Loeng 3. TCP/IP pinu. Põhiprotokollid TCP/IP

TCP/IP-protokoll on aluseks olev transpordivõrgu protokoll. Mõiste "TCP/IP" viitab tavaliselt kõigele, mis on seotud TCP- ja IP-protokollidega. See hõlmab tervet perekonda protokolle, rakendusi ja isegi võrku ennast. Perekonda kuuluvad protokollid UDP, ARP, ICMP, TELNET, FTP ja paljud teised.

TCP/IP-protokollide arhitektuur on mõeldud ühendatud võrgu jaoks, mis koosneb eraldiseisvatest lüüside kaudu omavahel ühendatud heterogeensetest pakett-alamvõrkudest, millega on ühendatud heterogeensed masinad. Iga alamvõrk töötab vastavalt omale konkreetsed nõuded ja sellel on oma suhtlusvahendite olemus. Siiski eeldatakse, et iga alamvõrk saab vastu võtta teabepaketi (andmed koos vastavate andmetega võrgu päis) ja toimetage see aadressile määratud aadress selles konkreetses alamvõrgus. Alamvõrk ei pea tagama pakettide kohustuslikku edastamist ja omama usaldusväärset otsast lõpuni protokolli. Seega saavad kaks samasse alamvõrku ühendatud masinat pakette vahetada.

TCP/IP-protokolli pinul on neli kihti (joonis 3.1).

Joonis 3.1 - TCP / IP virn

IV tase vastab võrgu juurdepääsutasemele, mis toimib baasil standardprotokollid füüsiline ja lingikiht, näiteks Ethernet, märgisõrmus, SLIP, PPP ja teised. Selle kihi protokollid vastutavad paketi edastamine võrguandmed riistvara tasemel.

Layer III pakub koostoimet andmepakettide ülekandmisel ühest alamvõrgust teise. Sel juhul töötab IP-protokoll.

II kiht on peamine ja töötab juhtimisprotokolli alusel TCP edastamine. See protokoll on vajalik sõnumite usaldusväärseks edastamiseks erinevatel masinatel hostitud rakendusprogrammide vahel, kuna nende vahel on loodud virtuaalsed ühendused.

I tase – rakendatud. TCP / IP-pinn on olnud kasutusel juba pikka aega ja see sisaldab suurt hulka protokolle ja rakenduskihi teenuseid (edastusprotokoll FTP failid, Telneti protokoll, Gopheri protokoll maailmaruumi ressurssidele juurdepääsuks GopherSpace, kõige kuulsam HTTP protokoll et pääseda ligi hüperteksti kaugandmebaasidele veeb ja jne).

Kõik pinuprotokollid võib jagada kahte rühma: andmeedastusprotokollid, mis edastavad kasulikke andmeid kahe osapoole vahel; jaoks vajalikud teenindusprotokollid õige toimimine võrgud.

Teenindusprotokollid kasutavad tingimata mingit andmeedastusprotokolli. Näiteks teenindus ICMP protokoll kasutab IP-protokolli. Internet on kõigi ühendatud arvutivõrkude kogum, mis kasutavad TCP/IP-pinu protokolle.

Transpordikihi funktsioonid. Protokollid TCP, UDP.

Mudeli neljas tase on loodud andmete edastamiseks ilma vigade, kadude ja dubleerimiseta nende edastamise järjekorras. Samal ajal pole vahet, milliseid andmeid, kust ja kuhu edastatakse, see tähendab, et see tagab edastusmehhanismi ise. Transpordikiht pakub järgmised tüübid teenused:

– transpordiühenduse loomine;

- andmete ülekanne;

– transpordiühenduse katkestamine.

Transpordikihi ülesanded:

– transpordiaadressi muutmine võrgu aadressiks;

– transpordiühenduste multipleksimine võrguühendusteks;

– transpordiühenduste loomine ja katkestamine;

– andmeplokkide järjestamine vastavalt eraldi ühendused;

– vigade tuvastamine ja vajalik teenuste kvaliteedikontroll;

- vigade taastamine;

– segmenteerimine, seostamine ja aheldamine;

– andmevoo juhtimine üksikutel ühendustel;

– järelevalvefunktsioonid;

– kiireloomuliste andmetranspordiplokkide edastamine.

TCP edastuse juhtimisprotokoll pakub usaldusväärset ühendusele orienteeritud pakettide edastamise teenust.

TCP protokoll:

– garanteerib IP-datagrammide kohaletoimetamise;

– teostab programmide saadetud suurte andmeplokkide segmenteerimist ja komplekteerimist;

– tagab andmesegmentide edastamise õiges järjekorras;

– kontrollib edastatud andmete terviklikkust kontrollsumma abil;

– saadab positiivse kinnituse, kui andmed on edukalt vastu võetud. Selektiivsete kinnituste abil saate saata ka negatiivseid kinnitusi andmetele, mida pole vastu võetud;

– pakub eelistatud transporti programmidele, mis nõuavad usaldusväärset seansipõhist andmeedastust, näiteks kliendi-serveri andmebaasid ja programmid Meil.

TCP põhineb kahe võrgusõlme vahelisel punkt-punkti suhtlusel. TCP saab andmeid programmidest ja töötleb neid baitide voona. Baidid on rühmitatud segmentideks, millele TCP määrab järjekorranumbrid, mis on vajalikud segmentide korrektseks kokkupanekuks sihthostis.

Selleks, et kaks TCP-sõlme suhtleksid, peavad nad esmalt looma omavahel seansi. TCP-seanss initsialiseeritakse protsessi, mida nimetatakse kolmesuunaliseks käepigistuseks, mille käigus sünkroonitakse järjekorranumbrid ja edastatakse ühenduse loomiseks vajalik juhtteave. virtuaalne ühendus sõlmede vahel. Selle käepigistuse protsessi lõppedes saadetakse paketid nende sõlmede vahel jadajärjekorras edasi ja kinnitatakse. Sarnast protsessi kasutab TCP enne ühenduse katkestamist tagamaks, et mõlemad sõlmed on andmete saatmise ja vastuvõtmise lõpetanud (joonis 3.2).

Joonis 3.2 – Päise formaat TCP segment

Lähtepordi ja sihtpordi väljad on kumbki 2 baiti ja identifitseerivad saatmis- ja vastuvõtuprotsessi. Järjenumbri ja kinnitusnumbri väljad (igaüks 4 baiti pikk) loetlevad iga saadetud või vastuvõetud andmebaidi. Rakendatakse märgita täisarvudena, mis lähtestatakse, kui need jõuavad maksimaalne väärtus. Igal poolel on oma järjekorranumber. Väli Päise pikkus on 4 bitti pikk ja see on TCP segmendi päise pikkus mõõdetuna 32-bitistes sõnades. Päise pikkus ei ole fikseeritud ja võib varieeruda sõltuvalt parameetrite väljale määratud väärtustest. Reservväli on 6 bitti. Lippude väli on 6 bitti pikk ja sisaldab kuut 1-bitist lippu:

– URG (Urgent Pointer) lipu väärtus on 1, kui kasutatakse kiireloomulise andmevälja kursorit;

– ACK (Acknowledgement) lipu väärtus on 1, kui kinnituse numbri väli sisaldab andmeid. Vastasel juhul ignoreeritakse seda välja;

– PSH (Push) lipp tähendab, et vastuvõtt TCP pinu peaks koheselt teavitama rakendust saabuvatest andmetest, mitte ootama, kuni puhver saab täis;

– RST (Reset) lippu kasutatakse ühenduse katkestamiseks: rakenduse vea tõttu, kehtetu segmendi tagasilükkamine, ühenduse loomise katse taotletud teenuse puudumisel;

– SYN-i lipp(Sünkroonimine – sünkroonimine) määratakse ühenduse ja sünkroonimise algatamisel seerianumber;

– ühenduse lõpetamiseks kasutatakse lippu FIN (lõpetatud). See näitab, et saatja on andmeedastuse lõpetanud.

