4.1.5. Реализация межсетевого взаимодействия средствами tcp/ip

В настоящее время стек TCP/IP является самым популярным средством организации составных сетей. Он имеет 4 уровня, нумеруемые сверху вниз римскими цифрами, и соответствует модели OSI достаточно условно, что видно из табл.7 [1, 5, 41, 42].

Прикладной уровень I объединяет все службы, предоставляемые системой пользовательским приложениям, например: доступа в режиме удаленного текстового терминала Telnet; доменных имен (Domain Name Service, DNS); «Всемирная паутина» (World-Wide Web, WWW). На нем функционируют протоколы: пересылки гипертекста (Hyper Text Transfer Protocol, HTTP); простого управления сетью (Simple Network Management Protocol, SNMP); пересылки файлов (File Transfer Protocol, FTP); простой пересылки (электронной) почты (Simple Mail Transfer Protocol, SMTP); простейший FTP (Trivial FTP, TFTP).

На основном (транспортном) уровне II функционируют протоколы:

• управления передачей TCP, обеспечивающий надежную информационную связь между двумя конечными узлами;

• дейтаграмм пользователя (User Datagram Protocol, UDP) – экономичное средство связи уровня межсетевого взаимодействия III с прикладным уровнем I. Он обеспечивает передачу прикладных пакетов дейтаграммным способом.

Уровень межсетевого взаимодействия III реализует концепцию коммутации пакетов в режиме без установления соединений. Основные протоколы: дейтаграммный IP, протоколы маршрутизации RIP, OSPF и другие. Вспомогательные протоколы: межсетевых управляющих сообщений (Internet Control Message Protocol, ICMP), межсетевого группового управления (Internet Group Management Protocol, IGMP), разрешения адресов (Address Resolution Protocol, ARP).

Протоколы уровня сетевых интерфейсов IV обеспечивают интеграцию в составную сеть других сетей. Этот уровень не регламентируется, но поддерживает все стандарты физического и канального уровней ЛС и ГС. Здесь работают протоколы: «IP для последовательных линий» (Serial Line IP, SLIP); «точка-точка» (Point-to-Point Protocol, PPP) [32-38, 41, 42].

Таблица 7

Уровни OSI	Протоколы стека TCP/IP										Уровни стека TCP/IP
7	HTTP	SNMP		FTP		Tel-net		SMTP		TFTP	I – прикладной
6
5	TCP									UDP	II – основной (транспортный)
4
3	IP		ICMP		RIP		OSPF		ARP		III – межсетевого взаимодействия
2	Не регламентируется Ethernet, Token Ring, FDDI, X.25, SLIP, PPP										IV – сетевых интерфейсов
1

4.2. Адресация в ip-сетях

4.2.1. Типы адресов стека tcp/ip

В стеке TCP/IP используются 3 типа независимых адресов: локальные (аппаратные), IP-адреса и символьные доменные адреса [1].

Локальный адрес используется средствами какой-то конкретной базовой технологии для доставки данных в пределах соответствующей подсети. В TCP/IP предполагается наличие подсетей и локальных адресов различных типов. Если подсеть – ЛС, то локальным адресом будет MAC-адрес. Уникальный MAC-адрес назначается сетевым адаптерам и сетевым интерфейсам маршрутизаторов производителями централизованно. Для всех технологий ЛС MAC-адрес имеет формат 6 байтов (16-ричные 4-битные числа парами объединены в байты), например, 11-A0-17-3D-BC-01 (здесь пары 16-тиричных чисел, по 4 бита каждое). Компьютер в ЛС может иметь несколько локальных адресов, некоторые устройства не имеют локальных адресов (глобальные порты маршрутизаторов, предназначенные для соединений «точка-точка»). Но протокол IP может работать и над протоколами более высокого уровня, например, IPX, X.25. Тогда локальными для IP будут адреса среды IPX или X.25.

IP-адрес необходим на сетевом уровне для передачи пакетов между сетями. В версии IPv4 он содержит 4 однобайтовых десятичных числа (0÷255), разделенных точками, например, 109.26.17.100. IP-адрес назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IPv4-адрес состоит из двух частей: назначенного номера сети и номера узла (независимого от локального адреса узла). Новый 128-разрядный IPv6-адрес является более сложным, но обеспечивает прекрасные возможности адресации. Маршрутизатор по определению входит сразу в несколько сетей, поэтому каждый его порт имеет собственный IP-адрес. Конечный узел также может входить в несколько IP-сетей. В этом случае компьютер должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом, IP-адрес характеризует не компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.

Символьный доменный адрес (доменное имя) содержит последовательность доменов, разделенных точками (это путь от адресата по восходящей иерархии доменов, где домен – имя или идентификатор), вида:

<узел>.<организация>.<группа>. … .<домен_высшего_уровня> .

Домен высшего уровня – обычно сокращение названия страны (ru – Россия, uk – Великобритания и т.д.). Однако, есть и другие его варианты. В США разные сети используют следующие домены высшего уровня: edu – вузы (Educational Institutions); gov – правительственные организации (Government Institutions); com – коммерческие организации (компании); org – структурные организации; mil – военные ведомства. Примеры адресов: g435.sapr.favt.tsure.ru, inform.microsoft.com.

Между доменным именем и IP-адресом нет никакого алгоритмического соответствия, поэтому нужны средства поддержки их соответствия (служба DNS) [1, 5].