2.6 Протокол tcp/ip и его реализация в Windows 95

В настоящее время TCP/IP является самым распространенным сетевым протоколом, а также стандартным протоколом Internet. Главное преимущество семейства протоколов TCP/IP – возможность объединения разнородных компьютеров и периферийных устройств.

Семейство протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) разрабатывалось с конца 60-х г. в США. Стандарты для TCP/IP публикуются в виде серии документов RFC (Request For Comments, запрос комментариев).

Рассмотрим семейство протоколов TCP/IP и его место в иерархии модели OSI (Таблица 1).

1. Уровень приложения. На данном уровне работает множество стандартных утилит и сервисов, базирующихся на протоколе TCP/IP , например, приложений, использующих протоколы HTTP (WWW-броузеры [www-browsers] ),

FTP (FTP-клиенты - программы для передачи файлов через Internet ), POP3 и SMTP (программы для обмена сообщениями по электронной почте) и другие.

2. Уровень представления данных. На данном уровне происходит преобразование данных, полученных с уровня приложений. Имеются два различных интерфейса Microsoft:

2.1 Сокеты Windows (Windows Sockets)- стандартный интерфейс прикладного программирования под Windows (Application Program Interface, API), поддерживает преобразование данных для множества протоколов нижележащих уровней (TCP/IP, IPX/SPX и др.).

2.2 NetBIOS – стандартный интерфейс к протоколам, поддерживающим имена и сообщения NetBIOS (TCP/IP, NetBEUI).

Таблица 1. Семейство протоколов TCP/IP и его место в иерархии модели OSI

Приложения

Windows Sockets

(протоколы HTTP, FTP, POP3, SMTP и т.п.) Приложения

NetBIOS Уровень

приложения протоколы

уровня приложения

Сокеты NetBIOS,

NetBIOS поверх TCP/IP Уровень

представления данных протоколы

уровня представления данных

TCP UDP Транспортный

уровень протокол

TCP/IP

(транспортного и сетевого уровня)

ICMP IGMP Сетевой уровень

IP ARP

3. Транспортный уровень. Данный уровень обеспечивает сеансы связи между компьютерами. Существуют два транспортных протокола:

3.1 TCP (Transmission Control Protocol) – ориентирован на соединение и используется приложениями, обычно передающими большие объемы данных за одну операцию, так как обеспечивает надежное соединение, а также теми приложениями, которым необходимо подтверждение приема данных.

3.2 UDP (User Datagram Protocol) - обеспечивает не ориентированную на соединение передачу данных и не гарантирует доставку пакетов. Приложения, использующие протокол UDP, обычно передают небольшие объемы данных за одну операцию. Ответственность за надежную доставку данных несет само приложение.

Использование одного из них зависит от выбранного метода доставки данных.

4. Сетевой уровень. Данный уровень предназначен для пересылки пакета данных по заданному маршруту между сетями или подсетями и содержит четыре основных протокола:

4.1 IP (Internet Protocol) – предназначен для отправки и маршрутизации пакетов между сетями и компьютерами;

4.2 ARP (Address Resolution Protocol) – предназначен для получения адресов сетевых плат компьютеров

4.3 ICMP (Internet Control Message Protocol) – предназначен для отправки извещений и сообщений об ошибках, связанных с доставкой пакетов;

4.4 IGMP (Internet Group Management Protocol) – предназначен для сообщения компьютерами о своем участии в группах маршрутизаторам, поддерживающим групповую передачу.

Для того, чтобы установить соединение, компьютерам должны быть известны адреса сетевых плат. Разрешение адреса (Address Resolution) – это процесс определения аппаратного адреса сетевой платы компьютера по его IP-адресу.

Протокол ARP нужен для получения адресов сетевых плат компьютеров в сетях TCP/IP, поддерживающих широковещание (broadcasting). Он использует широковещательные запросы, содержащие IP-адрес получателя, чтобы выяснить адрес сетевой платы получателя или адрес необходимого маршрутизатора . Получив адрес сетевой платы, ARP сохраняет его вместе с соответствующим IP-адресом в своем кэше. Протокол ARP всегда сначала ищет адреса IP и сетевой платы в кэше перед формированием широковещательного ARP-запроса.

Рассмотрим разрешение протоколом ARP локального IP-адреса (компьютеры находятся в одной физической локальной сети). Перед соединением двух компьютеров IP –адрес каждого из них должен быть преобразован в адрес сетевой платы. Этот процесс состоит из выполнения ARP-запроса и получения ARP-ответа:

1. ARP-запрос формируется каждый раз при попытке одного компьютера связаться с другим. Если протокол IP определит, что IP-адрес принадлежит локальной сети, компьютер-отправитель ищет адрес сетевой платы компьютера-получателя в своем ARP-кэше.

