9.4. Основи технології штекиет

Творці технології internet виходили з двох основоположних міркувань:

- Неможливо створити єдину фізичну мережу, яка дозволить задовольнити потреби всеж користувачів;

- Користувачам потрібен універсальний спосіб для встановлення з'єднань один з одним.

У межах кожної фізичної мережі під'єднані до неї комп'ютери використовують ту чи іншу технологію (Ethernet, Token Ring, FDDI, ISDN, з'єднання типу «точка - точка», а останнім часом до цього списку додалися мережа АТМ і бездротові технології). Між механізмами комунікацій, залежними від параметрів фізичних мереж, і прикладними системами вбудовується нове програмне забезпечення, яке забезпечує з'єднання різних фізичних мереж один з одним. При цьому деталі цього з'єднання «приховані» від користувачів і їм надається можливість працювати як би в одній великій фізичної мережі. Такий спосіб з'єднання в єдине ціле безлічі фізичних мереж отримав назву internet.

Для з'єднання двох і більше мереж в т1егпе * використовуються маршрутизатори (router) - комп'ютери, які фізично з'єднують мережі один з одним і за допомогою спеціального програмного забезпечення передають пакети з однієї мережі в іншу.

Технологія internet не нав'язує якусь певну топологію міжмережевих з'єднань. Додавання нової мережі до internet не спричиняє її приєднання до деякої центральної точки комутації або установки безпосередніх фізичних з'єднань зі всіма вже входять до т1егпе1 мережами. Маршрутизатор «знає» топологію за межами тих фізичних мереж, які він з'єднує, і, грунтуючись на адресі мережі призначення, передає пакет по тому або іншому маршруту. У internet використовуються універсальні ідентифікатори приєднаних до неї комп'ютерів (адреси), тому будь-які дві машини мають можливість взаємодіяти один з одним. У internet також повинен бути реалізований принцип незалежності користувальницького інтерфейсу від фізичної мережі, тобто повинна існувати безліч способів встановлення з'єднань і передачі даних, однакових для всіх фізичних мережних технологій.

Нагадаємо ще раз, що internet приховує деталі з'єднань мереж між собою. Тому з точки зору кінцевих користувачів і по відношенню до прикладних програм internet являє собою єдину віртуальну мережу, до якої приєднані всі комп'ютери - незалежно від їх реальних фізичних з'єднань. Кожен комп'ютер повинен мати програмне забезпечення доступу до 'ш1егпе1, яке дозволяє прикладним програмам використовувати Internet як одну фізичну мережу.

Фундаментальним принципом internet є рівнозначність всіх об'єднаних з її допомогою фізичних мереж: будь-яка система комунікацій розглядається як компонент internet, незалежно від її фізичних параметрів, розмірів передаваних пакетів даних і географічного масштабу.

9.5. Стек протоколів тср/1р

ТСР / IР - це промисловий стандарт стека протоколів, розроблений для глобальних мереж.

Свою назву протокол ТСР/1Р одержав від двох комунікаційних протоколів (або протоколів зв'язку) - Transmission Control Protocol (TCP) і Internet Protocol (IP).

Стандарти ТСР / IР опубліковані в серії документів, названих Request for Comment (RFC). Документи RFC описують внутрішню роботу мережі Internet. Деякі RFC описують мережеві сервіси або протоколи та їх реалізацію, в той час як інші узагальнюють умови застосування.

Лідируюча роль стека ТСР / IР пояснюється наступними його властивостями:

- Це найбільш завершений стандартний і в той же час популярний стек мережевих протоколів, що має багаторічну історію;

- Майже всі великі мережі передають основну частину свого трафіку за допомогою протоколу ТСР / IР;

- Це метод отримання доступу до мережі internet;

- Цей стек служить основою для створення 1п1гапе1 - корпоративної мережі, що використовує транспортні послуги internet і гіпертекстову технологію WWW, розроблену в Internet. Internet-мережі, які отримують все більш широке поширення, складаються з внутрішньокорпоративних WEB-серверів, доступ персоналу до яких організований через LAN або глобальні мережі;

- Всі сучасні операційні системи підтримують стек ТСР / IР;

- Це гнучка технологія для з'єднання різнорідних систем, як на рівні транспортних підсистем, так і на рівні прикладних сервісів;

- Це стійка масштабована межплатформенная середу для додатків «клієнт - сервер».

Стек ТСР / IР з точки зору системної архітектури відповідає еталонною моделі OSI (див.

рис. 9.1).

Протоколи ТСР / IР діляться на чотири рівні. Самий нижній (рівень IV) відповідає фізичному і канальному рівням моделі OSI. Цей рівень у протоколах ТСР / IР не регламентується, але підтримує всі популярні стандарти фізичного і канального рівня: для локальних мереж це Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethetnet, 100VG-AnyLAN, для глобальних мереж - протоколи з'єднань «точка - точка »SLIP і РРР, протоколи територіальних мереж з комутацією пакетів Х.25, Frame Relay. Розроблена також спеціальна специфікація, що визначає використання технології АТМ як транспорт канального рівня. Зазвичай при появі нової технології локальних або глобальних мереж вона швидко включається в стек ТСР / IР за рахунок розробки відповідного RFC. визначає метод інкапсуляції пакетів IР в її кадри.

