3.3.2 Эволюция протоколов
Набор протоколов представляет собой множество протоколов, которые используются вместе для предоставления комплексных сетевых сервисов. Начиная с 1970-х годов было несколько различных пакетов протоколов, некоторые из которых были разработаны организацией по стандартизации, а другие разработаны различными поставщиками.
Во время эволюции сетевых коммуникаций и Интернета существовало несколько конкурирующих пакетов протоколов, как показано на рисунке.
Internet Protocol Suite или TCP/IP - это наиболее распространенный и актуальный набор протоколов, используемый сегодня. Пакет протоколов TCP/IP представляет собой открытый стандартный набор протоколов, поддерживаемый рабочей группой Internet Engineering Task Force (IETF).
Протоколы взаимодействия открытых систем (OSI) - это семейство протоколов, разработанных совместно в 1977 году Международной организацией по стандартизации (ИСО) и Международным союзом электросвязи (МСЭ). Протокол OSI также включал семиуровневую модель, называемую эталонной моделью OSI. Эталонная модель OSI классифицирует функции ее протоколов. Сегодня OSI в основном известен своей многоуровневой моделью. Протоколы OSI в основном были заменены TCP/IP.
AppleTalk - Краткосрочный фирменный пакет протоколов, выпущенный компанией Apple Inc. в 1985 году для устройств Apple. В 1995 году Apple приняла использование TCP/IP вместо AppleTalk.
Novell NetWare - недолговечный фирменный пакет протоколов и сетевой операционной системы, разработанный компанией Novell Inc. в 1983 году с использованием сетевого протокола IPX. В 1995 году компания «Новелл» приняла использование TCP/IP вместо IPX.
3.3.3 Пример протокола tcp/ip
Протоколы TCP/IP работают на транспортном, сетевом уровнях и уровне приложений. На уровне доступа к сети нет протоколов TCP/IP. Наиболее распространенными протоколами LAN уровня доступа к сети являются протоколы Ethernet и WLAN (беспроводная локальная сеть). Протоколы уровня сетевого доступа обеспечивают доставку IP-пакетов по физическому средству подключения.
На рисунке показан пример трех протоколов TCP/IP, используемых для отправки пакетов между веб-браузером хоста и веб-сервером. HTTP, TCP и IP используются протоколы TCP/IP. На уровне доступа к сети в примере используется Ethernet. Однако это также может быть беспроводной стандарт, такой как WLAN или сотовая связь.
3.3.4 Набор протоколов tcp/ip
Сегодня пакет протоколов TCP/IP включает в себя множество протоколов и продолжает развиваться для поддержки новых служб. Наиболее распространенные показаны на рисунке.
TCP/IP - это набор протоколов, используемый в Интернете и сетях сегодняшнего дня. TCP/IP имеет два важных аспекта для поставщиков и производителей:
Открытый стандартный набор протоколов - это означает, что он свободно доступен для общественности и может быть использован любым поставщиком на их оборудовании или в их программном обеспечении.
Набор протоколов на основе стандартов - это означает, что он был одобрен сетевой индустрией и одобрен организацией по стандартизации. Использование стандартов в разработке и реализации протоколов гарантирует, что продукты от разных производителей будет успешно взаимодействовать между собой.
Нажмите каждую кнопку для краткого описания протоколов на каждом уровне.
Уровень приложений
Система доменных имен
Система доменных имен (* DNS ) Преобразует имена доменов, например cisco.com, в IP-адреса.
Конфигурация хоста
DHCPv4 - протокол динамической настройки узлов. Сервер DHCPv4 динамически назначает информацию адресации IPv4 клиентам DHCPv4 при запуске и позволяет повторно использовать адреса, когда они больше не нужны.
DHCPv6 - протокол динамической настройки узлов для протокола IPv6. DHCPv6 похож на DHCPv4. Сервер DHCPv6 динамически назначает информацию адресации IPv6 клиентам DHCPv6 при запуске.
SLAAC - Автоматическая конфигурация адреса без сохранения состояния (Stateless Address Autoconfiguration, SLAAC) Метод, позволяющий устройству получать информацию об адресации IPv6 без использования сервера DHCPv6.
Электронная почта
SMTP - простой протокол пересылки почты. SMTP ― упрощенный протокол передачи электронной почты, с помощью которого клиенты отправляют электронную почту на почтовый сервер, а серверы отправляют электронную почту на другие серверы.
