2.3 Tcp/ip хаттамасының тұтастығы
TCP хаттамасы. TCP хаттамасының өзі үлкен көлемді ақпараттарды қайта жіберу мәселелерімен IP хаттамасының мүмкіндіктеріне негізделе айналысады. Бұл қалай іске асады? Келесі жағдайда қарастыруға болады, егер пошта тек хатты ғана қабылдай алса,ол арқылы кітапты қалай жіберуге болады? Өте оңай:оны беттерге бөлшектеп, бөлек конверттермен беттерді жіберу. Алушы беттер нөмірі арқылы кітапты қайта қалпына келтіре алады. Осы оңай әдісті TCP қолданады. TCP жіберілетін бірнеше бөлімдерге ақпаратты бөледі. Әр бөлімді кейін қалпына келтіру үшін нөмірлейді. Осы нөмірді мәліметтермен қайта сілтеу үшін ол әр беттегі ақпаратқа мұқаба жасап конверттейді, оны TCP- конверт деп атаймыз. Алынған ТСР- пакет желі қолданыла алатын бөлек IP-пакетке кіреді. Алушы алғаннан кейін, IP- конвертті ашып TCP- конвертті көреді, рет-ретімен бөліктенген мәліметтерді сәйкесінше орнына қояды. Егер бір нәрсе жетіспесе, ол сол бөлікті қайта жіберуді талап етеді. Аяғында, мәліметтер түгелдей жиналып, керек ретпен қайта орнына келеді. Содан кейін бұл жиын жоғарғы қолданушыға жіберіледі (дискіге, бейне-бетке,баспаға).
Пакеттерді жіберу кезінде байланыс бағытындағы кедергілерден олардың жоғалып кетулері мүмкін. TCP бұл мәселені де шешеді. TCP ол үшін қателерді түзейтін кодтар жүйесін қолданады. Мұндай кодтау туралы ғылым бар. Мұның қарапайым мысалы ретінде бақылау қосындысының әр пакетіне қосу кодын алуға болады. TCP- конвертіне орналастыру кезінде TCP-тақырыбына жазылатын бақылау қосындысы есептеледі. Егер қабылдау кезінде есептелген қосынды конверттегі қосындымен сәйкес келмесе, онда бір нәрсе дұрыс емес, яғни кедергілер орын алған, ол үшін бұл пакетті қайта жіберу керек. IP әулеттік (семейство) хаттамаларының иерархиясы 16- суретте берілген.
16-сурет. IP әулеттік (семейство) хаттамаларының иерархиясы
Суреттің анықтылығы мен толықтырылуы үшін маңызды ескерту жасау керек: TCP модулі байт ағынын жазба арасындағы шекараны сақтамай-ақ пакеттерге бөледі. Егер бір қолданбалы үрдіс портта 3 жазба жасаса, онда басқа қолданбалы үрдістің виртуалды арнаның соңында өзінің портынан екінші соңынан жіберілген 3 жазбаны алуы міндетті емес. Барлық ақпараттар түзетілген және жіберу ретімен сақталған түрде алынады, бірақ ол бірнеше бөліктерге бөлінуі мүмкін. Бір жақты жазылатын хаттардың және екінші жақты саналатын хаттардың көлемі мен сандарының арасында байланыс жоқ. TCP барлық жіберілген мәліметтердің бекітілгенін талап етеді. Ол жеткізуді қамтамасыз ету үшін күту (таймаут) мен қайталап жіберуді пайдаланады. Бұрын жіберілген мәліметтерді қабылдауын растауды күтпей-ақ, жіберушіге кейбір мәліметтерді беру рұқсат етіледі. Осылайша, жіберілген және расталған мәліметтер арасында жіберілген, бірақ әлі расталмаған мәліметтердің терезесі болады. Растаусыз беруге болатын байт саны терезе көлемі деп аталады. Ереже бойынша, терезе көлемі желілік программалық қамтамасыздандыру файлдарында орнатылады. TCP-арна болып табылғандықтан, яғни мәліметтер бір уақытта екі бағытта беріле алады, егер осы жағдай орындалса, онда бір бағыттағы мәліметтерді растау үшін қарсы бағыттағы мәліметтермен бірге беруге болады. Виртуалды арналардың екі жақтағы қабылдағыштары буферлердің толып кетпеулерін қадағалайтын берілу мәліметтерін басқарады.