Akna suuruse väli (pikkus 2 baiti) sisaldab baitide arvu, mida saab saata pärast juba kinnitatud baiti. Kontrollsumma väli (pikkus 2 baiti) parandab töökindlust. See sisaldab päise, andmete ja pseudopäise kontrollsummat. Arvutuste tegemisel määratakse kontrollsumma väli null ja andmeväli on polsterdatud nullbaidiga, kui selle pikkus on paaritu arv. Kontrollsumma algoritm lihtsalt liidab kõik 16-bitised sõnad kahe täienduseks ja arvutab seejärel kogu summa kahe täiendi.

UDP-protokoll, olles datagrammiprotokoll, rakendab võimaluste teenust, st ei garanteeri oma sõnumite kohaletoimetamist ega kompenseeri seega kuidagi IP-datagrammi protokolli ebausaldusväärsust. UDP-protokolli andmeühikut nimetatakse UDP-paketiks või kasutaja datagrammiks. Iga datagramm kannab eraldi kasutajateadet. Selle tulemuseks on piirang, et UDP-andmegrammi pikkus ei tohi ületada IP-andmevälja pikkust, mida omakorda piirab aluseks oleva tehnoloogia kaadri suurus. Seega, kui UDP puhver täitub üle, tühistatakse rakenduse andmed. Neljast 2-baidisest väljast koosnev UDP-paketi päis sisaldab lähtepordi, sihtpordi, UDP pikkuse ja kontrollsumma välju (joonis 3.3).

Lähtepordi ja sihtpordi väljad määratlevad saatmis- ja vastuvõtuprotsessid. Väli UDP pikkus sisaldab UDP paketi pikkust baitides. Kontrollsumma väli sisaldab UDP-paketi kontrollsummat, mis on arvutatud kogu UDP-paketi kohta, millele on lisatud pseudopäis.

Joonis 3.3 – UDP paketi päise formaat

Peamine kirjandus: 2

Lisalugemine: 7

Kontrollküsimused:

1. Mis protokoll OSI-s on TCP/IP?

2. Mis on TCP/IP-protokolli arhitektuuri eesmärk?

3. Millised on TCP/IP-pinu kihid?

4. Mis on TCP edastusjuhtimisprotokolli funktsioon?

5. Mille poolest erinevad TCP ja UDP protokollid?

TCP / IP-protokollipinn on Interneti alfa ja oomega ning te ei pea mitte ainult teadma, vaid ka mõistma mudelit ja pinu toimimist.

Selgitasime välja võrkude klassifikatsiooni, standardid ja OSI mudel. Räägime nüüd pinust, mille alusel on üles ehitatud ülemaailmne ühtsete arvutivõrkude süsteem Internet.

TCP/IP mudel

Esialgu antud virn loodud ühendama suured arvutid aastal ülikoolides telefoniliinid punkt-punkti ühendused. Kuid uute tehnoloogiate, leviedastuse (Ethernet) ja satelliitide ilmnemisel tekkis vajadus kohandada TCP/IP-d, mis osutus keeruliseks ülesandeks. Sellepärast ilmus koos OSI-ga ka TCP / IP-mudel.

Mudeli kaudu kirjeldatakse, kuidas on vaja ehitada erinevatel tehnoloogiatel põhinevaid võrke, et neis töötaks TCP / IP protokolli pinu.

Tabelis võrreldakse OSI ja TCP/IP mudeleid. Viimane sisaldab 4 taset:

1. madalaim, tasemel võrguliidesed , pakub suhtlust võrgutehnoloogiatega (Ethernet, Wi-Fi jne). See on andmelingi ja OSI füüsiliste kihtide funktsioonide kombinatsioon.
2. Interneti tase seisab kõrgemal ja ülesannete osas on sellel midagi ühist OSI mudeli võrgukihiga. See pakub otsingut optimaalne marsruut sealhulgas võrgu tõrkeotsing. Sellel tasemel ruuter töötab.
3. Transport vastutab protsessidevahelise suhtluse eest erinevad arvutid, samuti edastatava teabe edastamiseks ilma dubleerimise, kadumise ja vigadeta, vajalikus järjekorras.
4. Rakendatudühendab OSI mudeli 3 kihti: seanss, esitlus ja rakendus. See tähendab, et see täidab selliseid funktsioone nagu sideseansi säilitamine, protokollide ja teabe teisendamine ning kasutaja-võrgu suhtlus.

Mõnikord püüavad eksperdid ühendada mõlemad mudelid millekski ühiseks. Näiteks allpool on sümbioosi viietasandiline esitus raamatu "Arvutivõrgud" autoritelt E. Tanenbaumilt ja D. Weatherallilt:

OSI mudelil on hea teoreetiline läbitöötamine, kuid protokolle ei kasutata. TCP/IP mudeliga on asjad teisiti: protokolle kasutatakse laialdaselt, kuid mudel sobib vaid TCP/IP-l põhinevate võrkude kirjeldamiseks.

Ärge ajage neid segadusse:

• TCP/IP on protokollipinn, mis on Interneti selgroog.
• OSI (Basic Reference Model for Open Systems Interconnection) mudel sobib väga erinevate võrkude kirjeldamiseks.

TCP/IP protokolli virn

Vaatame iga taset üksikasjalikumalt.

Võrguliideste madalamal tasemel on Ethernet, Wi-Fi ja DSL (modem). Need võrgutehnoloogiad ei kuulu formaalselt pinu, kuid on äärmiselt olulised Interneti kui terviku toimimises.

Peamine võrgukihi protokoll on IP (Internet Protocol). See on marsruutitud protokoll, mille osaks on võrguaadress (IP-aadress). Siin töötavad ka lisaprotokollid, nagu ICMP, ARRP ja DHCP. Nad panevad võrgud tööle.

Transporditasandil asub TCP - protokoll, mis tagab andmeedastuse koos kohaletoimetamise garantiiga, ja UDP - protokoll kiireks andmeedastuseks, kuid ilma garantiita.

Rakenduskiht on HTTP (veebi jaoks), SMTP (postiedastus), DNS (IP-aadressidele sõbralike domeeninimede määramine), FTP (failiedastus). TCP / IP-virna rakenduskihis on rohkem protokolle, kuid neid võib nimetada kõige olulisemateks.

Pidage meeles, et TCP/IP-protokollivirn määratleb seadmetevahelise suhtluse standardid ning sisaldab võrguühenduse ja marsruutimise tavasid.

Sissejuhatus TCP/IP-sse

Internet põhineb sideprotokollide TCP/IP perekonnal, mis tähistab edastusjuhtimisprotokolli/internetiprotokolli (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). TCP / IP-d kasutatakse andmete edastamiseks nii ülemaailmses Internetis kui ka paljudes kohalikud võrgud. Selles peatükis käsitletakse lühidalt TCP/IP-protokolle ja seda, kuidas need sidet haldavad.

Interneti kasutajana kasutamiseks ei vaja te muidugi eriteadmisi TCP/IP-protokollidest, kuid põhiprintsiipide mõistmine aitab teil võimalikke probleeme lahendada. üldine mis tekivad eelkõige e-posti süsteemi seadistamisel. TCP/IP on tihedalt seotud ka kahe teise põhilise Interneti-rakendusega FTP ja Telnet. Lõpuks aitab mõne Interneti põhikontseptsiooni tundmine teil selle süsteemi keerukust täielikult hinnata, samamoodi nagu sisepõlemismootori tööpõhimõte aitab teil austada auto disaini.

Mis on TCP/IP

TCP/IP on andmete üle võrgu edastamise protokollide perekonna nimi. Protokoll on reeglite kogum, millest kõik ettevõtted peavad kinni pidama, et tagada oma riist- ja tarkvara ühilduvus. Need reeglid tagavad, et digitaalseadmete masin, milles töötab TCP/IP, saab suhelda Compaqi arvutiga, kus töötab ka TCP/IP. Kuni teatud standardid on täidetud, ei ole kogu süsteemi toimimiseks oluline, kes on tarkvara või riistvara tootja. Ideoloogia avatud süsteemid hõlmab standardse riist- ja tarkvara kasutamist. TCP/IP on avatud protokoll, mis tähendab, et kogu protokollispetsiifiline info avaldatakse ja seda saab vabalt kasutada.

