15.Основные положенияконцепции tcp/ip. Сетевая модель tcp/ip. Канал ьный, сетевой, транспоргный уровни и уровень приложений.

Стек протоколов TCP/IP

[Transmission Control ProtocoI/Internet Protocol - протоколуправления передачей) - набop сетевых протоколов разных уровней модели сетевого взаимодействия DOD, используемых в сетях. Протоколыработают друг с другом в стеке (stack, стопка) - это означает, что протокол, располаг;ающийся на уровне выше, работает «поверх» нижнего, используя механизмы инкапсуляции. Например, протоколЮР работает поверх протокола IP.Стек протоколов TCP/IP основан на модели сетевого взаи модействия DOD и включаетв себя протоколы четырёх уровней:- прикладного (application - приложения конечных пользо

вате л ей),- транспортного (transport - доставка данных между программами в сети),- сетевого (network - адресация и маршрутизация),- канального (data link - сетевые аппаратные средстваиих драйверы).Протоколы этих уровней полностью реализуют функциональные возможности моделиOSI. На стеке протоколов ТСP/IP построено всё взаимодействие пользователей в IP-сетях. Стек являетсянезависимым от физической средыпередачи данных.Прикладной уровень определяет способ общения прило,жений. Этот уровень обеспечивает такие протоколы, какНТТР, FTP, Telnet.Транспортный уровень позволяет сетевым приложениямполучать сообщения по строго определенным каналам сконкретными параметрами.На сетевом уровне определяются адреса компьютеров,выделяются логические сет^и подсети, реализуетсямаршрутизация.На канальном уровне опред еляется адресация физических интерфейсов сетевых устройств, например сетевых плат. К этому уровню относятся программы управления физическими сетевыми устройства - драйверыНазвание блока данных завцсит от того, на каком уровнестека протоколов он находится:На 1 уровне - кадрНа 2 уровне - IP-пакетНа 3 уровне - TCP-пакет илиUDP-датаграммаНа 4 уровне - приложенияНа каждом уровне добавлявтся служебная информация.Добавление служебной информации при прохождении со,общения по уровням называется инкапсуляцией.Переданный по сети кадр впункте назначения преобразуется в обратном порядке, проходя по уровням протокола снизу вверхФизический уровеньФизический уровень описывает среду передачи данных(будь то коаксиальный кабе^ь, витая пара, оптическое волокно или радиоканал), физические характеристики такойсреды и принцип передачи данных (разделение каналов,модуляцию, амплитуду сигналов, частоту сигналов,способ синхронизации передачи,время ожидания ответа и максимальное расстояние).Канальный уровеньКанальный уровень описывает, каким образом передаются пакеты данных через физический уровень,включая кодирование (то есть специальные последовательности би

т, определяющих начало и конец пакета данных). Ethernet, например, в полях заголовка пакета содержит указание того, какой машине или машинам в сети предназначенэтот пакет.Примеры протоколов канального уровня - Ethernet, IEEE802.11 Wireless Ethernet, SLIP, Token Ring, ATM и MPLS.PPP не совсем вписываетсяв такое определение, поэтому обычно описывается в виде пары протоколов HDLC/SDLC.MPLS занимает промежуточное положение между канальным и сетевым уровнем и, строго говоря, его нельзя отнести ни к одному из них.Канальный уровеньиногда разделяют на 2 подуровня - LLC и MAC.Сетевой уровеньСетевой уровень изначальноразработан для передачи данных из одной (под)сети в другую. Примерами такого пр

отокола является Х.25 и IPCв сети ARPANET.С развитием концепции глобальной сети в уровень быливнесены дополнительные возможности по передаче из любой сети в любую сеть, независимо от протоколов нижн его уровня, а также возможность запрашивать данные отудалённой стороны, например в протоколе 1СМР(используетея для передачи диагностической информации 1Р-соединения) и IGMP (используется для управления multica st-потока ми).ICMP и IGMP расположенынад IP и должны попасть на следующий - транспортный -уровень, но функциональноявляются протоколами сетевого уровня, и поэтому их невозможно вписать в модельOSI.

Пакеты сетевого протокола IР могут содержать код, указывающий, какой именно протокол следующего уровня нужно использовать, чтобы извлечь данные из пакета. Эточисло - уникальный IP-номерпротокола. ICMP и IGMP имеют номера, соответственно,1 и 2.К этому уровню относятся: DHCP, DVMRP, ICMP, IGMP, MARS, PIM, RIP, RIP2, RSVPТранспортный уровень

Протоколы транспортного уровня могут решать проблемунегарантированной доставкисообщений («дошло ли сообщение до адресата?»), а также гарантировать правильную последовательность прихода данных. В стеке TCP/IPтранспортные протоколы определяют, для какого именно приложения предназначеныэти данные.Протоколы автоматической маршрутизации, логически представленные на этом уровне (поскольку работают поверх IP), на самом деле являются частью протоколов сетевого уровня; например OSPF(IP идентификатор 89).TCP (IP идентификатор 6) - «гарантированный» транспортный механизм с предварительнымустановлениемсоединения, предоставляющий приложению надёжный поток данных, дающий уверенностьв безошибочности получаемых данных, перезапрашивающий данные в случае потери и устраняющий дублиров ание данных. TCP позволяетрегулировать нагрузку на се ть, а также уменьшать время ожидания данных при передаче на большие расстояния. Более того, TCP гарантирует, что полученные данные были отправлены точно в такой же последовательности. В этом его главное отличиеот UDP.UDP (IP идентификатор 17) протокол передачи датаграмм без установления соединения. Также его называют протоколом «ненадёжной» передачи, в смысле невозможности достовериться в доставке сообщения адресату, а такжевозможного перемешивания пакетов. В приложениях, требующих гарантированной передачи данных, используетея протокол TCP.UDP обычно используется втаких приложениях, как потоковое видео и компьютерные игры, где допускается потеря пакетов, а повторный запрое затруднён или не оправдан, либо в приложениях вида запрос-ответ (например, запросы к DNS), где создани е соединения занимает больше ресурсов, чем повторнаяотправка.И TCP, и UDP используют^ля определения протокола верхнего уровня число, назы

ваемое портом.Прикладной уровеньНа прикладном уровне работает большинство сетевых приложений.

Эти программы имеют своисобственные протоколы обмена информацией, например, НИР для WWW, FTP (передача файлов), SMTP (электронная почта), SSH (безопасное соединение с удалённоймашиной), DNS (преобразование символьных имён в IP-адреса) и многие другие.В массе своей эти протоколы работают поверх ЮР илиUDP и привязаны копределённому порту,например:- HTTP на ТСР-порт 80 или 8080,-FTP на ТСР-порт 20 (для передачи данных) и 21 (для уп равляющих команд),-SSH на ТСР-порт 22,- запросы DNS на порт UDP (реже TCP) 53,- обновление маршрутов попротоколу RIP на 1ЮР-порт520.Эти порты определены Агентством по выделению имен и уникальных параметров протоколов (I AN А).К этому уровню относятся:Echo, Finger, Gopher, HTTP,HTTPS, IMAP, IMAPS, IRC,NNTP, NTP, POP3, POPS, QOTD, RTSP, SNMP, SSH.Telnet, XDMCP.