POP3 - Протокол почтового отделения (Post Office Protocol version 3, POP3) Позволяет клиентам получать электронную почту с почтового сервера и загружать ее в локальное почтовое приложение клиента.
IMAP - протокол доступа к сообщениям в Интернете (IMAP) Позволяет клиентам получать доступ к электронным сообщениям, которые хранятся на почтовом сервере
Передача файлов
FTP - Протокол передачи файлов Устанавливает правила, которые позволяют пользователю получать доступ к файлам на других узлах и обмениваться ими по сети FTP - надежный протокол доставки файлов с подтверждением и установлением соединения
SFTP - SSH протокол передачи файлов. Протокол передачи файлов поверх SSH (SFTP) — SFTP является расширением протокола Secure Shell (SSH) и может использоваться для создания защищенного сеанса передачи файлов. SSH — это метод безопасного удаленного входа, который обычно используется для доступа к командной строке устройства.
TFTP - простейший протокол передачи файлов Простой протокол передачи файлов без подключения с максимальными усилиями, неподтвержденными доставкой файлов. Он использует меньше накладных расходов, чем FTP
Веб и Веб-Сервис
HTTP — Hypertext Transfer Protocol (протокол передачи гипертекста) Задает правила обмена в Интернете текстом, графическими изображениями, звуковыми, видео и другими файлами мультимедиа по Интернету.
HTTPS - Защищенный HTTP (HTTPS) Безопасная форма HTTP, которая шифрует данные, которые обмениваются через Интернет.
REST - Representational State Transfer. Веб-служба, использующая интерфейсы прикладного программирования (API) и HTTP-запросы для создания веб-приложений.
Транспортный Уровень
протокол с установлением соединения
TCP - Протокол управления передачей (TCP) обеспечивает устойчивое взаимодействие между процессами, работающими на разных хостах, и обеспечивает надежную передачу данных с подтверждением успешной доставки.
Без установления соединения
UDP - Протокол пользовательских датаграмм (UDP) Позволяет процессу, запущенному на одном узле, отправлять пакеты процессу, запущенному на другом узле. Не подтверждает успешную доставку датаграммы
Межсетевой уровень
Протокол Интернета (Internet Protocol, IР)
IPv4 - Интернет-протокол версии 4 (IPv4) Получает сегменты сообщений из транспортного уровня, упаковывает сообщения в пакеты и направляет пакеты для сквозной доставки по сети. IPv4 использует 32-разрядный адрес.
IPv6 - Интернет-протокол версии 6 (IPv6) Подобен IPv4, но использует 128-битный адрес.
NAT - преобразование сетевых адресов. Преобразует IP-адреса частной сети в глобальные уникальные публичные IP-адреса
Обмен сообщениями
ICMPv4 - Протокол управляющих сообщений в Интернете (Internet Control Message Protocol, ICMP) Обеспечивает обратную связь от хоста назначения к исходному хосту, чтобы сообщать об ошибках доставки пакетов
ICMPv6 - ICMP для IPv6. Аналогичная функциональность ICMPv4, но используется для пакетов IPv6.
ICMPv6 ND - ICMPv6 протокол обнаружения соседей. Включает четыре сообщения протокола, которые используются для разрешения адресов и обнаружения повторяющихся адресов.
Протоколы маршрутизации
OSPF — открытый протокол предпочтения кратчайшего пути Протокол маршрутизации состояния связи, который использует иерархическую структуру на основе областей. Это протокол внутренней маршрутизации, являющийся открытым стандартом.
EIGRP — усовершенствованный внутренний протокол маршрутизации шлюзов EIGRP ― это усовершенствованный внутренний протокол маршрутизации шлюзов, разработанный компанией Cisco, который использует составной показатель, строящийся на пропускной способности, задержке, нагрузке и надежности.
BGP - Протокол пограничного шлюза BGP Открытый стандартный протокол маршрутизации внешнего шлюза, используемый между Интернет-провайдерами (ISP). Протокол BGP также обеспечивает обмен данными маршрутизации между интернет-провайдерами и их крупными частными клиентами.
Уровень сетевого доступа
Разрешение адресов
ARP - Протокол разрешения адресов (ARP) Обеспечивает динамическое сопоставление между IP-адресами и аппаратными адресами
Протокол канального уровня
Ethernet определяет правила для стандартов прокладки кабелей и обмена сигналами на уровне доступа к сети.
WLAN - беспроводная локальная сеть (WLAN) Определяет правила беспроводной сигнализации на радиочастотах 2,4 ГГц и 5 ГГц.