See artikkel käsitleb TCP/IP-mudeli põhitõdesid. Parema mõistmise huvides kirjeldatakse peamisi protokolle ja teenuseid. Peaasi on võtta aega ja püüda igast asjast samm-sammult aru saada. Need on kõik omavahel seotud ja kui üht ei mõista, on teist raske mõista. Siin sisalduv teave on väga pealiskaudne, nii et seda artiklit võib hõlpsasti nimetada "mannekeenide TCP/IP-protokollivirnaks". Siiski ei ole paljudest asjadest siin nii raske aru saada, kui esmapilgul võib tunduda.

TCP/IP

TCP/IP-pinn on võrgumudel andmete edastamiseks võrgus, mis määrab seadmete interaktsiooni järjekorra. Andmed sisenevad andmelingikihti ja neid töötleb kordamööda iga ülaltoodud kiht. Pinu on kujutatud abstraktsioonina, mis selgitab andmete töötlemise ja vastuvõtmise põhimõtteid.

TCP/IP võrguprotokolli virnal on 4 taset:

1. Kanal (link).
2. Võrk (Internet).
3. Transport.
4. Rakendus.

Rakenduskiht

Rakenduskiht annab võimaluse suhelda rakenduse ja protokollipinu teiste kihtide vahel, analüüsib ja teisendab sissetulevat teavet tarkvara jaoks sobivasse vormingusse. On kasutajale kõige lähemal ja suhtleb temaga vahetult.

• HTTP;
• SMTP;

Iga protokoll määratleb andmetega töötamise järjekorra ja põhimõtted.

HTTP (hüpertekst Edastusprotokoll) on mõeldud andmeedastuseks. See saadab näiteks HTML-vormingus dokumente, mis on veebilehe aluseks. Lihtsustatult esitatakse tööskeem kui “klient - server”. Klient saadab päringu, server võtab selle vastu, töötleb seda korralikult ja tagastab lõpptulemuse.

Toimib failide võrgu kaudu edastamise standardina. Klient saadab päringu teatud faili kohta, server otsib selle faili oma andmebaasist ja kui leitakse, saadab selle vastuseks.

Kasutatakse e-kirjade edastamiseks. SMTP toiming sisaldab kolme järjestikust sammu:

1. Saatja aadressi määramine. See on vajalik kirjade tagastamiseks.
2. Saaja määratlus. Seda sammu saab mitme adressaadi määramisel korrata mitu korda.
3. Sõnumi sisu määramine ja saatmine. Andmed sõnumi tüübi kohta edastatakse teenuseteabena. Kui server kinnitab oma valmisolekut pakett vastu võtta, on tehing ise lõpule viidud.

Päis

Päis sisaldab teenindusandmeid. Oluline on mõista, et need on mõeldud ainult teatud tasemele. See tähendab, et kohe, kui pakett on adressaadile saadetud, töödeldakse seda seal sama mudeli järgi, kuid vastupidises järjekorras. Pesastatud päis kannab edasi eriline teave, mida saab töödelda ainult teatud viisil.

Näiteks transporditasemel pesastatud päist saab töödelda ainult teisel pool transpordikiht. Teised lihtsalt ignoreerivad seda.

Transpordikiht

Transpordikihis töödeldakse vastuvõetud teavet kujul üks plokk, olenemata sisust. Vastuvõetud sõnumid jagatakse segmentideks, neile lisatakse päis ja kogu asi saadetakse allavoolu.

Andmeedastusprotokollid:

Kõige tavalisem protokoll. Ta vastutab garanteeritud andmeedastuse eest. Pakkide saatmisel kontrollitakse neid kontrollsumma, tehinguprotsess. See tähendab, et teave saabub "turvaliselt ja usaldusväärselt" olenemata tingimustest.

UDP (User Datagram Protocol) on populaarsuselt teine ​​protokoll. Samuti vastutab ta andmeedastuse eest. Selle eripära seisneb lihtsuses. Paketid saadetakse lihtsalt ilma erilist ühendust loomata.

TCP või UDP?

Igal neist protokollidest on oma ulatus. See on loogiliselt määratud töö omadustega.