До протоколів мережевого рівня відносяться протоколи SLIP (Serial Line Interface Protocol) і PPP (Point to Point Protocol), що забезпечують послідовну передачу даних.

Наступний рівень (рівень III) - це рівень міжмережевої взаємодії, який займаєте передачею пакетів з використанням різних транспортних технологій локальних і територіальне! мереж, ліній спеціального зв'язку і т. п.

В якості основного протоколу мережевого рівня (в термінах моделі OSI) у стеку використовує »протокол IР, що спочатку проектувався як протокол передачі пакетів в складових селю! складаються з великої кількості локальних мереж, об'єднаних як локальними, так і глобальні * »зв'язками. Тому протокол IР добре працює в мережах зі складною топологією, раціонально використовуючи наявність в них підсистем і ощадливо витрачаючи пропускну здатність низькошвидкісних ліній зв'язку Протокол IР є дейтаграмним протоколом, тобто він не гарантує доставку пакетів до узж »призначення, але намагається це зробити.

До рівня міжмережевої взаємодії відносяться і всі протоколи, пов'язані зі складанням і модифікацією таблиць маршрутизації, такі як протоколи збору маршрутної інформації RIP (Routing Information Protocol) і OSPF (Open Shortest Path First), ARP (Address Resolution Protocol), який динамічно перетворює IР- адреса в фізичний, RARP (Reverse Adress Resolution Protocol ), зворотний до АRР, що перетворює фізичну адресу в IР-адреса, IGMP (Internet Group management Protocol) дозволяє формувати в маршрутизаторах списки груп многоадресного мовлення, а також проток міжмережевих керуючих повідомлень ICMP (Internet Group Message Protocol) . Останній проток призначений для обміну інформацією про помилки між маршрутізатЬрамі мережі і вузлом ^ш джерел] пакета. За допомогою спеціальних пакетів ICMP повідомляється про неможливість доставки пакета, про перевищення часу життя або тривалості зборки пакета з фрагментів, про аномальні величина! параметрів, про зміну маршруту пересилання і типу обслуговування, про стан системи і т. п.

Наступний рівень (рівень II) називається транспортним. На цьому рівні функціонують протокол керування передачею ТСР (Transmission Control Protocol) і протокол дейтаграм користувача UDP (User Datagram Protocol) . Протокол UDP забезпечує надійну передачу повідомлень між! ®> віддаленими прикладними процесами за рахунок утворення віртуальних з'єднань. Протокол 1ШР забезпечує передачу прикладних пакетів дейтаграмним способом, як і IР, і виконує тільки функції сполучної ланки між мережним протоколом і численними прикладними процесами.

Верхній рівень (рівень I) називається прикладним. За довгі роки використання в мережах різних країн і організацій стек ТСР / IР нагромадив велику кількість протоколів і сервісів прикладного рівня. Зупинимося дещо докладніше на деяких з них.

- Telnet - протокол емуляції терміналу, що забезпечує передачу потоку байтів між прм цессами, а також між процесом і терміналом. Найбільш часто цей протокол використовується для емуляції терміналу віддаленого комп'ютера. При використанні сервісу 1е1пе1 користувач фактично керує віддаленим комп'ютером так само, як і локальний користувач, тому такий вид доступ вимагає хорошої захисту.

- FTP (File Transfer Protocol ) - реалізує віддалений доступ до файлу. Для того щоб знеструмити надійну передачу, FТР використовує як транспорт протокол з встановленням з'єднань - ТСР

- ТFТР ( Trivial File Transfer Protocol - найпростіший протокол передачі файлів на основі UDP.

- SМТР ( Simple Mail Transfer Protocol) - протокол передачі електронної пошти, що визначає правила взаємодії та формати управляючих повідомлень. Протокол SMTP підтримує передачу повідомлень (електронної пошти) між довільними вузлами мережі Інтернет. Маючи механізми проміжного зберігання пошти і механізми підвищення надійності доставки, протокол SMTP допускає використання різних транспортних служб. Він може працювати навіть у мережах, що не використовують протоколи сімейства ТСР / IР.

- RIP (Routing Information Protocol) - протокол обміну трасування інформацією між маршрутизаторами, що забезпечує динамічну маршрутизацію. Використовує класи як ознаку визначення префікса адреси.

- OSPF ( Open Shortest Path First) - протокол поширення маршрутної інформації між маршрутизаторами в автономній системі.

- DNS (Domain name System) - система доменних імен, що забезпечує перетворення символічних імен та псевдонімів мереж і вузлів у IР-адреси і назад.

        - SNMP (Simple Network Management Protocol) - простий протокол управління мережевими ресурсами. Протокол SNMP працює на базі UDP і призначений для використання мережними керуючими станціями. Він дозволяє керуючим станціям збирати інформацію про стан справ у мережі Інтернет. Протокол визначає формат даних, їх обробка та інтерпретація залишаються на розсуд керуючих станцій або менеджера мережі .

        - RPC (Remote Procedure Call) - протокол виклику віддалених процедур (запуску процесів на віддаленому комп'ютері).

NFS (Network File System) - відкрита специфікація мережевої файлової системи, введена Sun Microsystems. NFS використовує транспортні послуги UDP.