Protokoll määrab, kuidas üks rakendus teisega suhtleb. See tarkvarasuhtlus on nagu dialoog: "Ma saadan teile selle teabe, siis saadate selle mulle tagasi, siis ma saadan teile selle. Peate lisama kõik bitid ja saatma tagasi kogutulemuse ning kui on probleeme, peate saatma mulle vastava sõnumi." Protokoll määratleb, kuidas kogu paketi erinevad osad juhivad teabe edastamist. Protokoll määrab, kas pakett sisaldab meilisõnumit, uudisterühma artiklit või teenuseteadet. Protokolli standardid on sõnastatud nii, et arvestatakse võimalike ettenägematute asjaoludega. Protokoll sisaldab ka vigade käsitlemise reegleid.

Mõiste TCP/IP sisaldab kahe protokolli nimesid – edastusjuhtimisprotokoll (TCP) ja Interneti-protokoll (IP). TCP/IP ei ole üks programm, nagu paljud kasutajad ekslikult arvavad. Seevastu TCP/IP viitab seotud protokollide perekonnale, mis on loodud teabe edastamiseks üle võrgu, pakkudes samal ajal teavet võrgu enda oleku kohta. TCP/IP on võrgu tarkvarakomponent. Iga TCP/IP perekonna osa täidab kindlat ülesannet: saadab e-kirju, pakub kaugsisselogimisteenuseid, edastab faile, suunab sõnumeid või tegeleb võrgutõrgetega. TCP/IP kasutamine ei piirdu ainult globaalse Internetiga. See on maailmas kõige laialdasemalt kasutatav võrguprotokollid kasutatud mõlemat suures ettevõtete võrgud, ja kohalikes võrkudes, kus on vähe arvuteid.

Nagu just mainitud, ei ole TCP/IP üks protokoll, vaid nende perekond. Miks kasutatakse mõnikord terminit TCP/IP, kui viidatakse mõnele muule teenusele peale TCP või IP? Tavaliselt kasutatakse üldnimetust, kui räägitakse kogu võrguprotokollide perekonnast. Kuid mõned kasutajad peavad TCP / IP-st rääkides silmas ainult mõnda perekonna protokolli: nad eeldavad, et dialoogi teine ​​​​pool saab aru, mida täpselt arutatakse. Tegelikult on parem nimetada iga teenust oma nimega, et teemasse rohkem selgust tuua.

TCP/IP komponendid

TCP/IP-s sisalduvaid erinevaid teenuseid ja nende funktsioone saab klassifitseerida nende ülesannete tüübi järgi. Järgnevalt kirjeldatakse protokollirühmi ja nende eesmärki.

Transportnprotokollid hallata andmeedastust kahe masina vahel.

TCP (Transmission Control Protocol). Protokoll, mis toetab andmeedastust, mis põhineb saatva ja vastuvõtva arvuti vahelisel loogilisel ühendusel.

UDP (User Datagram Protocol). Protokoll, mis toetab andmete edastamist ilma loogilist ühendust loomata. See tähendab, et andmed saadetakse ilma saaja ja saatja arvutite vahel ühendust loomata. Võite tuua analoogia kirja saatmisega mõnele aadressile, kui pole garantiid, et see kiri adressaadini jõuab, kui see on üldse olemas. (Kaks masinat on ühendatud selles mõttes, et mõlemad on ühendatud Internetti, kuid nad ei suhtle üksteisega loogilise ühenduse kaudu.)

Marsruutimisprotokollid käsitleda andmete adresseerimist ja määrata parimad viisid adressaadile. Samuti saavad nad jagada suured sõnumid väiksemateks sõnumiteks, mis seejärel järjestikku edastatakse ja sihtarvutis üheks üksuseks kokku pannakse.

IP (Interneti-protokoll). Pakub tegelikku andmeedastust.

ICMP (Internet Control Message Protocol). Käsitleb IP olekuteateid, nagu vead ja muudatused võrgu riistvaras, mis mõjutavad marsruutimist.

RIP (Routing Information Protocol). Üks mitmest protokollist, mis määrab sõnumi edastamiseks parima marsruudi.

OSPF (Kõigepealt ava lühim tee). Alternatiivne protokoll marsruutide määratlemiseks.

Toetus võrguaadress - see on viis masina tuvastamiseks unikaalne number ja nimi. (Lisateavet aadresside kohta vt hiljem selles peatükis.)

ARP (Address Resolution Protocol). Määrab võrgus olevate masinate unikaalsed numbrilised aadressid.

DNS (domeen nimesüsteem). Määrab numbrilised aadressid masinanimede järgi.

RARP (Reverse Address Resolution Protocol). Määrab võrgus olevate masinate aadressid, kuid vastupidiselt ARP-le.

Rakendusteenused – on programmid, mida kasutaja (või arvuti) kasutab juurdepääsu saamiseks erinevaid teenuseid. (Lisateavet leiate selle peatüki hilisemast osast "TCP/IP-rakendused".)

BOOTP (boot Protocol) laadimine võrgumasin teabe lugemiseks bootstrap serverist.

FTP (File Transfer Protocol) edastab faile arvutite vahel.

TELNET võimaldab süsteemile juurdepääsu kaugterminali kaudu, st ühe arvuti kasutaja saab teise arvutiga ühenduse luua ja tunda end justkui töötaks kaugmasina klaviatuuril.

Lüüsi protokollid aidata edastada marsruutimise sõnumeid ja võrgu olekuteavet üle võrgu ning töödelda kohtvõrkude andmeid. (Lüüsiprotokollide kohta lisateabe saamiseks vaadake selle peatüki hiljem jaotist "Lüüsiprotokollid".)

EGP-d (Exterior Gateway Protocol) kasutatakse välisvõrkude marsruutimisteabe edastamiseks.

GGP-d (Gateway-to-Gateway Protocol) kasutatakse marsruutimisteabe edastamiseks lüüside vahel.

IGP-d (Interior Gateway Protocol) kasutatakse sisevõrkude marsruutimisteabe edastamiseks.

NFS ( võrgufail Süsteem) võimaldab kasutada katalooge ja faile kaugarvuti nagu oleksid need kohalikus masinas olemas.

NIS (Network Information Service) säilitab teavet mitme võrgus oleva arvuti kasutajate kohta, muutes sisselogimise ja paroolide kontrollimise lihtsaks.

RPC (Remote Procedure Call) võimaldab kaugrakendustel üksteisega lihtsalt ja tõhusalt suhelda.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) on protokoll, mis edastab meilisõnumeid masinate vahel. SMTP-d käsitletakse üksikasjalikumalt peatükis. 13 "Kuidas e-post Internetis töötab."

SNMP (Simple Network Management Protocol) on haldusprotokoll, mis saadab teateid võrgu ja sellega ühendatud seadmete oleku kohta.

Kõik need teenused koos moodustavad TCP/IP, võimsa ja tõhusa võrguprotokollide perekonna.

Arvutiaadress

Iga Interneti- või mõne muu TCP/IP-võrguga ühendatud masin peab olema kordumatult identifitseeritud. Ilma kordumatu identifikaatorita ei tea võrk, kuidas sõnumit teie masinasse edastada. Kui mitmel arvutil on sama identifikaator, ei saa võrk sõnumit adresseerida.

Internetis tuvastatakse võrgus olevad arvutid määramise teel Interneti-aadressid või õigemini, IP-aadressid. IP-aadressid on alati 32-bitised ja koosnevad neljast 8-bitisest osast. See tähendab, et iga osa võib omandada väärtuse vahemikus 0 kuni 255. Neli osa on kombineeritud tähiseks, milles iga kaheksabitine väärtus on eraldatud punktiga. Näiteks 255.255.255.255 või 147.120.3.28 on kaks IP-aadressi. Millal me räägime võrguaadressi kohta, tähendab see tavaliselt IP-aadressi.

Kui kasutataks IP-aadressi kõiki 32 bitti, oleks võimalikke aadresse üle nelja miljardi – tulevikuks enam kui piisav. Interneti laiendused! Mõned bitikombinatsioonid on aga reserveeritud erieesmärkidel, mis vähendab potentsiaalsete aadresside arvu. Lisaks on 8-bitised nelikud rühmitatud vastavalt võrgu tüübile spetsiaalsel viisil, nii et tegelik võimalike aadresside arv on veelgi väiksem.

