2.5. Инкапсуляция

При реальном обмене по сети каждый из уровней предполагает свою структуру пакета (адресацию, управляющую информацию, формат данных и т.д. Все пакеты более высоких уровней последовательно вкладываются в передаваемый пакет, точнее, в поле данных передаваемого пакета (рис. 2.6). Этот процесс последовательной упаковки данных для передачи называется также инкапсуляцией пакетов.

Рис. 2.6.  Многоуровневая система вложения пакетов

Каждый следующий вкладываемый пакет может содержать собственную служебную информацию, располагающуюся как до данных (заголовок), так и после них (трейлер), причем ее назначение может быть различным. Безусловно, доля вспомогательной информации в пакетах при этом возрастает с каждым следующим уровнем, что снижает эффективную скорость передачи данных. Для увеличения этой скорости предпочтительнее, чтобы правила (протоколы) обмена были проще, и уровней этих протоколов было меньше. Выполнение этого требования позволяет снизить латентные задержки в сети.

Обратный процесс последовательной распаковки данных приемником называется декапсуляцией пакетов.

Если на пути между конечными узлами в сети включаются некие промежуточные устройства (например, трансиверы, репитеры, концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы), то и они тоже могут выполнять функции уровней модели OSI. Чем больше сложность промежуточного устройства, тем больше уровней оно захватывает. Но любое промежуточное устройство должно принимать и возвращать информацию на нижнем, физическом уровне. Все внутренние преобразования данных должны производиться дважды и в противоположных направлениях (рис. 2.7).

Рис. 2.7.  Включение промежуточных устройств между абонентами сети

2.7. Модель tcp/ip

Рассмотрим, что однако мы имеем в действительности.

На текущий момент фактическим промышленным стандартом является стек протоколов TCP/IP.

Стек протоколов TCP/IP разработан в ходе реализации проекта Минобороны США ARPANET. Цель разработки: обеспечение отказоустойчивости телекоммуникационной сети при разрушении ее части. Основная идея - однородная сеть с коммутацией пакетов.

Заказчиком работ выступала организация ARPA (Advanced Research Projects Agency — агентство передовых исследовательских проектов). Данная организация известна и как DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency — агентство передовых оборонных исследовательских проектов). В разные периоды времени эти названия меняли друг-друга. Интересно отметить, что причиной создания этой организации послужил запуск СССР первого искусственного спутника Земли.

Начало функционирования ARPANET – 1969 год 4 узла. Сеть изначально создавалась для объединения исследовательских учреждений, работающих в военной области, но достаточно быстро стала использоваться многими научными учреждениями США. Она послужила прототипом для создания многих других сетей, которые подключались к ней и получали возможность взаимодействовать друг с другом. Сеть ARPANET прекратила свое существование в 1990 году. К тому времени во всем мире функционировало уже более 100 000 хостов, объединенных сетями различного назначения и связанных друг с другом. Это был уже Internet.

Причиной нашего внимания к данному стеку протоколов является то обстоятельство, что он на данный момент:

- является методом получения доступа и самого функционирования сети Internet;

- поддерживается всеми современными операционными системами;

- служит основой для создания корпоративной сети самого разного масштаба.

Структура уровней этого стека протоколов существенно проще используемого в эталонной модели OSI, но тем не менее допускает их взаимное сопоставление (нельзя говорить что оно сторогое).

OSI	TCP/IP
Прикладной уровень (Application layer)	Прикладной уровень (Application layer)
Уровень представления (Presentation layer)
Сеансовый уровень (Session layer)
Транспортный уровень (Transport layer)	Транспортный уровень (Transport layer)
Сетевой уровень (Network layer)	Межсетевой (Internet)
Канальный уровень (Data Link layer)	Хост – сеть (уровень доступа к сети)
Физический уровень (Physical layer)