UDP peamine eelis on selle edastuskiirus. TCP on keerukas ja paljude kontrollidega protokoll, samas kui UDP näib olevat lihtsam ja seega kiirem.

Puuduseks on lihtsus. Kontrollide puudumise tõttu ei ole andmete terviklikkus tagatud. Seega saadetakse teave lihtsalt ära ning kõik tšekid ja sarnased manipulatsioonid jäävad rakendusele.

UDP-d kasutatakse näiteks videote vaatamiseks. Videofaili puhul ei ole väikese arvu segmentide kadumine kriitiline, samas kui laadimiskiirus on kõige olulisem tegur.

Kui aga on vaja saata paroole või pangakaardi andmeid, siis on TCP kasutamise vajadus ilmselge. Isegi väikseima andmete kaotamisel võivad olla katastroofilised tagajärjed. Kiirus pole sel juhul nii oluline kui ohutus.

Võrgukiht

Võrgukiht moodustab saadud teabest paketid ja lisab päise. Kõige olulisem osa andmetest on saatjate ja saajate IP- ja MAC-aadressid.

IP-aadress (Internet Protocol address) – seadme loogiline aadress. Sisaldab teavet seadme asukoha kohta võrgus. Näidiskirje: .

MAC-aadress (Media Access Control address) – seadme füüsiline aadress. Kasutatakse tuvastamiseks. Määratud võrguseadmetele tootmisetapis. Esitatakse kuuebaidise numbrina. Näiteks: .

Võrgukiht vastutab:

• Tarneteede määramine.
• Pakettide edastamine võrkude vahel.
• Unikaalsete aadresside määramine.

Ruuterid on võrgukihi seadmed. Need sillutavad saadud andmete põhjal teed arvuti ja serveri vahel.

Selle taseme kõige populaarsem protokoll on IP.

IP (Internet Protocol) on Interneti-protokoll, mis on loodud võrgus adresseerimiseks. Kasutatakse marsruutide koostamiseks, mida mööda pakette vahetatakse. Tal pole vahendeid terviklikkuse kontrollimiseks ja kinnitamiseks. Tarnegarantiide andmiseks kasutatakse TCP-d, mis kasutab transpordiprotokollina IP-d. Selle tehingu põhimõtete mõistmine selgitab suure osa TCP/IP-protokollipinu toimimise alustest.

IP-aadresside tüübid

Võrkudes kasutatakse kahte tüüpi IP-aadresse:

1. Avalik.
2. Privaatne.

Internetis kasutatakse avalikku (avalikku). Peamine reegel on absoluutne ainulaadsus. Nende kasutamise näide on ruuterid, millest igaühel on Internetiga suhtlemiseks oma IP-aadress. Seda aadressi nimetatakse avalikuks.

Privaatseid (Private) Internetis ei kasutata. Globaalses võrgus pole sellised aadressid ainulaadsed. Näiteks on kohalik võrk. Igale seadmele on määratud võrgus ainulaadne IP-aadress.

Internetiga suhtlemine toimub ruuteri kaudu, millel, nagu eespool mainitud, on oma avalik IP-aadress. Seega ilmuvad kõik ruuteriga ühendatud arvutid Internetti ühe avaliku IP-aadressi nime all.

IPv4

Interneti-protokolli kõige levinum versioon. Enne IPv6. Salvestusvorming on neli kaheksabitist numbrit, mis on eraldatud punktidega. Alamvõrgu maski näidatakse murdosa märgi kaudu. Aadressi pikkus on 32 bitti. Enamikul juhtudel, kui me räägime IP-aadressist, peame silmas IPv4.

Salvestusvorming: .

IPv6

See versioon on mõeldud eelmise versiooni probleemide lahendamiseks. Aadressi pikkus on 128 bitti.

Peamine probleem, mille IPv6 lahendab, on IPv4 aadresside ammendumine. Eeldused hakkasid tekkima juba 80ndate alguses. Vaatamata sellele, et see probleem jõudis teravasse faasi juba aastatel 2007–2009, on IPv6 juurutamine väga aeglaselt hoogu saamas.