IP-aadresse ei määrata vastavalt võrgu hostide loetlemise põhimõttele -1, 2, 3, ... Tegelikult koosneb IP-aadress justkui kahest osast: võrguaadressist ja sellel asuvast hostiaadressist. võrku. See IP-aadressi struktuur võimaldab erinevates võrkudes olevatel arvutitel olla sama number. Kuna võrguaadressid on erinevad, identifitseeritakse arvutid kordumatult. Ilma sellise skeemita muutub nummerdamine kiiresti väga ebamugavaks.

IP-aadressid eraldatakse sõltuvalt organisatsiooni suurusest ja selle tegevuse tüübist. Kui see on väike organisatsioon, on selle võrgus tõenäoliselt vähe arvuteid (ja seega ka IP-aadresse). Vastupidi, suurel ettevõttel võib olla tuhandeid arvuteid, mis on ühendatud mitmesse omavahel ühendatud kohtvõrku. Maksimaalse paindlikkuse tagamiseks eraldatakse IP-aadressid sõltuvalt organisatsiooni võrkude ja arvutite arvust ning need jagunevad klassideks A, B ja C. On ka klasse D ja E, kuid neid kasutatakse kindlatel eesmärkidel.

Kolm IP-aadresside klassi võimaldavad teil neid levitada sõltuvalt teie organisatsiooni võrgu suurusest. Kuna 32 bitti on IP-aadressi seaduslik kogusuurus, jagavad klassid aadressi neli 8-bitist osa olenevalt klassist võrguaadressiks ja hostiaadressiks. Klassi tuvastamiseks on IP-aadressi alguses reserveeritud üks või mitu bitti.

A-klassi aadressid – numbrid vahemikus 0 kuni 127

B-klassi aadressid – numbrid vahemikus 128–191

C-klassi aadressid – numbrid vahemikus 192–223

Kui teie seadme IP-aadress on 147.14.87.23, siis teate, et teie seade on B-klassi võrgus, võrgu ID on 147.14 ja teie seadme kordumatu number selles võrgus on 87.23. Kui IP-aadress on 221.132.3.123, on masin C-klassi võrgus võrgu ID-ga 221.132.3 ja hosti ID-ga 123.

Kui sõnum saadetakse mis tahes Interneti-hostiarvutisse, kasutatakse saatja ja saaja aadressi näitamiseks IP-aadressi. Loomulikult ei pea kõiki IP-aadresse ise meeles pidama, sest selleks on olemas spetsiaalne TCP/IP-teenus nimega Domain Name System.

Domeeninimed

Kui ettevõte või organisatsioon soovib Internetti kasutada, tuleb teha otsus; looge ise otse Interneti-ühendus või usaldage kõik ühendusega seotud probleemid teisele ettevõttele, mida nimetatakse teenusepakkujaks. Enamik ettevõtteid valib teise tee, et vähendada seadmete hulka, kõrvaldada haldusprobleeme ja vähendada üldkulusid.

Kui ettevõte otsustab luua ühenduse otse Internetiga (ja mõnikord ka teenusepakkuja kaudu), võib olla soovitav hankida endale kordumatu identifikaator. Näiteks võib ABC Corporation soovida hankida Interneti-e-posti aadressi, mis sisaldab stringi abc.com. Selline tunnus, sealhulgas ettevõtte nimi, võimaldab saatjal tuvastada adressaadi ettevõtte.

Nendest unikaalsetest identifikaatoritest, mida nimetatakse domeeninimeks, saadab ettevõte või organisatsioon päringu Interneti-ühendust kontrollivale asutusele, võrgu teabekeskusele (InterNIC). Kui InterNIC kinnitab ettevõtte nime, lisatakse see andmebaasi Interneti-andmed. Domeeninimed peavad kokkupõrgete vältimiseks olema ainulaadsed.

Domeeninime viimast osa nimetatakse domeeni identifikaatoriks. kõrgeim tase(nt. mais). InterNIC on loonud kuus tippdomeeni:

Agra ARPANET ID

Maisi kaubandusettevõtted

Edu Haridusasutused

Valitsus Valitsusasutused või organisatsioonid

Sõjaväeasutused

Organisatsioonid, mis ei mahu ühtegi ülaltoodud kategooriasse

WWW teenus

Maailm lai veeb(WWW, World Wide Web) on uusim välimus Interneti-infoteenused, mis põhinevad klient-server arhitektuuril. 80ndate lõpus alustas CERN (Euroopa osakeste füüsikakeskus) tööd teabeteenuse loomisega, mis võimaldaks igal kasutajal hõlpsasti leida ja lugeda mis tahes Interneti-osas asuvates serverites majutatud dokumente. Selleks töötati välja standardne dokumendivorming, mis võimaldab teil visuaalselt esitada teavet mis tahes tüüpi arvutiekraanil, samuti võimaldab installida linke teistele dokumentidele ühes dokumendis.

Kuigi WWW oli mõeldud kasutamiseks CERNi töötajatele, kasvas pärast seda tüüpi teenuse avalikustamist selle populaarsus ebatavaliselt kiiresti. Palju rakendusprogrammid kasutatakse WWW-klientidena, st pakuvad juurdepääsu WWW-serveritele ja kuvavad ekraanil dokumente. Klienditarkvara on saadaval nii graafilise kasutajaliidese (Mosaic on üks populaarsemaid) kui ka tähtnumbrilise terminali emulatsiooni (näiteks Lynx) baasil. Enamik WWW kliente võimaldab teil kasutada oma liidest, et pääseda juurde muud tüüpi Interneti-teenustele, nagu FTP ja Gopher.

WWW serverites asuvad dokumendid ei ole lihtsalt tekstidokumendid ASCII standardis. Need on ASCII-failid, mis sisaldavad käske spetsiaalses keeles, mida nimetatakse HTML-iks (HyperText Märgistuskeel, Hüperteksti märgistuskeel). HTML-käsud võimaldavad teil dokumenti struktureerida, tuues esile loogiliselt erinevad tekstiosad (pealkirjad erinevad tasemed, lõigud, loendid jne). Selle tulemusel saab iga kliendist WWW vaataja vormindada dokumendi teksti nii, et see kuvatakse konkreetsel kuval kõige paremini. Dokumentide ilmekamaks muutmiseks vormindatakse teksti tavaliselt suuremat kirjasuurust pealkirjade jaoks, kasutades oluliste terminite puhul paksu ja kaldkirja stiili, rõhutades loendi elemente jne. HTML keel võimaldab lisada dokumentidesse ka illustreerivat graafikat, mida graafilise kasutajaliidese kasutamise põhjal saavad vaatajad kuvada.

Üks tähtsamaid HTML-i atribuudid on võimalus lisada dokumenti hüpertekstilinke. Need lingid võimaldavad kasutajal uue dokumendi oma arvutisse alla laadida, klõpsates lihtsalt ekraanil, kus link. Iga dokument võib sisaldada linke teistele dokumentidele. Viidatud dokument võib asuda algdokumendiga samas WWW-serveris või mis tahes muus Interneti-arvutis. Dokumendi lingina kasutatav ala võib olla sõna, sõnade rühm, graafiline kujutis või isegi pildi teatud fragment. Enamik veebibrausereid pääseb juurde ka teistele teabeteenustele, nagu FTP ja Gopher. Lisaks võimaldavad WWW-vaaturid kohalikku arvutisse installitud multimeedia tugiprogrammide abil töötada videot ja heli sisaldavate multimeediumifailidega.

13.10.06 5,6K

Enamik meist teab TCP/IP-d kui "liimi", mis hoiab Internetti koos. Kuid mitte paljud inimesed ei suuda veenvalt kirjeldada, mis see protokoll on ja kuidas see töötab. Mis siis täpselt on TCP/IP?

TCP/IP on vahend võrgus olevate arvutite vahel teabe vahetamiseks. Pole vahet, kas nad on osa samast võrgust või ühendatud üksikud võrgud. Vahet pole, et üks neist võib olla Cray arvuti ja teine ​​Macintosh. TCP/IP on platvormist sõltumatu standard, mis ületab lõhe erinevate arvutite vahel, operatsioonisüsteemid ja võrgud. See on protokoll, mis juhib Internetti ülemaailmselt ja suuresti tänu sellele TCP võrgud/IP on populaarsust kogunud.

