7. Протоколы прикладного уровня tcp/ip

Приложения, работающие со стеком TCP/IP, могут также выполнять также функции уровней представления и частично сеансового модели OSI; например, преобразование данных к внешнему представлению, группировка данных для передачи и т.п.

Распространенными примерами приложений являются программы telnet, ftp,WWW-серверы и клиенты, программы работы с электронной почтой.

Протокол telnet является протоколом прикладного уровня, который обеспечивает режим удаленного управления (режим удаленного терминала – предполагает, что пользователь превращает свой компьютер в виртуальный терминал другого компьютера, к которому он получает удаленный доступ), и работает поверх протоколов, реализующих транспортное соединение удаленного узла с компьютерной сетью.

При нажатии клавиши соответствующий код перехватывается клиентом telnet, помещается TCP-сообщение и отправляется через сеть узлу, которым пользователь хочет управлять. При поступлении на узел назначения код нажатой клавиши извлекается из TCP-сообщения сервером telnet и передается ОС узла. Если ОС реагирует на нажатие клавиши выводом очередного символа на экран, то для сеанса удаленного пользователя этот символ также упаковывается в TCP-сообщение и по сети отправляется удаленному узлу. Клиент telnet извлекает символ и отображает его в окне своего терминала, эмулируя терминал удаленного узла.

8. Протоколы транспортного уровня tcp/ip

Протоколы транспортного уровня обеспечивают прозрачную (сквозную) доставку данных между двумя прикладными процессами. Иначе говоря, протоколы транспортного уровня не видят перед собой структуру сети; с их точки зрения, транспортные модули связаны непосредственно друг с другом.

Процесс, получающий или отправляющий данные с помощью транспортного уровня, идентифицируются на этом уровне номером, который называется номером порта. Таким образом, роль адреса отправителя и получателя на транспортном уровне выполняет номер порта.

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

TCP (Transmission Control Protocol) – надежный протокол с установлением соединения: он управляет логическим сеансом связи (устанавливает, поддерживает и закрывает соединением) между процессами и обеспечивает надежную (безошибочную и гарантированную) доставку прикладных данных от процесса к процессу.

Информация, поступающая к протоколу TCP от протоколов более высокого уровня, рассматривается как неструктурированный поток байтов. Поступающие данные буферизуются средствами TCP. Для передачи на сетевой уровень из буфера «вырезается» некоторая непрерывная часть данных, которая называется сегментом и снабжается заголовком.

В рамках установленного соединения в протоколе TCP правильность передачи каждого сегмента должна подтверждаться квитанцией от получателя. В протоколе TCP используется частный случай квитирования – алгоритм скользящего окна.

Пример приложений, использующих протокол TCP: WWW, электронная почта, telnet, ftp.

UDP (User Datagram Protocol) – протокол датаграмм пользователя – является ненадежным протоколом без установления соединения. Это значит, что ни логический сеанс связи, ни надежная доставка прикладных данных этим протоколом не обеспечиваются. Фактически UDP не предоставляет никаких услуг, кроме направления данных тому или иному приложению в зависимости от номера порта.

Единицей данных протокола UDP называется UDP – дейтаграммой, или пользовательской дейтаграммой. Это приводит к естественному ограничению: длина дейтаграммы UDP не может превышать длины поля данных протокола IP, который, в свою очередь, ограничено размером кадра технологии нижнего уровня. Поэтому если UDP-буфер переполняется, то данные приложения отбрасываются.

Заголовок UDP, состоящий из четырех 2-байтовых полей, содержит номера портов отправителя и получателя, контрольную сумму и длину дейтаграммы.

Протокол UDP используется либо при пересылке коротких сообщений, когда накладные расходы на установление сеанса и проверку успешной доставки данных оказывается выше расходов на повторную (в случае неудачи) пересылку сообщения, либо в том случае, когда сама организация процесса-приложения обеспечивает установление соединения и проверку доставки пакетов.

Услугами UDP пользуются, например, доменная система имен (DNS), протокол динамической конфигурации хостов DHCP, сетевая система NFS.

9. Межсетевой уровень TCP/IP Содержит протоколы для маршрутизации сообщений в сети.

Все протоколы транспортного уровня используют Internet Protocol (IP) для доставки данных от источника к получателю. IP - это межсетевая служба, не устанавливающая соединение при передаче данных, без гарантии доставки пакетов. IP-пакеты могут прийти к получателю поврежденными, продублированными, в перепутанном порядке или вообще не быть доставлены. За надежную доставку данных отвечают вышестоящие уровни. В обязанности IP протокола входит только обеспечение адресации в сети и связанные с ней функции.

Доставка пакетов IP протоколом без установления соединения является фундаментальной и характерной особенностью архитектуры интернета.

К межсетевому уровню относятся протоколы IP, ICMP и IGMP.

Internet Control Message Protocol (ICMP) считается неотъемлемой частью протокола IP, несмотря на то, что архитектурно он относится к более высокому уровню, потому что использует IP для доставки данных, также как и любой транспортный протокол. ICMP используется для передачи сообщений об ошибках и диагностики сетей.

Internet Group Management Protocol (IGMP) - протокол межсетевого уровня, используемый для объединения устройств в группы и обеспечивающий одновременную передачу данных всем устройствам внутри группы (multicasting).