10. Транспортный протокол tcp

Протокол TCP (Transmission Control Protocol) транспортного уровня, обеспечивает надежную передачу данных в сети. Его транспортный адрес в заголовке IP-сегмента равен 6. Обмен данными осуществляется посредством TCP-пакетов. В Табл. 1.4 приведен формат заголовка TCP-пакета.

Таблица 1.4

Формат сегмента TCP
Бит	0 — 3	4 — 9	10 — 15	16 — 31
0	Порт источника			Порт назначения
32	Номер последовательности
64	Номер подтверждения
96	Смещение данных	Зарезервировано	Флаги	Окно
128	Контрольная сумма			Указатель важности
160	Опции
160/192+	Данные

В отличие от протокола UDP, который может сразу же начать передачу пакетов, TCP перед передачей данных осуществляет:

• установка соединения;

• передача данных;

• завершение соединения.

При обмене данными приемник использует номер последовательности, содержащийся в получаемых сегментах, для восстановления их исходного порядка. Приемник уведомляет передающую сторону о номере последовательности, до которой он успешно получил данные, включая его в поле номер подтверждения. Если впоследствии будет принят сегмент, относящийся к ожидаемому номеру последовательности, то порядок данных автоматически восстанавливается исходя из номеров последовательностей в сегментах.

Последний сегмент, содержащий команду, обязан содержать флаг PSH, чтобы приложение на принимающей стороне смогло начать ее выполнение.

Протоколы транспортного уровня, обеспечивающие надежную передачу данных, предполагают подтверждение принимающей стороной правильность полученных данных. Для этого используется принцип скользящего окна (sliding window), который заключается в том, что каждая сторона может отправлять партнерутакое максимальное количество байт, какое партнер указал в поле размер окна заголовка TCP-пакета, подтверждающего получение предыдущих данных. Принцип скользящего окна обеспечивает опережающую посылку данных с отложенным их подтверждением. Если в течение некоторого времени не будет получено отложенное подтверждение отправленного пакета, то отправляющий TCP-модуль будет вынужден повторить посылку всех TCP-пакетов, начиная с неподтвержденного пакета.

Хотя протокол проверяет контрольную сумму по каждому сегменту, используемый алгоритм считается ненадежным.

11. Протокол дейтаграмм udp

Протокол дейтаграмм пользователя UDP транспортного уровня базируется на возможностях, предоставляемых межсетевым протоколом IP. Его транспортный адрес в заголовке IP-сегмента равен 17. Заголовок UDP-пакета содержит двухбайтовые поля – порт источника и порт приемника. Поле Длина содержит длину всего UDP-пакета. Основная задача UDP – обеспечение быстрой передачи данных в сети. Основные характеристики протокола UDP: реализует взаимодействие в режиме без установления логического соединения; не имеет средств уведомления источника UDP-пакета о правильности/ошибочности в его приеме адресатом и не гарантирует надежной передачи данных; имеет поле, содержащее контрольную сумму, подсчитанную для заголовка, данных и псевдозаголовка.

IP-маршрутизация. IP-Маршрутизация – процесс выбора маршрута для передачи пакета из одной сети в другую. Под маршрутом понимается последовательность маршрутизаторов, через которые проходит пакет по пути к узлу-назначению. Маршрутизатор должен иметь несколько IP-адресов с номерами сетей, соответствующими номерам объединяемых сетей.

Маршрутизация осуществляется на узле-отправителе в момент отправки IP-пакета, а затем на IP-маршрутизаторах.

Принцип маршрутизации на узле -отправителе выглядит достаточно просто. Когда требуется отправить пакет узлу с определенным IP-адресом, то узел-отправитель выделяет с помощью маски подсети из собственного IP-адреса и IP-адреса получателя номера сетей. Далее номера сетей сравниваются и если они совпадают, то пакет направляется непосредственно получателю, в противном случае – маршрутизатору, чей адрес указан в настройках протокола IP. Выбор пути на маршрутизаторе осуществляется на основе информации, представленной в таблице маршрутизации – специальной таблице, сопоставляющей IP-адреса сетей с адресами следующих маршрутизаторов, на которые следует отправлять пакеты с целью их доставки в эти сети. Обязательной записью в таблице маршрутизации является так называемый маршрут по умолчанию, содержащий информацию о том, как направлять пакеты в сети, адреса которых отсутствуют в таблице, поэтому нет необходимости описывать в таблице маршруты для всех сетей. Таблицы маршрутизации могут строиться "вручную" администратором или динамически, на основе обмена информацией, который осуществляют маршрутизаторы с помощью специальных протоколов – протоколов динамической маршрутизации.