TCP/IP mõistmine eeldab peamiselt mõista salapäraseid protokollikomplekte, mida TCP/IP hostid teabe vahetamiseks kasutavad. Vaatame mõnda neist protokollidest ja uurime, millest TCP/IP kest koosneb.

TCP/IP põhitõed

TCP/IP on lühend terminist Transmission Control Protocol/Internet Protocol. Arvutivõrgu terminoloogias on protokoll eelnevalt kokkulepitud standard, mis võimaldab kahel arvutil suhelda. Tegelikult ei ole TCP / IP üks protokoll, vaid mitu. Sellepärast kuulete sageli, et seda nimetatakse komplektiks või protokollide komplektiks, millest kaks peamist on TCP ja IP.

Tarkvara TCP/IP jaoks on teie arvutis TCP, IP ja teiste TCP/IP perekonna liikmete platvormipõhine rakendus. Tavaliselt sisaldab see ka kõrgetasemelisi rakendusi, nagu FTP (failiedastusprotokoll), mis võimaldavad käsurida hallata failide jagamist võrgu kaudu.

TCP/IP sündis 1970. aastatel USA valitsuse arenenud uurimisprojektide agentuuri (ARPA) rahastatud uurimistööst. See protokoll töötati välja selleks, et üle maailma asuvate teaduskeskuste arvutivõrgud saaksid ühendada virtuaalse "võrkude võrgu" (internetwork) kujul. Algne Internet loodi olemasoleva arvutivõrkude konglomeraadi, nimega ARPAnet, teisendamisel TCP/IP abil.

Põhjus, miks TCP/IP on tänapäeval nii oluline, on see, et see võimaldab oma võrkudel Interneti-ühendust luua või ühineda privaatsete sisevõrkude moodustamiseks. Sisevõrgu moodustavad arvutivõrgud on füüsiliselt ühendatud ruuteriteks või IP-ruuteriteks kutsutavate seadmete kaudu. Ruuter on arvuti, mis edastab andmepakette ühest võrgust teise. TCP/IP-põhises sisevõrgus edastatakse teavet diskreetsete üksustena, mida nimetatakse IP-pakettideks või IP-datagrammideks. TCP/IP tarkvaraga, kõik arvutid on ühendatud arvutivõrk saada "lähisugulasteks". Põhimõtteliselt peidab see ruuterid ja nende aluseks oleva võrkude arhitektuuri ning muudab selle kõik ühe suure võrguna. Täpselt nagu ühenduse loomine Etherneti võrgud tuvastatakse 48-bitiste Etherneti ID-de järgi, sisevõrguühendused tuvastatakse 32-bitiste IP-aadresside järgi, mida väljendame kujul kümnendarvud, eraldatud punktidega (näiteks 128.10.2.3). Võttes kaugarvuti IP-aadressi, saab sisevõrgus või Internetis olev arvuti sellele andmeid saata, nagu kuuluksid nad samasse füüsilist võrku.

TCP/IP pakub lahendust andmeprobleemile kahe arvuti vahel, mis on ühendatud samasse sisevõrku, kuid kuuluvad erinevatesse füüsilistesse võrkudesse. Lahendus koosneb mitmest osast, kusjuures iga TCP / IP-protokolli perekonna liige aitab kaasa üldisele põhjusele. IP, TCP/IP komplekti kõige põhilisem protokoll, transpordib IP-andmegramme läbi sisevõrgu ja täidab olulist funktsiooni, mida nimetatakse marsruutimiseks, valides sisuliselt marsruudi, mille datagramm viib punktist A punkti B, ja kasutades ruutereid hüppamiseks. võrkude vahel.

TCP on protokoll kõrge tase, mis võimaldab erinevates võrguhostides töötavatel rakendustel andmevooge vahetada. TCP jagab andmevood ahelateks, mida nimetatakse TCP-segmentideks, ja edastab need IP abil. Enamasti saadetakse iga TCP segment ühes IP-datagrammis. Vajadusel jagab TCP aga segmendid mitmeks IP-datagrammiks, mis sobivad füüsilistesse andmeraamidesse, mida kasutatakse teabe edastamiseks võrgus olevate arvutite vahel. Kuna IP ei garanteeri, et datagrammid võetakse vastu samas järjekorras, milles need saadeti, paneb TCP marsruudi teises otsas olevad TCP segmendid uuesti kokku, et moodustada pidev andmevoog. FTP ja telnet on kaks näidet populaarsetest TCP/IP-rakendustest, mis tuginevad TCP-le.

Teine oluline TCP/IP komplekti liige on UDP (User Datagram Protocol), mis sarnaneb TCP-ga, kuid on primitiivsem. TCP on "usaldusväärne" protokoll, kuna see pakub tõrkekontrolli ja kinnitusteateid, nii et andmed jõuavad sihtkohta rikkumata. UDP on "ebausaldusväärne" protokoll, kuna see ei garanteeri, et datagrammid jõuavad kohale nende saatmise järjekorras või isegi seda, et need üldse kohale jõuavad. Kui töökindlus on soovitav tingimus, on selle rakendamiseks vaja tarkvara. Kuid UDP-l on endiselt oma koht TCP/IP-maailmas ja seda kasutatakse paljudes programmides. Lihtsa võrguhaldusprotokolli (SNMP) rakendus, mida rakendatakse paljudes TCP/IP-rakendustes, on üks UDP-programmi näide.

Teised TCP/IP-protokollid mängivad vähem silmapaistvalt, kuid võrdselt tähtsaid rolle TCP / IP võrkude töös. Näiteks ARP (Address Resolution Protocol) teisendab IP-aadressid füüsilisteks võrguaadressideks, näiteks Etherneti identifikaatoriteks. Seotud protokoll, Reverse Address Resolution Protocol (RARP), teeb vastupidist, teisendades füüsilised võrguaadressid IP-aadressideks. Internet Control Message Protocol (ICMP) on hooldusprotokoll, mis kasutab IP-d IP-pakettide edastamisega seotud juhtimisteabe ja juhtimisvigade vahetamiseks. Näiteks kui ruuter ei saa saata IP-datagrammi, kasutab ta ICMP-d, et teavitada saatjat probleemist. Lühike kirjeldus Vaadake külgribal mõnda muud protokolli, mis peidavad end TCP/IP-i vihmavarju all.

TCP / IP perekonna protokollide lühikirjeldus koos lühendite dekodeerimisega
ARP (Address Resolution Protocol): teisendab 32-bitised IP-aadressid füüsilised aadressid arvutivõrku, näiteks 48-bitistele Etherneti aadressidele.

FTP (failiedastusprotokoll): võimaldab faile ühest arvutist teise üle kanda, kasutades TCP-ühendusi. Selle õde, kuid vähem levinud failiedastusprotokoll, Trivial File Transfer Protocol (TFTP), kasutab failide edastamiseks TCP asemel UDP-d.

ICMP (Internet Control Message Protocol): võimaldab IP-ruuteritel saata veateateid ja juhtimisteavet teistele IP-ruuteritele ja võrguhostidele. ICMP-teated "rändavad" andmeväljadena IP-datagrammides ja neid tuleb rakendada kõigis IP-variantides.

IGMP (Internet Group Management Protocol): Võimaldab IP-datagramme multiedastada arvutitesse, mis kuuluvad vastavatesse rühmadesse.

IP (Interneti-protokoll, Interneti protokoll): madala taseme protokoll, mis suunab andmepaketid üle eraldi võrkude, mis on omavahel ühendatud ruuteritega, et moodustada Internet või sisevõrk. Andmed "rändavad" pakettide kujul, mida nimetatakse IP-datagrammideks.

RARP (Reverse Address Resolution Protocol): teisendab füüsilised võrguaadressid IP-aadressideks.

SMTP (lihtne meiliedastusprotokoll): määrab sõnumivormingu, mida ühes arvutis töötav SMTP-klient saab kasutada meilide edastamiseks teises arvutis töötavasse SMTP-serverisse.

TCP (Transmission Control Protocol) on ühendusele orienteeritud protokoll, mis edastab andmeid baitide voogudena. Andmed saadetakse pakettidena – TCP segmentidena –, mis koosnevad TCP päistest ja andmetest. TCP on "usaldusväärne" protokoll, kuna see kasutab kontrollsummad andmete terviklikkuse kontrollimiseks ja kinnituste saatmiseks, et tagada edastatud andmete rikkumisteta vastuvõtmine.

