsūtīšanas nodrošināšanai, FTP transportēšanai izmanto saites izveidošanu

protokolu – TCP. Bez failu pārsūtīšanas, FTP piedāvā arī citus pakalpojumus.

Lietotājs var uzsākt interaktīvu darbu ar attālinātu mašīnu, piemēram, viņš var izdrukāt

tās kataloga saturu. Un visbeidzot, FTP veic lietotāju autentifikāciju. Pirms piekļūšanas pie faila,

saskaņā ar protokolu, lietotājam ir jāievada savu vārdu un paroli. Lai piekļūtu pie publiskiem

Interneta FTP arhīvu katalogiem, paroles autentifikācija netiek prasīta, un to var apiet ar, speciāli

tādai pieejai domāto, lietotāja vārdu Anonymous. TCP/IP stekā FTP protokols piedāvā

visplašāko pakalpojumu klāstu priekš darba ar failiem, bet tas ir arī visgrūtākais priekš

programmēšanas. Pielikumos, kur nav nepieciešamas visas FTP iespējas, var izmantot

vienkāršāko failu pārsūtīšanas protokolu TFTP (Trivial File Transfer Protocol), kas ir daudz

ekonomiskāks. Šis protokols realizē tikai failu pārsūtīšanu, bez tam kā transports tiek izmantots

daudz vienkāršāks protokols (nekā TCP) bez savienojuma uzstādīšanas – UDP.

Telnet protokols nodrošina baitu plūsmas starp procesiem, kā arī starp procesu un

terminālu. Visbiežāk šo protokolu izmanto priekš attālināta datora termināla emulācijas.

Izmantojot telnet servisu, lietotājs faktiski var vadīt attālinātu datoru tāpat, kā lokālais lietotājs,

tādēļ šādam pieejas veidam ir nepieciešama laba aizsardzība. Šī iemesla dēļ, telnet serveri kā

minimums vienmēr izmanto autentifikāciju pēc paroles, bet reizēm arī vēl spēcīgākus

aizsardzības līdzekļus, piemēram, Kerberos sistēmu.

SNMP protokolu (Simple Network Management Protocol) izmanto tīkla līmeņa

organizēšanai. No sākuma SNMP protokols tika izstrādāts priekš attālinātas Interneta

maršrutizatoru, ko tradicionāli sauc par slūžām, kontroles un vadības. Palielinoties popularitātei,

SNMP protokolu sāka izmantot arī priekš jebkura komunikācijas līdzekļa vadības –

koncentratoriem, tiltiem, tīkla adapteriem u.t.t. SNMP protokola vadības problēma ir iedalīta

divos uzdevumos. Pirmais uzdevums ir saistīts ar informācijas padošanu. Vadošās informācijas

nodošanas protokoli nosaka SNMP–aģenta, kas strādā vadāmajā iekārtā, un SNMP–monitora,

kas strādā uz administratora datora un ko bieži mēdz saukt arī par vadības konsoli, sadarbības

procedūru. Nodošanas protokoli nosaka paziņojumu formātus, ar kuriem apmainās aģenti un

monitors.

Otrais uzdevums ir saistīts ar kontrolējamajiem mainīgajiem, kas raksturo vadāmās

iekārtas stāvokli. Standarti reglamentē, kādiem datiem ir jāsaglabājas un jāsakrājas iekārtā, kā arī

šo datu nosaukumus un nosaukumu sintaksi. Standartos SNMP ir noteikta tīkla vadības

informacionālās datu bāzes specifikācijas. Šī specifikācija, pazīstama kā MIB (Management

Information Base) datu bāze, nosaka datu elementus, kurus vadāmajai iekārtai ir jāsaglabā, kā arī

iespējamās operācijas ar tiem.