TCP Windows NT ортасының қолданушыларына барлық қол жетерлік сервистермен жұмыс істеуге мүмкіндік береді.
IP хаттамасы. Желіаралық IP хаттамасы- ең алғашқы кезде желі арасында транспорттық деңгейлік блоктардың кепілдендірмей жеткізілуіне арналған және әртүрлі желілік деңгейдегі хаттамаларды қолданған. Қазіргі кезде IP жұмыс станцияларының арасындағы мәліметтерді жеткізу үшін қолданылады. IP қолдануының жалпы схемасы келесі суретте көрсетілген.
17-сурет. IP қолдануының жалпы схемасы
IP модульді компьютерлер біріккен адрестік кеңістікке қосылған. Жоғарыдан төменге қозғалған кезде IP пакеттері төменгі деңгейлік мәліметтер блогына қойылады, ал төменнен жоғары қозғалу кезінде төменгі деңгейдегі мәліметтер блогына IP пакеті белгіленеді. IP модулінің негізгі тағайындалуы IP пакетін беру бағытының шешімін қабылдаудан тұрады. Беру бағыты алушының пакеттегі адресі бойынша маршрутизация кестесінің көмегімен анықталады.
Желілерді бірдей хаттамалармен біріктіру жол жоспарлағыш (маршрутизатор) көмегімен жүзеге асады. Желілерді әртүрлі хаттамалармен біріктіру әртүрлі хаттмаларды түсінетін шлюз көмегімен жүзеге асады. Қазіргі таңдағы жол жоспарлағыштар шлюз қызметін орындайды, себебі шлюз әртүрлі хаттамаларды түсінеді. Шлюздердің маршрутизация кестесінің құрамында желіні оларға қосатын тек қана адрес-маска бар. IP әр блокты бөле алады, осыдан кейін соңғы компьютерде немесе жол жоспарлағышта жинай алады. Мәліметтердің әр берілетін пакетіне IP тақырыбы қосылады.
Желі құрылымына байланысты таратқыш және қабылдағыш компьютер арасында бірнеше маршруттар болуы мүмкін. Пакетті қабылдайтын әр жол жоспарлағыш келесі тағайындау пункті туралы шешім қабылдайды. Транспорттық блоктың әртүрлі көріністері қабылдайтын компьютерге дейін әртүрлі маршрутпен жүре алады. Мұндай жолмен олар ретімен келмеуі мүмкін. Бұл жағдайда IP қабылдағыш компьютердегі ашық тізбекке көрініс-үзінділерді (фрагмент) жинайды.
4 нұсқалы IP пакетінің форматы төменде көрсетілген:
18-сурет. 4 нұсқалы IP пакетінің форматы
Version (нұсқа). Version өрісі хаттаманың кез келген дамуын бақылауға мүмүкіндік береді. Пакет тақырыбының дұрыс өңделуі үшін қабылдағыш және таратқыш жақтар хаттаманың нұсқасы жөнінде келісімге келулері керек. Бұл өрісте қарастырылып отырған нұсқасы үшін 4 саны (0100) бар. IP Header Lengh (тақырып ұзындығы).
IHL өрісі (4 биттік ұзындықты) 32 биттік сөздегі тақырып ұзындығын анықтайды.
Type of service (сервис типі). Бұл өріс (8 биттік ұзындықты) жоғары деңгейлі хаттамаларға қызмет көрсетудің сапасын, түрін беруге мүмкіндік береді. Үлкен үш бит (8, 9, 10) приоритетті береді. 32 разрядтық сөздің он бірінші биті (D биті) кідіріс деңгейін береді, он екінші бит (Т биті) өнімділік деңгейін береді, он үшінші бит (Т биті) сенімділік деңгейін береді. Қалған (кіші) екі бит резервтелген. Type of service өрісінде нөлдің пайда болуы пакеттің қызмет көрсету сапасына қандай да бір арнайы талаптың жоқтығын көрсетеді.