UDP (User Datagram Protocol): ühendusest sõltumatu protokoll, mis edastab andmeid pakettidena, mida nimetatakse UDP datagrammideks. UDP on "ebausaldusväärne" protokoll, kuna saatja ei saa teavet selle kohta, kas datagramm on tegelikult vastu võetud.

TCP/IP arhitektuur

Arvutivõrkude kujundajad kasutavad sageli ISO/OSI (International Standards Organisation/Open Systems Interconnect) seitsmekihilist mudelit, mis kirjeldab võrkude arhitektuuri. Selle mudeli iga tase vastab ühele tasemele funktsionaalsust võrgud. Päris baasis on füüsiline kiht A, mis tähistab füüsilist meediumit, mille kaudu andmed "rändavad" – teisisõnu kaablisüsteem arvutivõrk. Selle kohal on lingikiht või andmeside kiht, mida pakuvad võrguliidese kaardid. Kõige tipus on rakendusprogrammide kiht, kus jooksevad võrguteenuse funktsioone kasutavad programmid.

Joonisel on näha, kuidas TCP/IP sobib ISO/OSI mudeliga. See joonis illustreerib ka TCP/IP kihistruktuuri ja näitab peamiste protokollide vahelisi seoseid. Andmeploki edastamisel võrgurakendusprogrammist tahvlile Võrguadapter see läbib järjestikku mitmeid TCP/IP-mooduleid. Samal ajal täiendatakse seda igal etapil ahela teises otsas oleva samaväärse TCP / IP-mooduli jaoks vajaliku teabega. Selleks ajaks, kui andmed jõuavad võrgukaart, esindavad need standardset Etherneti raami, eeldades, et võrk põhineb sellel liidesel. Vastuvõtvas otsas olev TCP/IP-tarkvara taasloob vastuvõtva programmi algandmed, hõivates Etherneti kaadri ja suunates selle vastupidises järjekorras läbi TCP/IP-moodulite komplekti. (Üks neist parimad viisid TCP/IP sisemuse mõistmiseks tuleb kasutada nuhkvara, et leida üle võrgu "lendavate" kaadrite seest, lisati teave. erinevaid mooduleid TCP/IP.)

Võrgukihid ja TCP/IP-protokollid

ISO/OSI TCP/IP ______________________________________ ___________________________ | Rakenduse tase | | | |_________________________________| | _____________ _________ | ______________________________________ | Võrk | Võrk | | Tase | Esitluskiht | | |Programm| |Programm| | rakendatud |_________________________________| | |_____________| |_____________| | programmid _________________________________ | | | Seansi tase | | | |_________________________________| |_______________________________| | | _________________________________ ________|_________________|______ | transpordikiht| | TCP/UDP | Transport |_____________________________________| |_____|______|______| tase | | _________________________________ ________|_________________|______ | võrgukiht| | | | | Võrk |______________________________________| | ---->IP<--- | уровень |__________________________| _________ _____________________________ _______| Сетевая |________ | Уровень звена данных | | ARP<->| tasu |<->RARP | Tase |_________________________________| |_______|_________|_________| link | andmed _________________________________ | | Füüsiline kiht | _____________|__________________ Füüsiline |__________________________________| Kaabelvõrgu tase

Selle diagrammi vasak pool näitab ISO/OSI mudeli kihte. Diagrammi parem pool illustreerib TCP/IP korrelatsiooni selle mudeliga.

Et illustreerida rolli, mida TCP/IP mängib reaalsetes andmetöötlusvõrkudes, mõelge, mis juhtub, kui veebibrauser kasutab HTTP-d (HyperText Transfer Protocol) HTML-andmete lehe toomiseks Internetiga ühendatud veebiserverist. Brauser kasutab serveriga virtuaalse ühenduse loomiseks kõrgetasemelist tarkvaraabstraktsiooni, mida nimetatakse pesaks. Ja veebilehe toomiseks saadab see serverile HTTP-käsu GET, kirjutades selle pesasse. Pistikupesa tarkvara omakorda kasutab TCP-d, et saata veebiserverisse GET-käsklusest koosnevad bitid ja baidid. TCP segmenteerib andmed ja edastab üksikud segmendid IP-moodulile, mis edastab segmendid datagrammides veebiserverisse.

Kui brauser ja server töötavad arvutites, mis on ühendatud erinevate füüsiliste võrkudega (nagu tavaliselt), edastatakse datagramme võrgust võrku, kuni need jõuavad selleni, millega server on füüsiliselt ühendatud. Lõpuks jõuavad datagrammid sihtkohta ja pannakse uuesti kokku, nii et veebiserver, mis loeb andmeahelaid oma pesast, saab pideva andmevoo. Brauseri ja serveri jaoks hüppavad ühes otsas olevasse pesasse kirjutatud andmed võluväel teise otsa. Kuid nende sündmuste vahel toimuvad kõikvõimalikud keerulised vastasmõjud, et luua illusioon pidevast andmeedastusest arvutivõrkude vahel.

Ja see on peaaegu kõik, mida TCP/IP teeb: muuta paljud väikesed võrgud üheks suureks ja pakkuda teenuseid, mida rakendused vajavad üksteisega suhtlemiseks Interneti kaudu.

Lühike järeldus

TCP/IP kohta võiks öelda palju rohkem, kuid on kolm põhipunkti:

* TCP/IP on protokollide kogum, mis võimaldab füüsilistel võrkudel ühendada Interneti moodustamiseks. TCP/IP ühendab üksikud võrgud, moodustades virtuaalse arvutivõrgu, milles üksikuid hoste tuvastatakse mitte füüsiliste võrguaadresside, vaid IP-aadresside järgi.
* TCP/IP kasutab kihilist arhitektuuri, mis kirjeldab selgelt, mille eest iga protokoll vastutab. TCP ja UDP pakuvad võrguprogrammide jaoks kõrgetasemelist andmeedastust ning mõlemad toetuvad andmepakettide edastamiseks IP-le. IP vastutab pakettide sihtkohta suunamise eest.
* Andmed, mis liiguvad kahe Interneti-hostides töötava rakenduse vahel, "rändavad" nende hostide TCP/IP-virnades üles ja alla. Saatja poolel olevate TCP/IP moodulite poolt lisatud info "lõikatakse" vastuvõtvas otsas vastavate TCP/IP moodulite poolt ja seda kasutatakse algandmete taasloomiseks.

Hea halb

TCP/IP protokolli virn

Ettevõttevõrk on keeruline süsteem, mis koosneb suurest hulgast erinevatest seadmetest: arvutid, jaoturid, ruuterid, lülitid, süsteemirakendustarkvara jne. Süsteemiintegraatorite ja võrguadministraatorite põhiülesanne on tagada, et see süsteem tuleks infovoogude töötlemisega võimalikult hästi toime ja võimaldaks teil saada õigeid lahendusi ettevõtte võrgu kasutajaprobleemidele. Rakendustarkvara nõuab teenust, mis suhtleb teiste rakendusprogrammidega. See teenus on koostoimimismehhanism.

Ettevõtte teave, selle voogude intensiivsus ja selle töötlemise viis on pidevas muutumises. Näide ettevõtte teabe töötlemise tehnoloogia järsust muutusest oli ülemaailmse võrgu populaarsuse enneolematu kasv Internet viimase 2-3 aasta jooksul. Net Internet on muutnud teabe esitamise viisi, kogudes oma serveritesse kõik selle tüübid – teksti, graafika ja heli. Võrgu transpordisüsteem Internet hõlbustas oluliselt hajutatud ettevõttevõrgu ülesehitamist.

Ühe võimsa arvutivõrgu raames ühendamine ja interaktsioon oli protokollide perekonna kavandamise ja loomise eesmärk, mida edaspidi nimetatakse protokollivirnaks. TCP/IP (edastusjuhtimisprotokoll / Interneti-protokoll) . Virna põhiidee on luua koostoimimismehhanism.