2. Если он не найден, протокол ARP формирует запрос типа “Чей это IP-адрес и каков Ваш адрес сетевой платы”, в который включаются адреса IP и сетевой платы компьютера-отправителя. ARP-запрос посылается в широковещательном режиме, чтобы все компьютеры в локальной сети могли принять и обработать его.

3. Каждый компьютер в локальной сети получает этот широковещательный запрос и сравнивает указанный в нем IP-адрес со своим собственным. Если они не совпадают, запрос игнорируется.

4. Компьютер-получатель определяет, что IP-адрес в запросе совпадает с его собственным, и посылает на узел-отправитель ARP-ответ, в котором указывает свой адрес сетевой платы. Затем он обновляет свой ARP-кэш, занося в него соответствие IP-адреса компьютера-отправителя адресу его сетевой платы. После того, как компьютер-отправитель получает ARP-ответ, соединение может быть установлено.

Для просмотра и изменения настроек протокола TCP/IP в Windows 95 требуется выбрать компонент “TCP/IP -> ” в подменю “Конфигурация” меню “Сеть” в меню Windows 95:

[Пуск]->Настройка->Панель управления.

При этом отображается окно “Свойства TCP/IP”, содержащее следующие подразделы:

1. “IP-адрес” - используется для задания IP-адреса компьютера

2. “Шлюз” - используется для задания адресов маршрутизаторов (шлюзов)

3. “Привязка” - используется для отображения “привязки” сетевых компонентов

4. “Конфигурация DNS” - используется для работы со службой доменных имен (DNS service)

5. “Конфигурация WINS” - используется для работы со службой имен WINS (Windows Internet Name Service)

6. “NetBIOS” - используется для работы с приложениями NetBIOS по протоколу TCP/IP

7. “Дополнительно” - используется для установки дополнительных параметров.

Для проверки работоспособности TCP/IP и изменения настроек также используются программы-утилиты (utility-полезность), входящие в состав Windows 95.

Программа Winipcfg.exe предназначена для просмотра конфигурации протокола IP. При запуске отображается окно “Конфигурация IP”, содержащее следующие поля:

1. “Адрес контроллера” - физический адрес сетевой платы;

2. “IP-адрес” - IP-адрес компьютера

3. “Маска подсети” - маска логической подсети, в которую входит компьютер

4. “Основной шлюз” - IP-адрес известного маршрутизатора.

При нажатии кнопки “Сведения” отображаются поля:

5. “Имя” - наименование компьютера

6. “Сервер DNS” - IP-адрес сервера службы DNS

7. “Главный сервер WINS” - IP-адрес сервера WINS.

8. “Сервер DHCP” - IP-адрес сервера DHCP.

Программа arp.exe предназначена для работы с кэшем протокола ARP.

Просмотреть содержимое кэша можно, запустив программу :

arp.exe –a

При этом выводится информация:

Интерфейс: xxxx.xxxx.xxxx.xxxx, где xxxx.xxxx.xxxx.xxxx – IP-адрес вашего компьютера;

далее выводятся записи кэша: (IP-адреса компьютеров и соответствующие им физические адреса сетевых плат, с которыми устанавливались соединения).

адрес IP Физический адрес Тип

уууу.уууу.уууу.уууу - zz-zz-zz-zz-zz-zz

Программа netstat.exe предназначена для отображения информации о работе протоколов TCP и UDP.

Просмотреть статистику обмена данными можно, запустив программу

netstat.exe –s

При этом отображается информация:

“Статистика TCP”

“Получено сегментов - xxxx ” - количество полученных пакетов;

“Отправлено сегментов - yyyy” - количество отправленных пакетов;

“Статистика UDP”

“Получено датаграмм - zzzz” - количество полученных датаграмм;

“Отправлено датаграмм - tttt” - количество отправленных датаграмм;

Просмотреть активные подключения по протоколу TCP можно, запустив программу:

netstat –a

При этом отображается информация:

“Активные подключения”

“Имя” “Локальный адрес” “Внешний адрес” “Состояние”

где

“Имя” - наименование протокола

“Локальный адрес”- наименование компьютера: порт TCP получателя

“Внешний адрес” - наименование компьютера: порт TCP отправителя

“Состояние” - состояние подключения .