Total Lengh (жалпы ұзындық). Өріс 16 биттік ұзындықта болады және мәліметтер мен тақырыптарды қоса отырып, байтта пакеттің жалпы ұзындығын көрсетеді. IP пакетінің кеңес етілген ұзындығы- 576 байт.
Idintification (идентификатор). Өріс 16 биттік ұзындықта болады. Бастапқы IP-пакетін ұсақ IP-пакетіне таратқыш-түйінде бөлу және көрініс-үзінділерден (фрагмент) қабылдағыш-түйініне бастапқы пакетті жинау үшін қолданады. Бірдей іdintification мәні бар көрініс-үзінділер (фрагмент) бір сегментке, яғни бастапқы IP-пакетіне жатады.
Flags (жалаушалар). Өріс үш биттен тұрады. Үлкен (он алтылық) биттің нөлдік мәні болуы керек. Егер 17 биті (DF биті, Dount Fragment) 1-ге орнатылса, онда бұл берілген IP-пакеті бөліне алмайтындығын білдіреді. Егер жалаушаның 18 биті (MF биті-More Fragments- тағы да көрініс-үзінділер (фрагмент)) 1-ге орнатылса, онда бұл берілген IP-пакеті сегменттегі соңғысы еместігін, тағы да көрініс-үзінділердің (фрагмент) бар екенін білдіреді.
Fragment Offset (көрініс-үзінділердің (фрагмент) араласуы). Өрісте 13 бит бар. Сегменттегі көрініс-үзінділердің (фрагмент) реттелуі үшін қолданылады. Қабылдағыш компьютердегі IP модулі бұл өрісті сегмент көрініс-үзінділерін (фрагмент) жинау үшін қолданады. Егер ең болмағанда бір көрініс-үзінді (фрагмент) алынбаса, онда барлық қалған көрініс-үзінділер (фрагмент) лақтырылады және сегмент қабылданбаған болып есептелінеді.
Time to live (өмір уақыты). Өрісте 8 бит бар. Пакет уақытын шектейтін есептеуіш ретінде болады. Есептеуіш пакет пен жол жоспарлағыштың әр өңделуі кезінде 1-ге қысқарып отырады. Есептеуіш нөлге жеткен кезде пакет жойылады.
Protocol (хаттама). Өрісте 8 бит бар. IP-пакетін өңдеу үшін қолданылатын жоғары деңгейлі хаттаманы береді.
Header Checksum (тақырыптың бақылау қосындысы). Өрісте 16 бит бар. Тақырыптың толықтығын анықтау үшін қолданылады. Егер қабылдағыш-түйінде есептелген бақылау қосындысы қабылдағыш IP-пакетіндегі қосындымен сәйкес келмесе, бұл пакет жойылады. Time to live өрісі жол жоспарлағыш арқылы өту кезінде өзгерсе, ондағы бақылау қосындысы қайта есептелінеді және жазылады.
Source Address (жіберуші адресі). Өріс 32 биттен тұрады. IP-пакетіне ауыстырылатын мәліметтердің көзі болып табылатын түйіннің IP адресін құрайды, жоғары деңгейдегі мәліметтер сол пакетке ауыстырылады.
Destination Address (қабылдаушы адресі). Өріс 32 битті құрайды. IP-пакетіне ауыстырылатын мәліметтер тағайындалған түйіннің IP-адресі ретінде болады.
Options (қосымша қызметтер). Options өрісі айнымалы өлшемі болуы мүмкін және қосымша қызметтің әртүрлілігін қолдау үшін қолданылады. Options өрісінде мәліметтер берілуінің қауіпсіздігін қамтамасыздандыру үшін, маршрутты таңдау мен тасымалдау үшін және басқада қызметтік ақпарат үшін қосымша ақпарат жазылуы мүмкін.
Data (данные). Айнымалы ұзындығының өрісі. Мұнда жоғарғы деңгейдегі мәліметтер ауысытрылады.