2.7. Стеки протоколов и типы сетей

в автоматизированных системах

Протокол TCP

Протоколы, используемые совместно в сетях определенного типа,

объединяют в совокупности, называемые стеками протоколов. Широко

известны стеки протоколов ТСРЯР, SPX/IPX, X.25, Frame Relay (FR), ATM,

семиуровневые протоколы ЭМВОС.

64

2.7. Стеки протоколов и типы сетей

Наибольшее распространение получили протоколы TCP/IP в связи с их ис-

пользованием в качестве основных в сети Internet. TCP/IP — пятиуровневые

протоколы, но базовыми среди них, давшими название всей совокупности, яв-

ляются протокол транспортного уровня TCP (Transmission Control Protocol )и

протокол сетевого уровня IP (Internet Protocol). Эти протоколы поддержива-

ются такими ОС, как Unix и Windows-95/NT.

TCP —дуплексный транспортный протокол с установлением соединения. Под

установлением соединения подразумевают установление виртуального кана-

ла в сети путем обмена запросом и согласием на соединение между отправи-

телем и получателем сообщения. К другим функциям TCP относятся упаков-

ка и распаковка пакетов на концах транспортного соединения; управление

потоком - получатель одновременно с подтверждением правильности переда-

чи сообщает размер окна, т. е. число пакетов, которые получатель готов при-

нять, или, что практически то же самое, число пакетов, которые отправитель

может послать в сеть, не дожидаясь получения подтверждения об их правиль-

ном приеме; помещение срочных данных между специальными указателями,

т. е. возможность управлять скоростью передачи.

В программном обеспечении протокола TCP имеется программа-агент, ко-

торая постоянно готова к работе и при приходе запроса и установлении со-

единения генерирует свою копию для обслуживания создаваемого соединения,

а сама программа-родитель ждет новых вызовов.

В схеме установления соединения в сетях клиент — сервер предусмотрена

посылка клиентом запроса на соединение (команда ACTIVE_OPEN) с

указанием адреса сервера, тайм-аута (времени жизни), уровня секретности.

Можно сразу же поместить в запрос данные (тогда используется команда

ACTIVE_OPEN_WITH_DATA). Если сервер готов к связи, он отвечает коман-

дой согласия (OPEN_RECEIVED), в которой назначает номер соединения.

Далее командой SEND посылаются данные, а командой DELIVER

подтверждается их получение. Разъединение выполняется обменом команда-

ми CLOSE и CLOSING.

В одноранговых сетях используется трехшаговая процедура установления

соединения. Сначала инициатор А посылает запрос на установление прямого

соединения, затем приемник В отвечает согласием и посылает запрос на уста-

новление обратного соединения, узел А отвечает на это согласием.

Структура TCP-пакета (в скобках указано число битов) в предположении,

что пакет посылается от узла А к узлу В:

• порт отправителя Л (16);

• порт получателя 5(16);

• код позиции в сообщении, т. е. порядковый номер первого байта в поле

данных пакета, посылаемого от А к В (32);

• подтверждение в виде номера следующего байта, ожидаемого от узла

5(32);

65

2. Техническое обеспечение сапр

• управление (16), включающее данные о размере заголовка и ряд одно-

битовых признаков, например запроса на соединение, конца передаваемых дан-

ных, срочности передачи данных и т. п.;

• размер окна (16), предлагаемый узлом А, т. е. число байтов, которое может

послать узел В до получения подтверждения от узла А;

• контрольный код (16);

• дополнительные признаки (16);

• опции (24);

• заполнитель (8);

• данные.

Протокол TCP является байтовым в том смысле, что каждый байт сооб-

щения получает свой порядковый номер. Отсюда вытекает одно из ограниче-

ний на максимально допустимую в протоколе ТСРЛР пропускную способность.

Это ограничение составляет 232 байт / время жизни дейтаграммы, так как для

конкретного соединения в сети не должно одновременно существовать более

одного байта с одним и тем же номером.

Еще более жесткое ограничение возникает вследствие представления раз-

мера окна 16 битами. Это ограничение заключается в том, что за время Jv

прохождения пакета от отправителя к получателю и обратно в сеть может быть

направлено не более 216 информационных единиц конкретного сообщения. По-

скольку обычно такой единицей является байт, то имеем (216 • 8 бит) / Tv . Так,

для каналов со спутниками на геостационарных орбитах Tv составляет около