IPv6 peamine eelis on kiirem Interneti-ühendus. Seda seetõttu, et see protokolli versioon ei vaja aadressi tõlkimist. Lihtne marsruutimine viiakse läbi. See on odavam ja seetõttu on juurdepääs Interneti-ressurssidele kiirem kui IPv4 puhul.

Näidiskirje: .

IPv6-aadresse on kolme tüüpi:

1. Unicast.
2. Anycast.
3. Multisaade.

Unicast on teatud tüüpi IPv6 unicast. Saatmisel jõuab pakett ainult vastaval aadressil asuva liideseni.

Anycast viitab IPv6 multisaadete aadressidele. Saadetud pakett läheb lähimasse võrguliidese. Kasutavad ainult ruuterid.

Multisaade on multisaade. See tähendab, et saadetud pakett jõuab kõikide liidesteni, mis on multisaadete rühmas. Erinevalt leviedastusest, mis edastatakse kõigile, edastatakse ainult multiedastus teatud grupp.

Alamvõrgu mask

Alamvõrgu mask määrab IP-aadressi põhjal alamvõrgu ja hostinumbri.

Näiteks IP-aadressil on mask. Sel juhul näeb salvestusvorming välja selline. Arv "24" on maskis olevate bittide arv. Kaheksa bitti võrdub ühe oktetiga, mida võib nimetada ka baidiks.

Täpsemalt saab alamvõrgu maski kahendarvusüsteemis esitada järgmiselt: . Sellel on neli oktetti ja kirje koosneb "1" ja "0". Kui liidame ühikute arvu, saame kokku “24”. Õnneks ei pea te ühega arvestama, sest ühes oktetis on 8 väärtust. Näeme, et kolm neist on täidetud ühega, liidame need kokku ja saame “24”.

Kui me räägime konkreetselt alamvõrgu maskist, siis sisse binaarne esitus sellel on ühes oktetis kas ühed või nullid. Sel juhul on jada selline, et esimesed on baidid ühega ja alles siis nullidega.

Vaatame väikest näidet. Seal on IP-aadress ja alamvõrgu mask. Loendame ja paneme kirja: . Nüüd sobitame maski IP-aadressiga. Need maskioktetid, mille kõik väärtused on võrdsed ühega (255), jätavad neile vastavad oktetid IP-aadressis muutmata. Kui väärtus on nullid (0), muutuvad ka IP-aadressi oktetid nullideks. Seega saame alamvõrgu aadressi väärtuses .

Alamvõrk ja host

Alamvõrk vastutab loogiline eraldamine. Põhimõtteliselt on need seadmed, mis kasutavad sama kohtvõrku. Määratakse IP-aadresside vahemiku järgi.

Host on võrguliidese (võrgukaardi) aadress. Määratud IP-aadressi järgi maski abil. Näiteks: . Kuna kolm esimest oktetti on alamvõrk, jääb see välja . See on hosti number.

Hostiaadresside vahemik on 0 kuni 255. Host numbriga “0” on tegelikult alamvõrgu aadress. Ja saatenumber "255" on ringhäälinguorganisatsioon.

Adresseerimine

TCP/IP-protokolli virnas adresseerimiseks kasutatakse kolme tüüpi aadresse:

1. Kohalik.
2. Võrk.
3. Domeeninimed.

MAC-aadresse nimetatakse kohalikeks. Neid kasutatakse adresseerimiseks kohalikes võrgutehnoloogiates, nagu Ethernet. TCP/IP kontekstis tähendab sõna "kohalik", et need töötavad ainult alamvõrgus.

Võrguaadress TCP/IP-protokolli virnas on IP-aadress. Faili saatmisel loetakse selle päisest saaja aadress. Selle abiga õpib ruuter ära hosti numbri ja alamvõrgu ning loob selle teabe põhjal marsruudi lõppsõlme.

Domeeninimed on Internetis olevate veebisaitide inimloetavad aadressid. Internetis olevatele veebiserveritele pääseb juurde avaliku IP-aadressi kaudu. Arvutid töötlevad seda edukalt, kuid see tundub inimestele liiga ebamugav. Selliste komplikatsioonide vältimiseks kasutatakse domeeninimesid, mis koosnevad aladest, mida nimetatakse domeenideks. Need on paigutatud rangesse hierarhiasse ülemisest tasemest allapoole.

