10 Сетевые программные средства
10.1Протоколы обмена данными в сети
Для обеспечения обмена данными между различными ПК необходимо выполнить определенные правила (также как для осуществления транспортных потоков при езде автомашин по дороге разработаны правила дорожного движения , дорожные знаки).
В ЛВС в качестве правил движения выступают протоколы.
В ЛВС данные передаются между ПК в виде блоков т. е. пакетов одинаковой длины. Разделение на пакеты необходимо, т. к. длина передаваемой информации может быть разной.
Пакет состоит из заголовка и блока данных. В заголовке указывается адрес назначения пакета, т. е. адрес ПК, которому адресован этот пакет, а также обратный адрес (ПК-отправителя). Здесь – как в письме, отправляемом по традиционной почте. Как и на почте, в ЛВС могут быть "письма с уведомлением о вручении", т. е. может быть подтверждение о получении пакета по нужному адресу.
Существуют различные типы протоколов передачи данных в компьютерной сети. Рассмотрим самые употребительные из них.
10.1.1Протокол Netbios (Netbeui)
Протокол Netbios (Netbeui) был разработан в 1980 г. фирмой IBM.
С его помощью происходят внутренние взаимодействия серверов и служб Windows NT/2000, такие как просмотр и межпроцессное общение между сетевыми серверами. Это очень быстрый протокол взаимодействия. При передаче данных в сети между ПК по этому протоколу используются имена Netbios, присвоенные каждому ПК
Недостаток протокола Netbios: в нем нет средств маршрутизации, поэтому его нельзя использовать для больших сетей.
10.1.2Протокол tcp/ip
В настоящее время наиболее перспективен протокол TCP/IP
Достоинства TCP/IP:
Масштабируемость, т.е. независимость от аппаратной базы.
Использование в различных сетях (NT/2000, NetWare).
Открытость, т. е. допускается внесение дополнений и изменений в этот протокол (например, это требуется при совместном использовании в ПК различных ресурсов (или в сети) от разных поставщиков).
Высокая надежность.
Основную идею протокола TCP/IP можно иллюстрировать на примере перевозки деревянного сруба дома на другое место. Необходимо разобрать дом, пронумеровать до этого все бревна, погрузить на грузовики, привести на место и собрать, причем пути передвижения грузовиков с частями дома могут быть различны.
Протокол TCP/IP состоит в свою очередь из набора других протоколов (Telnet, SNMP, RIP и др.), поэтому он называется стеком.
Стек был разработан по инициативе Министерства обороны США (Department of Defence, DoD) более 20 лет назад для связи экспериментальной сети ARPAnet с другими сателлитными сетями как набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды. Сеть ARPA поддерживала разработчиков и исследователей в военных областях. В сети ARPA связь между двумя компьютерами осуществлялась с использованием протокола Internet Protocol (IP), который и по сей день является одним из основных в стеке TCP/IP и фигурирует в названии стека.
Протокол IP передает IP-пакеты с одного узла сети на другой по лучшему из маршрутов, но IP не гарантирует доставку пакета. Протокол IP является дейтаграммным протоколом, то есть он не гарантирует доставку пакетов до узла назначения, но старается это сделать.
Протокол TCP обеспечивает коррекцию ошибок за счет подтверждения приема всех посланных пакетов.
Сначала формируется "стартовый пакет", который посылается на узел-адресат (через IP). Когда возвращается пакет "O'K, я готов", то начинается контролируемый разговор между хостами. Если пакет поврежден, то TCP посылает данные повторно.
Размеры пакета определяются TCP исходя из возможностей среды, к которой подключен узел. Обычно он лежит в пределах 100…1500 байтов.
Разбивка информации
на части
Нумерация частей
информации
Добавление к
каждой части
IP-адреса
получателя
(получение
пакетов)
Передача пакетов
в сети (может быть разными
путями)
Сортировка
полученных
пакетов
Сборка информации
в единое целое
Если сборка
неудачна, то запрос на повторную передачу
пакета
тср
IP
TCP
Схема передачи информации по протоколу TCP/IP
Каждый IP-пакет имеет IP-адрес узла-получателя и IP-адрес узла-отправителя. Для отправки IP-пакета на другой узел необходимо знать аппаратный адрес этого узла.
Есть специальный протокол ARP (Address Resolution Protocol) где хранится IP-адрес узла локальной сети и соответствующий ему аппаратный адрес.
Если в кэше ARP будет найден нужный аппаратный адрес, то пакет отправится адресату.
Если в кэше ARP этого адреса нет, то будет выдан широковещательный ARP-запрос в локальную сеть: "Эй, кто-нибудь использует IP-адрес WXYZ? Если да, то отправьте ваш аппаратный адрес мне на мой аппаратный адрес ABCD".
Если ответ получен, то он помещается в кэш для дальнейшего использования. Если нет, то в кэше ARP будет поиск аппаратного адреса шлюза по умолчанию, чтобы шлюз отправил этот пакет в другую сеть.
Особенность архитектуры TCP/IP: здесь нет центрального органа. Узлы сети взаимодействуют друг с другом и если какой-либо ПК вышел из строя, то сеть продолжает работу. Это – причина его высокой надежности. TCP/IP использует одноранговую структуру в отличие от традиционной структуры, когда всем в сети управляет центральный ПК.