Стек протоколів TCP/IP

Архітектура протоколів TCP/IP призначена для об'єднаної мережі, що складається зі з'єднаних між собою за допомогою шлюзів окремих різнорідних комп'ютерних підмереж.

Протоколи цієї сім'ї розроблялись для мережі ARPAnet Міністерства оборони США, а пізніше отримали широке використання у мережах UNIX–машин та всесвітній мережі Internet. Стек протоколів TCP/IP розроблено та протестовано ще до прийняття стандартів ISO, а тому ієрархію управління в IP–мережах визначають п'ятьма рівнями:

1. - Hardware level;
2. - Network interfase;
3. - Internet level;
4. - Transport level;
5. - Application level.

1 – нижній рівень Hardware level описує середовище передавання.

2 – рівень Network interfase (мережний інтерфейс) містить апаратнозалежне програмне забезпечення, яке забезпечує поширення інформації на певному відрізку середовища передавання.

3 – рівень Internet (міжмережний) level представлений протоколами IP, ARP, RARP та ICMP. Головне його завдання – маршрутизація (вибір шляху передавання даних через множину проміжкових вузлів) під час передавання інформації від вузла–відправника до вузла–адресата. Інше важливе завдання протоколу IP – надання вищим рівням єдиного, уніфікованого та апаратно–незалежного інтерфейсу передавання інформації. Відповідність IP–адреси вузла його фізичній адресі в підмережі динамічно визначається за допомогою запитів протоколу ARP (Address Resolution Protocol) та запам'ятовування отриманих адрес. Протокол RARP (Reverse Address Resolution Protocol) виконує протилежні ARP функції – перетворює фізичні MAC–адреси у відповідні їм IP–адреси. Для обміну керуючими повідомленнями, повідомленнями про помилки, які можуть виникати у процесі передавання даних між вузлами, для визначення доступності вузлів, адрес маршрутизаторів тощо використовується протокол ICMP (Internet Control Message Protocol). Якщо маршрутизатор отримує пакет, який не може бути переданим адресатові (найчастіше така ситуація виникає, якщо маршрутизатору не відомий маршрут до адресата), він повертає відправнику ICMP–повідомлення "Гост недоступний" (Host Unreachable). Адміністратори для з'ясування доступності госта часто користуються утилітою ping (у режимі командної стрічки її синтаксис такий: ping [IP_адреса | ім'я_госта]), яка грунтується на повідомленнях ICMP.

4 – протокол IP не забезпечує гарантовану доставку пакетів, збереження порядку та цілісності їх потоку. Ці завдання вирішують протоколи TCP (Transmission Control Protocol) та UDP (User Datagram Protocol), які відносяться до Transport (транспортного) level. Однак TCP та UDP реалізують різні режими передавання даних. UDP (як і IP) є дейтаграмним (datagram) протоколом без налагодження з'єднання. На відміну від UDP TCP є протоколом з налагодженням з'єднань – два вузли "домовляються" про обмін даними та управління цим потоком. Протокол TCP забезпечує організацію зв'язку між вузлами мережі з гарантованою доставкою повідомлень. Він контролює налагодження віртуального з'єднання з вузлом–адресатом, контролює послідовність пакетів при одержанні їх в пункті призначення, опрацьовує помилки. TCP не підтверджує одержання пошкоджених або втрачених даних, що одразу є для відправника сигналом для виконання повторного передавання. Завдяки цьому стек протоколів TCP/IP задовольняє потреби поетапного передавання даних, клієнт–серверних застосувань тощо. Надійність TCP забезпечується певною втратою продуктивності передавання даних. Протокол UDP працює швидше ніж TCP, однак не гарантує доставку повідомлень. Особливістю UDP є також підтримка загальних повідомлень, завдяки яким один вузол має змогу одночасно звертатись до кількох інших.

5 – рівню Application (прикладному) level відповідають прикладні задачі, серед яких найбільш відомими є гіпертекстові засоби віддаленого доступу WWW, обмін файлами FTP (File Transfer Protocol), протокол служби логічних імен DNS (Domain Name Service), електронна пошта SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) та емуляція термінала віддаленого UNIX–серверу TelNet.

Взаємодія рівнів загалом має такий вигляд:

• Застосування передає транспортному рівневі повідомлення (message) певної семантики та розміру.
• Транспортний рівень розрізає, в разі потреби, повідомлення на пакети (packet), які передаються міжмережному рівню.
• Міжмережний рівень, тобто протокол IP, формує свої IP–пакети (IP–дейтаграми) та упаковує їх у формати, що відповідають певному фізичному середовищу передавання. Такі апаратнозалежні пакети називають кадрами, або фреймами.

Дата добавления: 2014-01-11