TCP / IP-protokollipakki kasutatakse laialdaselt kogu maailmas arvutite võrku ühendamiseks Internet. TCP/IP on üldnimetus, mis antakse andmeedastusprotokollide perekonnale, mida kasutatakse arvutite ja muude seadmete ühendamiseks ettevõtte võrgus.

TCP / IP-protokolli pinu peamine eelis on see, et see pakub usaldusväärset sidet erinevate tootjate võrguseadmete vahel. Selle eelise tagab sideprotokollide komplekti kaasamine erinevate standardiseeritud rakendustega, mis on töö käigus välja töötatud TCP / IP-s. TCP/IP-pinu protokollid pakuvad sõnumi edastamise mehhanismi, kirjeldavad sõnumivormingute üksikasju ja näitavad, kuidas tõrkeid käsitleda. Protokollid võimaldavad kirjeldada ja mõista andmeedastusprotsesse, võtmata arvesse seadmete tüüpi, millel need protsessid toimuvad.

TCP / IP-protokolli virna loomise ajalugu algas hetkest, mil USA kaitseministeerium seisis silmitsi probleemiga kombineerida arvukalt arvuteid erinevate operatsioonisüsteemidega. Selleks koostati 1970. aastal standardite kogum. Nende standardite alusel välja töötatud protokolle nimetatakse ühiselt TCP/IP-ks.

TCP/IP-protokollipinn loodi algselt võrgu jaoks Täiustatud uurimisprojektide agentuuride võrgustik (ARPANET). ARPANET peeti eksperimentaalseks hajutatud pakettkommutatsioonivõrguks.Selles võrgus TCP / IP-protokolli virna kasutamise katse lõppes positiivsete tulemustega. Seetõttu võeti protokollivirn kommertskasutusele ning seda laiendati ja täiustati mitme aasta jooksul. Hiljem kohandati pinu kohalikes võrkudes kasutamiseks. 1980. aastate alguses hakati protokolli kasutama Veg operatsioonisüsteemi lahutamatu osana.kley UNIXv 4.2. Samal aastal tekkis ühine võrgustik Internet . Üleminek tehnoloogiale Internet valmis 1983. aastal, kui USA kaitseministeerium tegi kindlaks, et kõik WAN-iga ühendatud arvutid kasutavad TCP/IP-protokolli pinu.

TCP/IP-protokollipinn pakub kasutajatelekaks peamist teenustmis kasutavad rakendusprogramme:

datagramm pakkide kohaletoimetamise sõiduk . See tähendab, et TCP/IP-pinu protokollid määravad väikese sõnumi marsruudi ainult sõnumist leitud aadressiteabe põhjal. Kohaletoimetamine toimub ilma loogilist ühendust loomata. Seda tüüpi kohaletoimetamine muudab TCP/IP-protokollid kohandatavaks paljude võrguseadmetega.

Usaldusväärne voogedastussõiduk . Enamik rakendusi nõuab sidetarkvara, et automaatselt taastuda edastusvigadest, pakettide kadumisest või vahepealsetest riketest ruuterid. Usaldusväärne sõiduk võimaldab teil luua rakenduste vahel loogilise ühenduse ja seejärel saata selle ühenduse kaudu suuri andmemahtusid.

TCP/IP protokollivirna peamised eelised on järgmised:

Sõltumatus võrgutehnoloogiast. TCP/IP-protokollipinn ei sõltu lõppkasutaja riistvarast, kuna see määratleb ainult edastuselemendi, datagrammi ja kirjeldab, kuidas see võrgus liigub.

Universaalne ühendus. Pinn võimaldab igal seda toetaval arvutipaaril omavahel suhelda. Igale arvutile on määratud loogiline aadress ja iga edastatud datagramm sisaldab loogilist lähte- ja sihtkoha aadressi. Vahepealsed ruuterid kasutavad marsruudiotsuste tegemiseks sihtkoha aadressi.

Terminalidevaheline kinnitamine.TCP/IP-pinu protokollid annavad kinnituse saatja ja saaja vahelise vahetuse käigus edastatava info õigsuse kohta.

Standardsed rakendusprotokollid. TCP/IP-protokollid sisaldavad vahendeid, mis toetavad tavalisi rakendusi, nagu e-post, failiedastus, kaugjuurdepääs jne.

Võrgu järsk kasv Internet ja loomulikult nõudis TCP / IP-protokollivirna kiirendatud arendamine arendajatelt rea dokumente, mis aitaksid kaasa protokollide edasisele korrapärasele arendamisele. Organisatsioon Interneti-tegevuste juhatus (IAB) ) töötas välja paberite sarja nimega RFC (Request For Comments). Mõned RFC-d kirjeldavad võrguteenuseid või protokolle ja nende rakendamist, muudes dokumentides kirjeldatakse nende kasutamise tingimusi. sealhulgas sisse RFC Avaldatud on TCP/IP-protokolli virna standardid. Pidage meeles, et TCP/IP standardid avaldatakse alati dokumentidena. RFC, kuid mitte kõik RFC-d määratleda standardid.

RFC-d avaldati algselt elektroonilisel kujul ja neid said kommenteerida need, kes nende arutelus osalesid. Dokumendis võidakse teha mitmeid muudatusi, kuni selle sisu osas jõuti üldisele kokkuleppele. Kui dokument reguleeris samal ajal uut ideed, siis määrati sellele number ja see pandi teiste juurde. RFC . Samal ajal omistatakse igale uuele dokumendile staatus, mis reguleerib selle rakendamise vajadust. Uue dokumendi väljastamine RFC ei tähenda, et kõik riist- ja tarkvaratootjad peaksid seda oma toodetes rakendama. Lisas nr 2 on mõnede dokumentide kirjeldused RFC-d ja nende olekud.

1. Standardiseisund. Protokollil võib olla mitu olekut:

protokolli standard heaks kiidetud;

kaalumiseks pakutakse välja protokollistandard;

pakutakse välja katseprotokoll;

Protokoll on vananenud ja seda praegu ei kasutata.

2. Protokolli olek. Protokollil võib olla mitu olekut:

protokoll on rakendamiseks vajalik;

protokolli saab rakendada valitud tootja;

Keerulise ettevõttevõrgu haldamisel tekib palju mitteseotud probleeme. Ühe protokolli funktsionaalsusega on neid peaaegu võimatu lahendada. Selline protokoll peaks:

tuvastada võrgutõrkeid ja taastada selle jõudlus;

eraldama võrgu ribalaiust ja teadma, kuidas andmeliiklust ülekoormuse ajal vähendada;

tunneb ära viivitused ja paketikaod, oskab sellest tulenevat kahju vähendada;

tuvastama andmetes vigu ja teavitama neist rakendustarkvara;

luua pakettide korrapärane liikumine võrgus.

Selline funktsionaalsus on ühe protokolli jaoks üle jõu. Seetõttu loodi interakteeruvate protokollide komplekt, mida nimetatakse virnaks.

Kuna TCP/IP protokollipinn töötati välja enne võrdlusmudeli tulekut OSI , siis selle tasemete vastavus mudeli tasemetele OSI üsna tinglik.TCP/IP protokolli pinu struktuurnäidatud joonisel fig. 1.1.

Riis. 1.1. TCP/IP protokolli pinu struktuur.

Riis. 12. Sõnumi läbimise tee.

Teoreetiliselt tähendab sõnumi saatmine ühest rakendusest teise sõnumi järjestikust edastamist läbi kõrvuti asetsevate virna tasemete saatja juures, sõnumite edastamist üle võrguliidese kihi (tase IV ) või vastavalt võrdlusmudelile OSI , füüsilises kihis sõnumi vastuvõtmine saaja poolt ja selle edastamine protokollitarkvara külgnevate kihtide kaudu.Praktikas on virnatasemete koostoime palju keerulisem. Iga kiht teeb otsuse sõnumi õigsuse kohta ja sooritab sõnumi tüübi või sihtkoha aadressi alusel teatud toimingu. TCP / IP-protokolli virna struktuuris on selge "raskuskese" - see on võrgukiht ja protokoll IP selles. IP-protokoll suudab suhelda mitme kõrgema taseme protokollimooduli ja mitme võrguliidesega. See tähendab, et praktikas näeb sõnumite ühest rakendusest teise edastamise protsess välja järgmine: saatja saadab sõnumi, mis on tasemel III pro protokolli IP paigutatakse datagrammi ja saadetakse võrku (võrk 1). Pealvaheseadmed nagu ruuterid, datagrammedastati protokollikihile IP , mis saadab selle tagasi teise võrku (võrk 2). Kui datagramm jõuab vastuvõtmiseni la, IP-protokoll eraldab sõnumi ja edastab selle kõrgematele tasanditele.Riis. 1.2 illustreerib seda protsessi.

