Протоколы Internet: tcp/ip
Презентация 6-03: протоколы Internet: TCP/IP
Протоколы TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) были разработаны по заказу Министерства обороны США 30 лет назад для организации связи в рамках экспериментальной сети ARPAnet и представляет собой набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды. Первая реализация стека TCP/IP была создана в стенах университета Беркли для операционнной системы UNIX. Популярность UNIX и удачные идеи, заложенные в TCP/IP, привели к образованию и бурному развитию международной сети Internet. Все протоколы семейства TCP/IP и связанные с ними проходят стандартизацию в организации IETF через выпуск так называемых RFC-документов (Request For Comment).
Протоколы, входящие в TCP/IP, частично соответствуют модели OSI (см. Рисунок 2.34, «Соответствие стека TCP/IP модели OSI»). Стек TCP/IP поддерживает на нижнем уровне все популярные стандарты физического и канального уровней: для локальных сетей — Ethernet, Token Ring, FDDI, для глобальных — PPP, ISDN. Основными протоколами стека, давшими ему название, являются протоколы IP и TCP, относящиеся к сетевому и транспортному уровням соответственно. IP обеспечивает продвижение пакета по сети, TCP гарантирует надёжность его доставки.
За долгие годы использования стек TCP/IP пополнился множеством протоколов прикладного уровня: FTP, SMTP, HTTP и т. п.
Рисунок 2.34. Соответствие стека TCP/IP модели OSI
Поскольку стек TCP/IP изначально создавался для глобальной сети, он имеет много особеностей, дающих ему преимущество перед другими протоколами, когда речь заходит о глобальных коммуникациях. Это возможность фрагментации пакетов, гибкая система адресации, простота широковещательных запросов. На сегодня TCP/IP — самый распространённый протокол вычислительных сетей.
Для UNIX-систем TCP/IP исторически являлся первым и остается основным сетевым протоколом. Рассмотрим, как в UNIX осуществляется администрирование сетевых соединений на основе TCP/IP.
Сетевой интерфейс в unix
Презентация 6-04: сетевой интерфейс в UNIX
Основной сетевой подсистемы UNIX является сетевой интерфейс. Сетевой интерфейс — это абстракция, связывающая канальный и сетевой (протокол TCP/IP) уровни сети в UNIX.
Сетевой интерфейс создается в момент загрузки драйвера сетевого устройства (например, сетевой карты) или создания логического соединения (например, в случае PPP). Каждый сетевой интерфейс в системе имеет уникальное имя, состоящее из типа устройства и номера (0 или больше для однотипных устройств). Под типами устройств в различных UNIX-системах может пониматься вид протокола канального уровня (Ethenet — eth) или название драйвера устройства (Realtek — rl).
Интерфейс имеет набор параметров, большая часть которых относятся к сетевому уровню (IP-адрес, маска сети и т. п.). Важным параметром сетевого интерфейса является аппаратный адрес (в случае Ethernet аппаратный адрес называется MAC-адрес и состоит из шести байтов, которые принято записывать в шестнадцатеричной системе счисления и разделять двоеточиями).
Основной утилитой для просмотра и управления параметрами сетевых интерфейсов в UNIX служит ifconfig. В настоящее время в ряде систем наряду с ней используется более современная утилита ip, с отличающимся синтаксисом параметров командной строки. Далее в приводимых примерах мы будем использовать в первую очередь традиционную и на сегодняшний день более распространённую утилиту inconfig
Утилита ifconfig, вызванная в командной строке без параметров, выводит сведения обо всех настроенных в данный момент сетевых интерфейсах. Чтобы просмотреть информацию о конкретном интерфейсе, необходимо указать его имя в качестве параметра ifconfig:
Пример 2.5. Просмотр параметров сетевых интерфейсов (ifconfig)
desktop ~ # ifconfig eth0
eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0D:60:8D:42:AA
inet addr:192.168.1.5 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:6160 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:5327 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:1006 txqueuelen:1000
RX bytes:3500059 (3.3 Mb) TX bytes:2901625 (2.7 Mb)
Base address:0x8000 Memory:c0220000-c0240000
desktop ~ # ifconfig lo
lo Link encap:Local Loopback
inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0
UP LOOPBACK RUNNING MTU:16436 Metric:1
RX packets:188 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:188 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:0
RX bytes:14636 (14.2 Kb) TX bytes:14636 (14.2 Kb)
Обычно выполнение ifconfig требует прав суперпользователя или разрешается пользователям, входящим в специальную «административную» группу (например, netadmin). Настройка сетевых параметров, связанных с интерфейсом, выполняется с помощью той же утилиты ifconfig, о чем будет сказано далее.
Для диагностики трафика на канальном уровне применяется специальные программы. Самыми распространёнными в UNIX являются tcpdump и ethereal. При «прослушивании» канала, эти программы взаимодействуют с заданным сетевым интерфейсом.