14. Протоколы arp/rarp. Arp с представителем.

Для передачи данных от хоста к хосту достаточно знать IP-адрес получателя. Но данные, передаваемые с сетевого на канальный уровень, не несут в себе никакой информации о MAC-адресе получателя. Для того, чтобы пакет сетевого уровня был встроен во фрейм канального уровня с выполнением MAC-адресации, то есть для установления соответствия адресов канального и сетевого уровней, существуют протоколы семейства ARP (протоколы разрешения адресов).

Узел, имеющий данные для передачи хосту с определенным IP-адресом, выясняет его MAC-адрес с использованием протокола ARP: он рассылает широковещательные ARP-запросы с указанием искомого IP-адреса. Запрос будет подписан обратными MAC и IP адресами запросившего узла. Широковещательные запросы принимают все узлы. Тот из них, который имеет искомый IP-адрес, ответит запросившему, сообщив свой MAC-адрес. Таким образом, с помощью ARP-запросов каждый из узлов выстраивает собственную таблицу соответствия MAC-IP (ARP-таблицу).

Протокол RARP применяется в случае использования бездисковых рабочих станций, которые не знают собственного IP-адреса, а имеют только MAC. В этом случае узел обращается с ARP-запросом, в котором поле его IP-адреса является пустым. RARP-сервер, получив такой запрос сообщит узлу его IP-адрес из таблицы соответствия MAC-IP, которую хранит у себя сервер.

Протокол ARP с представителем является альтернативным методом, позволяющим шлюзам принимать все необходимые решения о маршрутизации. Он применяется в сетях с широковещательной передачей, где для отображения IP-адресов в сетевые адреса используется протокол ARP или ему подобный. Реализуемый протоколом ARP с представителем, аналогичен использованию маршрутов по умолчанию и сообщений перенаправления. Но протокол ARP с представителем не затрагивает таблиц маршрутов, все делается на уровне адресов Ethernet. Протокол ARP с представителем может использоваться либо для маршрутизации IP-пакетов ко всем сетям, либо только в локальной сети, либо в какой-то комбинации подсетей.

15. Транспортный уровень. Сокеты. Протоколы tcp/udp.

Протоколы транспортного уровня могут решать проблему негарантированной доставки сообщений, а также гарантировать правильную последовательность прихода данных. В стеке TCP/IP транспортные протоколы определяют для какого именно приложения предназначены эти данные.

TCP - транспортный механизм с предварительным установлением соединения, предоставляющий приложению надёжный поток данных, дающий уверенность в безошибочности получаемых данных, перезапрашивающий данные в случае потери и устраняющий дублирование данных. TCP позволяет регулировать нагрузку на сеть, а также уменьшать время ожидания данных при передаче на большие расстояния. Более того, гарантирует, что полученные данные были отправлены точно в такой же последовательности, в этом его главное отличие от UDP.

UDP - протокол передачи датаграмм без установления соединения. Не имеет возможности удостовериться в доставке сообщения адресату, а также возможного перемешивания пакетов.

В приложениях, требующих гарантированной передачи данных, используется протокол TCP.

UDP обычно используется в таких приложениях, как потоковое видео, где допускается потеря пакетов, а повторный запрос затруднён или не оправдан, либо в приложениях вида запрос-ответ (например, запросы к DNS), где создание соединения занимает больше ресурсов, чем повторная отправка.

И TCP, и UDP используют для определения протокола верхнего уровня число, называемое портом. Существует список стандартных портов TCP и UDP.

Со́кеты — название программного интерфейса для обеспечения обмена данными между процессами. Процессы при таком обмене могут исполняться как на одной ЭВМ, так и на различных ЭВМ, связанных между собой сетью. Номер порта, задаваемый транспортным уровнем, в совокупности с номером сети и номером компьютера, задаваемыми сетевым уровнем, однозначно определяют прикладной процесс в сети и называется сокетом.

Сокет – это канал, проложенный между сервером, на котором запускается программа, и сервером, с которым мы хотим установить соединение.