Tippdomeen esindab konkreetset teavet. Üldised (.org, .net) ei ole piiratud rangete piiridega. Vastupidine olukord on kohalikega (.us, .ru). Tavaliselt on need lokaliseeritud.

Madala taseme domeenid on kõik muu. See võib olla mis tahes suurusega ja sisaldada mis tahes arvu väärtusi.

Näiteks "www.test.quiz.sg" on õige domeeninimi, kus "sg" on kohalik esimese (ülataseme) domeen, "quiz.sg" on teise taseme domeen, "test.quiz.sg" on kolmanda taseme domeen. Domeeninimesid võib nimetada ka DNS-nimedeks.

DNS (domeen Nimesüsteem) loob vastenduse domeeninimede ja avaliku IP-aadressi vahel. Kui sisestate oma brauserisse domeeninime, tuvastab DNS vastava IP-aadressi ja teatab sellest seadmele. Seade töötleb seda ja tagastab selle veebilehena.

Andmelingi kiht

Lingikihis määratakse seadme ja füüsilise edastuskandja vaheline suhe ning lisatakse päis. Vastutab andmete kodeerimise ja kaadrite ettevalmistamise eest edastamiseks füüsilisel andmekandjal. Sellel tasemel töötavad võrgulülitid.

Kõige tavalisemad protokollid:

1. Ethernet.
2. WLAN.

Ethernet on kõige levinum juhtmega kohtvõrgu tehnoloogia.

WLAN on traadita tehnoloogial põhinev kohtvõrk. Seadmed suhtlevad ilma füüsiliste kaabliühendusteta. Kõige tavalisema meetodi näide on Wi-Fi.

TCP/IP konfigureerimine staatilise IPv4-aadressi kasutamiseks

Staatiline IPv4-aadress määratakse otse seadme seadetes või automaatselt võrguga ühenduse loomisel ja see on püsiv.

TCP/IP-protokolli virna konfigureerimiseks püsiva IPv4-aadressi kasutamiseks sisestage konsooli käsk ipconfig/all ja leidke järgmised andmed.

TCP/IP konfigureerimine dünaamilise IPv4-aadressi kasutamiseks

Dünaamilist IPv4-aadressi kasutatakse mõnda aega, renditakse välja ja seejärel muudetakse. Määratakse võrguga ühendamisel automaatselt seadmele.

TCP/IP-protokolli virna mittepüsiva IP-aadressi konfigureerimiseks peate avama atribuudid soovitud ühendus, avage IPv4 atribuudid ja märkige ruudud, nagu näidatud.

Andmeedastusmeetodid

Andmeid edastatakse füüsilise andmekandja kaudu kolmel viisil:

• Lihtne.
• Pooldupleks.
• Full Duplex.

Simplex on ühesuunaline suhtlus. Edastamise teostab ainult üks seade, teine ​​​​vastu võtab ainult signaali. Võime öelda, et teavet edastatakse ainult ühes suunas.

Näited simplekskommunikatsioon:

• Telesaadete edastamine.
• Signaal GPS-satelliitidelt.

Pooldupleks on kahesuunaline side. Kuid ainult üks sõlm saab signaali edastada teatud hetk aega. Seda tüüpi side puhul ei saa kaks seadet kasutada sama kanalit korraga. Täielik kahesuunaline side ei pruugi olla füüsiliselt võimalik või võib põhjustada kokkupõrkeid. Väidetavalt on need vastuolus edastusmeediumi pärast. See režiim kehtib kasutamisel koaksiaalkaabel.

Pooldupleksside näiteks on side raadiosaatja kaudu ühel sagedusel.

Full Duplex – täielik kahesuunaline side. Seadmed saavad samaaegselt signaali edastada ja vastu võtta. Need ei ole edastuskandja pärast konfliktis. Seda režiimi kasutatakse Fast Etherneti tehnoloogia ja keerdpaarühenduse kasutamisel.

Näiteks võib tuua telefonisuhtluse mobiilsidevõrgu kaudu.