TCP/IP protokollivirna struktuuri saab jagada neli taset. Madalaim - võrguliidese kiht (kiht IV) -vastab mudeli füüsilisele ja kanalikihile OSI. Virna peal TCP / IP-protokollid, see tase ei ole reguleeritud. Võrgu taseth liides vastutab datagrammide vastuvõtmise ja nende edastamise eest konkreetselvõrku. Võrguliidese saab rakendada seadme draiveriga.host või keerukas süsteem, mis kasutab oma protokolli kuikohalik tase (lüliti, ruuter). Ta toetabPopulaarsete kohalike võrkude füüsilise ja andmesidekihi nooled: Ethernet, Token Pang, FDDI jne. Hajusvõrkude toe jaoksPPP liigesed torgatakse ja LIBE ja ülemaailmsete võrkude jaoks - protokoll X.25. Toetatakse arenevaraku vahetamise tehnoloogiad - sularahaautomaat . Kaasamine on muutunud tavapäraseks tavaksuute kohalike või hajutatud tehnoloogiate integreerimine TCP / IP-protokolli virnapiiratud võrgud ja nende reguleerimine uute dokumentidega RFC.

võrgukiht (tase III) on vastastikuse ühenduse tasetegevused. Tase juhib kasutajate vahelist suhtlustvõrgud. See saab transpordikihilt taotluse saata saatjalt pakett koos adressaadi aadressiga. Kiht kapseldab paketi datagrammi, täidab selle päise ja valikuliseltSild kasutab marsruutimisalgoritmi. Tase protsessid juuressissetulevad datagrammid ja kontrollib saadud info õigsustmatsiooni. Vastuvõtjapoolne võrgukihi tarkvaraeemaldab päise ja määrab, millise transpordiprotokollitöötleb paketti.

Peamise võrgukihi protokollina TCP/IP-virnas protokolli kasutatakse IP , mis loodi eesmärgiga üle kandakoosseisud hajutatud võrkudes. Protokolli eelis IP on selle tõhusa toimimise võimalus keeruka topoloogiaga võrkudestalle. Samal ajal kasutab protokoll ribalaiust ratsionaalseltväikese kiirusega sideliinid. Protokolli keskmes IP maha pandud datagrammmeetod, mis ei taga paki kohaletoimetamist, vaid edasipühendunud selle rakendamisele.

See tase hõlmab kõiki protokolle, mis loovad, allhooldada ja uuendada marsruutimistabeleid. Lisaks selleletasandil on olemas protokoll vigade kohta teabe vahetamiseksdu ruuterid võrgus ja saatjatel.

Järgmine tase -transport (tase II) . Selle peamine ülesanne on tagada rakendusprogrammide omavaheline suhtlusgrammi. Transpordikiht kontrollib teabe liikumistusaldusväärne ülekanne. Selleks kasutati kinnitusmehhanismi.korrektne vastuvõtt koos edastamise dubleerimisega kadunud võivigadega kaasas olnud paketid. Transpordikiht aktsepteeribsaadud mitmelt rakendusprogrammilt ja saadab need alumisse kihti. Seejuures lisab see igaühele lisateavetpakett, sealhulgas arvutatud kontrollsumma väärtus.

Sellel tasemel töötab edastuse juhtimisprotokoll. TCP (Transmission Control Protocol) ) ja edastusprotokollplakeeritud paketid datagrammi meetodil UDP (User Datagram Protocol). TCP protokoll tagab garanteeritud andmete edastamise tõttuloogiliste ühenduste loomine kaugrakenduste vahelprotsessid. Protokolli toimimine UDP sarnane protokolli toimimisega IP, kuid selle peamine ülesanne on täita sideaine funktsiooneside võrguprotokolli ja erinevate rakenduste vahel.

Kõrgeim tase (tase Ma kandideerisin . See rakendab laialdaselt kasutatavaid rakenduskihi teenuseid. neile alateskulunud: protokoll failide edastamiseks kaugsüsteemide vahel,kaugterminali emulatsioonimärk, meiliprotokollid jne. igaLubades rakendusprogrammil valida transpordi tüübi – või mittekatkendlik sõnumivoog või üksikisiku jadasuhtlemine. Rakendusprogramm saadab andmed transpordikihilealasti nõutud kujul.

Protokollipinu toimimise põhimõtetega arvestamine TCP / IP on soovitatav läbi viia, alustades kolmanda taseme protokollidestjah. See on tingitud asjaolust, et kõrgema kihi protokollidTöö põhineb madalama kihi protokollide funktsionaalsusel. Et mõista hajutatud marsruutimise probleemevõrkudes, on protokollide uurimine soovitatav läbi viia järgnevalt järjestused: IP, ARP, ICMP, UDP ja TCP . See on tingitud asjaolust et teabe edastamiseks kaugsüsteemide vahel hajusvõrgus kasutatakse ühel või teisel määral kogu süsteemide perekonda.ka protokollid TCP / IP.

TCP/IP-protokollipinn sisaldab suurt hulkarakenduskihi protokollid. Need protokollid täidavad erinevaidfunktsioonid, sealhulgas: võrguhaldus, failiedastus, failide abil hajutatud teenuste pakkumine, terminite emuleeriminekalapüük, meili saatmine jne. Failiedastusprotokoll ( Failiedastusprotokoll – FTP ) võimaldab failide liikumist com-i vahelpuer süsteemid. Protokoll telnet pakub virtuaalset terminimaalne emulatsioon. Lihtne võrgujuhtimisprotokoll ( Lihtne võrguhaldusprotokoll – SNMP ) on juhtimisprotokollvõrk, mida kasutatakse anomaalsetest võrgutingimustest teatamiseksja võrgus vastuvõetavate lävede väärtuste määramine. lihtne protokoll postiedastus (Simple Mail Transfer Protocol – SMTP) pakub e-posti edastamise mehhanism. Need protokollid ja muud rakendusedrakendused kasutavad kasutajatele nende pakkumiseks TCP/IP-pinu teenuseidpõhilised võrguteenused.

Lisateave rakenduskihi protokollivirna kohtaTCP / IP-d ei käsitleta selle materjali raames.

Enne TCP / IP-virna protokollide kaalumist tutvustame põhiprotokolleterminid, mis defineerivad infokildude nimetusi, edastamisttasandite vahel pesemine. võrgu kaudu edastatava andmeploki nimi,oleneb sellest, millisel protokollipinu kihil see asub. Nimetatakse andmeplokk, millega võrguliides tegelebülemised . Kui andmeplokk asub võrguliidese ja võrgu vaheltasemel, nimetatakse seda IP datagramm (või lihtsalt datagrammminu). Transpordi ja võrgu vahel ringlevate andmete plokk tasemeid ja kõrgemaid nimetatakse IP-pakett.Joonisel fig. 1.3 näitab resp.andmeplokkide tähistuste vastavus TCP/IP protokolliviru tasemetele.

Riis. 1. 3. Infofragmentide määramine TCP/IP pinu tasanditel.

Oluline on täiendada TCP/IP-protokolli virna kihtide kirjeldust saatjalt otse vastuvõtjale edastamise ja mitme võrgu kaudu edastamise erinevuse kirjeldusega. Joonisel fig. 4 näitab erinevust seda tüüpi jõuülekannete vahel.

Riis.1.4. Teabe edastamise viisid.

Kui sõnum edastatakse ruuteri abil kahe võrgu kaudu, kasutab see kahte erinevat võrguraami (kaader 1 ja kaader 2). Kaader 1 - edastamiseks saatjalt ruuterile, raam 2 - ruuterilt adressaadile.

Rakendus- ja transpordikihid saavad luua ühendusi, seega kihistamise põhimõte näeb ette, et sihtkoha transpordikihi poolt vastuvõetud pakett peab olema identne saatja transpordikihi saadetud paketiga.