5.1.1. Network Access Layer (Уровень доступа к среде передачи)

Функции:

• отображение IP-адресов в физические адреса сети (MAC-адреса);

• инкапсуляция IP-дейтаграмм (datagrams) в кадры (frames) для передачи по физическому каналу и передача кадров.

На этом уровне работает протокол ARP, осуществляющий отображение адресов IP‑>MAC.

5.1.2. Internet Layer (Межсетевой уровень) и протокол ip

Основным протоколом этого уровня является протокол IP (Internet Protocol).

Функции IP:

• определение дейтаграммы - основного блока передачи данных в Интернет;

• определение схемы адресации в Интернет;

• передвижение данных между транспортным уровнем и уровнем доступа к среде передачи;

• маршрутизация дейтаграмм;

• фрагментация и дефрагментация дейтаграмм.

Протокол IP доставляет данные от одного IP-адреса к другому. Заголовок дейтаграммы содержит IP-адреса отправителя и получателя и другую служебную информацию. При необходимости на уровне протокола IP происходит фрагментация и дефрагментация дейтаграмм. Такая необходимость может возникнуть на границе физических сред с различными MTU (Maximum Transfer Unit - максимальный размер передаваемого блока данных).

Протокол IP является ненадежным протоколом без установки соединения. Это означает, что протокол IP не подтверждает доставку данных, не контролирует целостность полученных данных и не производит операцию квитирования (handshaking) - обмена служебными сообщениями, подтверждающими установку соединения с хостом назначения. IP-дейтаграмма запускается в сеть и ее дальнейшая судьба никак не контролируется хостом отправления (на уровне протокола IP). Если дейтаграмма не может быть доставлена, она уничтожается. Хост, уничтоживший дейтаграмму, отправляет по обратному адресу ICMP-сообщение (см. далее) о причине сбоя.

Хостом в Интернет называется любой компьютер, имеющий IP-соединение с сетью. IP-адрес уникально идентифицирует в Интернет IP-интерфейс хоста. Это значит, что хост, имеющий несколько IP-интерфейсов (например, несколько сетевых карточек, подсоединенных к локальным сетям с IP-трафиком) имеет несколько IP-адресов.

5.1.3. Протокол icmp

Вторым важным протоколом межсетевого уровня является протокол управляющих сообщений Интернет — ICMP (Internet Control Message Protocol), являющийся неотъемлемой частью модуля IP.

Протокол ICMP доставляет диагностические и управляющие сообщения от одного IP-адреса к другому. Сообщения делятся на типы, определяемые номерами, внутри типов сообщения идентифицируются числовыми кодами или именами.

5.1.4. Transport Layer (Транспортный уровень)

Протоколы транспортного уровня обеспечивают прозрачную доставку данных (end-to-end delivery service) между двумя процессами. Процесс внутри хоста идентифицируется номером, который называется номером порта. Таким образом, роль адреса на транспортном уровне выполняет номер порта (или, проще, ‑ порт). Совокупность IP-адреса и номера порта называется сокетом (socket). Как IP адрес уникально определяет в Интернет IP-интерфейс (хост), сокет уникально идентифицирует в Сети конкретный процесс.

Например, сокет 194.84.124.4.25 состоит из IP-адреса хоста 194.84.124.4 и номера порта 25 и идентифицирует запущенный на хосте 194.84.124.4 демон электронной почты, который всегда использует порт 25. Этот и некоторые другие порты относятся к так называемым «широко известным сервисам», т.е. их номера закреплены за процессами, выполняющими определенные стандартные функции. Например, при обращении на порт номер 80 всегда устанавливается связь с сервером WWW (если таковой вообще запущен на вызываемом хосте). Список портов хорошо известных сервисов в паре с названием обслуживающего каждый сервис транспортного протокола находится в файле /etc/services.

На транспортном уровне работают два основных протокола: UDP и TCP.