Протокол ТСР/IP
Семейство протоколов TCP/IP работает на любых моделях компьютеров, произведенных различными производителями компьютерной техники и работающих под управлением различных операционных систем. С помощью протоколов TCP/IP можно объединить практически любые компьютеры.
Архитектура протоколов TCP/IP предназначена для объединенной сети, состоящей из соединенных друг с другом шлюзами отдельных разнородных пакетных подсетей, к которым подключаются разнородные машины. Каждая из подсетей работает в соответствии со своими специфическими требованиями и имеет свою природу средств связи. Однако предполагается, что каждая подсеть может принять пакет информации (данные с соответствующим сетевым заголовком) и доставить его по указанному адресу в этой конкретной подсети. Не требуется, чтобы подсеть гарантировала обязательную доставку пакетов и имела надежный сквозной протокол. Таким образом, две машины, подключенные к одной подсети, могут обмениваться пакетами.
Сетевой протокол ТСР/IP обеспечивает взаимодействие компьютеров с различными архитектурами и ОС через взаимосвязанные сети. ТСР/IP — это гибкий стек протоколов, созданных для глобальных вычислительных сетей (ГВС), легко адаптируемый к широкому спектру сетевого оборудования. ТСР/IP можно применять для взаимодействия с системами на основе Windows NT, с устройствами, использующими другие сетевые продукты, с системами других фирм, например, с UNIX-системами.
ТСР/IP — это маршрутизируемый сетевой протокол, предоставляющий такие средства как:
стандартный маршрутизируемый корпоративный сетевой протокол;
архитектура, облегчающая взаимодействия в гетерогенных средах;
доступ к Интернету и его ресурсам.
Каждый компьютер в сети TCP/IP имеет адреса трех уровней:
Локальный адрес узла, определяемый технологией, с помощью которой построена отдельная сеть, в которую входит данный узел. Для узлов, входящих в локальные сети - это МАС-адрес сетевого адаптера или порта маршрутизатора, например, 23-В4-65-7С-DC-11. Эти адреса назначаются производителями оборудования и являются уникальными адресами, так как управляются централизованно.
Для всех существующих технологий локальных сетей МАС-адрес имеет формат 6 байтов: старшие 3 байта - идентификатор фирмы производителя, а младшие 3 байта назначаются уникальным образом самим производителем. Для узлов, входящих в глобальные сети, такие как X.25 или frame relay, локальный адрес назначается администратором глобальной сети.
IP-адрес, состоящий из 4 байт, например, 192.15.0.30. Этот адрес используется на сетевом уровне и назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов.
Символьный идентификатор-имя, например COMP21.AUD221.COM, также назначаемый администратором. Его также называют DNS-именем.
ТСР/IP — это стек протоколов, созданный для межсетевого обмена. На рис.5.4 представлена структура протокола ТСР/IP.
В SNMP (Simple Network Management Protocol) содержатся данные мониторинга MIB (Management Information Base).
Windows Sockets (WinSock) - cтандартный интерфейс между socket-приложениями и протоколами ТСР/IP.
NetBT (NetBIOS над ТСР/IP) - службы NetBIOS, в том числе службы- имен, дейтаграмм и сессий. Также предоставляет стандартный интерфейс между NetBIOS-приложениями и протоколами TCP/IP.
Протокол TCP (Transmission Control Protocol) представляет гарантированную доставку пакетов с установлением соединения.
Протокол UDP (User Datagram Protocol) представляет негарантированную доставку пакетов без установления соединения. Протоколы TCP и UDP предоставляют разные услуги прикладным процессам. Большинство прикладных программ пользуются только одним из них. Если вам нужна надежная и эффективная доставка по длинному и ненадежному каналу передачи данных, то лучшим может быть TCP. Если вам нужна доставка дейтаграмм и высокая эффективность на быстрых сетях с короткими соединениями, то лучше может быть UDP. Если ваши потребности не попадают ни в одну из этих категорий, то выбор транспортного протокола не ясен. Однако прикладные программы могут устранять недостатки выбранного протокола. Если вы выбрали TCP, а вам нужно передавать записи, то прикладная программа должна вставлять маркеры в поток байтов так, чтобы можно было различить записи.
Протокол ICMP ( Internet Control Message Protocol) обеспечивает специальную связь между хостами (host - главный компьютер, ведущий узел), отчет о сообщениях и ошибках доставки пакетов.
Протокол IP (Internet Protocol) выполняет функции адресации и маршрутизации.
Протокол ARP (Address Resolution Protocol) осуществляет отображение адресов IP в адреса подуровня управления доступом к среде передачи. Адрес IP обязателен для каждого компьютера, использующего ТСР/IP. Он представляет собой логический 32-разрядный адрес, применяемый для идентификации ТСР/IP-хоста. Подуровень управления доступом к среде передачи напрямую взаимодействует с сетевой платой и отвечает за безошибочную передачу данных между двумя компьютерами в сети. Другими ловами, протокол ARP служит для определения локального адреса устройства по IP-адресу передаваемого пакета. Существует также протокол, решающий обратную задачу - нахождение IP-адреса по известному локальному адресу - RARP (Reverse Address Resolution Protocol, реверсивный ARP)
Основные параметры протокола TCP/IP
Логический 32-разрядный IP-адрес адрес, используемый для идентификации ТСР/IP-хоста, состоит из двух частей: идентификатора сети и идентификатора хоста и имеет длину 4 байта - первая определяет номер сети, вторая номер узла в сети. Каждый компьютер, использующий протокол ТСР/IP, должен иметь уникальный адрес IP, например, 10. 0.0.2. более подробно об IP-адресации будет рассмотрено в параграфе 5.5.
Подсеть — это сеть в многосетевой среде, использующая адреса IP с общим идентификатором сети. Применяя подсети, организация может разделить одну большую сеть на несколько физических сетей и соединить их маршрутизаторами. Для разбиения IP-адреса на идентификаторы сети и хоста служит маска подсети. При попытке соединения ТСР/IP с помощью маски подсети определяет, находится ли целевой хост в локальной или удаленной сети. Пример маски подсети — 255.255.0.0. Чтобы взаимодействовать напрямую, компьютеры в сети должны иметь одинаковую маску подсети.
Чтобы действовала связь с хостом из другой сети, должен быть указан 1Р-адpec основного шлюза. Если на локальном хосте не указан маршрут до целевой сети, то ТСР/IP посылает пакеты для удаленных сетей на основной шлюз. Если он не указан, связь будет ограничена только локальной сетью (подсетью). Например, адрес основного шлюза может быть 157.0.2.2.
Компьютеры IP-сетей обмениваются между собой информацией, используя в качестве адресов 4-байтные коды, которые принято представлять соответствующей комбинацией десятичных чисел, напоминающей нумерацию абонентов в телефонии, например: 157.104.15.15. Это означает, что каждое из четырех чисел в IP адресе больше или равно 0 и меньше или равно 255. Как можно увидеть на приведенном примере, числа условно отделяются друг от друга точками.