TCP/IP vs OSI

OSI mudel määratleb andmeedastuse põhimõtted. TCP/IP-protokolli virna kihid vastavad otseselt sellele mudelile. Erinevalt neljakihilisest TCP/IP-st on sellel 7 kihti:

1. Füüsiline.
2. Kanal (andmelink).
3. Võrk.
4. Transport.
5. Seanss.
6. Esitlus.
7. Rakendus.

IN Sel hetkel Sellesse mudelisse pole vaja liiga süveneda, kuid vähemalt pealiskaudne arusaam on vajalik.

TCP/IP-mudeli rakenduskiht vastab kolmele ülemisele OSI-kihile. Need kõik töötavad rakendustega, nii et näete selgelt selle kombinatsiooni loogikat. See TCP/IP-protokollivirna üldine struktuur muudab abstraktsiooni hõlpsamini mõistetavaks.

Transpordikiht jääb muutumatuks. Täidab samu funktsioone.

Võrgukiht on samuti muutumatu. Täidab täpselt samu ülesandeid.

TCP/IP andmeside kiht vastab kahele viimasele OSI-kihile. Andmeside kiht loob protokollid andmete edastamiseks füüsilisel andmekandjal.

Füüsiline tähistab tegelikku füüsilist ühendust - elektrilised signaalid, pistikud jne. TCP/IP-protokollivirnas otsustati need kaks kihti üheks ühendada, kuna mõlemad tegelevad füüsilise andmekandjaga.

Sissejuhatus TCP/IP-sse

Töö Interneti-võrgud põhineb sideprotokollide TCP/IP perekonna kasutamisel, mis tähistab edastuse juhtimisprotokolli/internetiprotokolli. TCP/IP-d kasutatakse andmeedastuseks nii Internetis kui ka paljudes kohalikud võrgud. Selles peatükis käsitletakse lühidalt TCP/IP-protokolle ja seda, kuidas need juhivad andmeedastust.

Muidugi ei nõua kasutajana Internetiga töötamine eriteadmisi TCP/IP-protokollidest, kuid põhiprintsiipide mõistmine aitab teil võimalikke probleeme lahendada üldine mis tekivad eelkõige meilisüsteemi seadistamisel. TCP/IP on tihedalt seotud ka kahe teise põhilise Interneti-rakendusega, FTP ja Telnet. Lõpuks aitab mõningate Interneti põhimõistete mõistmine teil täielikult mõista selle süsteemi keerukust, nagu ka sisepõlemismootori töö mõistmine aitab teil hinnata auto toimimist.

Mis on TCP/IP

TCP/IP on võrguprotokollide perekonna nimi. Protokoll on reeglite kogum, millest kõik ettevõtted peavad kinni pidama, et tagada nende toodetava riist- ja tarkvara ühilduvus. Need reeglid tagavad, et digitaalseadmete masin, milles töötab TCP/IP, saab suhelda Compaqi arvutiga, kus töötab ka TCP/IP. Kuni kogu süsteemi toimimiseks on täidetud teatud standardid, pole vahet, kes on tarkvara või riistvara tootja. Avatud süsteemide ideoloogia 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 vestlus: "Ma saadan teile selle teabe, siis saadate mulle selle tagasi, siis ma saadan teile selle. Peate kõik bitid kokku liitma ja kogutulemuse tagasi saatma, ja kui on probleem, peate saatma mulle vastava sõnumi." Protokoll täpsustab, kuidas erinevad osad täispakett kontrollida teabe edastamist. Protokoll näitab, kas pakett sisaldab meilisõnumit, uudisterühma artiklit või teenuseteadet. Protokolli standardid on sõnastatud nii, et need võtavad arvesse võimalikke ettenägematuid asjaolusid. 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 tervele 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. Need on maailmas kõige laialdasemalt kasutatavad võrguprotokollid, mida kasutatakse nii suurtes ettevõtete võrkudes kui ka 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 see tähendab mõnda muud teenust peale TCP või IP? Tavaliselt üldnimetus kasutatakse kogu võrguprotokollide perekonna arutamiseks. Kui aga mõned kasutajad räägivad TCP/IP-st, peavad nad silmas vaid mõnda perekonna protokolli: nad eeldavad, et dialoogi teine ​​osapool saab aru, millest täpselt arutatakse. Tegelikult on parem nimetada iga teenust oma nimega, et tuua teemasse suurem selgus.

TCP/IP komponendid

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

Transportned protokollid 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 andmeedastust ilma loogilist ühendust loomata. See tähendab, et andmed saadetakse ilma saaja ja saatja arvutite vahel ühendust loomata. Analoogia võib tuua mõnele aadressile posti saatmisega, kui pole garantiid, et see kiri adressaadini jõuab, kui ta üldse olemas on. (Kaks masinat on ühendatud selles mõttes, et mõlemad on ühendatud Internetti, kuid nad ei suhtle üksteisega loogilise ühenduse kaudu.)

Marsruutimise protokollid töödelda andmete adresseerimist ja määrata parimad teed sihtkohta. Need võivad pakkuda ka võimalust jagada suured sõnumid mitmeks väiksemaks sõnumiks, mis seejärel järjestikku edastatakse ja sihtarvutis üheks tervikuks 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 määramiseks.

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

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

DNS (domeeninimede süsteem). Määrab numbrilised aadressid masinanimede järgi.

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

Rakendusteenused - need on programmid, mida kasutaja (või arvuti) kasutab juurdepääsuks erinevaid teenuseid. (Lisateabe saamiseks vaadake jaotist TCP/IP rakendused hiljem selles peatükis.)

BOOTP (boot Protocol) laadimine võrgumasin, lugedes teavet bootstrap serverist.

FTP (File Transfer Protocol) edastab faile arvutite vahel.

TELNET pakub kaugterminali juurdepääsu süsteemile, st ühe arvuti kasutaja saab ühendada teise arvutiga ja tunda, nagu töötaks ta kaugmasina klaviatuuril.

Lüüsi protokollid aidata edastada marsruutimise sõnumeid ja võrgu olekuteavet üle võrgu, samuti töödelda kohalike võrkude 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 kaugarvutis olevaid katalooge ja faile nii, nagu need oleksid olemas kohalikus masinas.

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

RPC (Remote Procedure Call) võimaldab kaugrakendusprogrammidel 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 seda tüüpi teenused koos moodustavad TCP/IP – võimsa ja tõhusa võrguprotokollide perekonna.

Arvuti numbriline aadress

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 võtta väärtuse vahemikus 0 kuni 255. Neli osa on ühendatud märgeteks, milles iga kaheksabitine väärtus on eraldatud punktiga. Näiteks 255.255.255.255 või 147.120.3.28 on kaks IP-aadressi. Võrguaadressist rääkides peame tavaliselt silmas IP-aadressi.

Kui kasutada IP-aadressi kõiki 32 bitti, oleks võimalikku aadressi 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 võrgus olevate hostide loetlemise põhimõttel -1, 2, 3, ... Tegelikult koosneb IP-aadress kahest osast: võrguaadressist ja selle võrgu hostiaadressist. Tänu sellisele IP-aadressi struktuurile võivad erinevates võrkudes arvutitel olla samad numbrid. Kuna võrguaadressid on erinevad, tuvastatakse arvutid kordumatult. Ilma sellise skeemita muutub nummerdamine kiiresti väga kohmakaks.

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). Seevastu suurel ettevõttel võib olla tuhandeid arvuteid, mis on organiseeritud mitmeks omavahel ühendatud kohtvõrguks. Maksimaalse paindlikkuse tagamiseks eraldatakse IP-aadressid sõltuvalt võrkude ja arvutite arvust organisatsioonis ning jagunevad klassideks A, B ja C. On ka klasse D ja E, kuid neid kasutatakse kindlatel eesmärkidel.

Kolm IP-aadresside klassi võimaldavad neid eraldada organisatsiooni võrgu suuruse alusel. Kuna 32 bitti on IP-aadressi seaduslik täissuurus, 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 kuni 223

Kui teie seadme IP-aadress on 147.14.87.23, siis teate, et teie masin 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-hostile, kasutatakse saatja ja saaja aadressi tähistamiseks IP-aadressi. Loomulikult ei pea te kõiki IP-aadresse ise meeles pidama, sest selleks on olemas spetsiaalne TCP/IP-teenus, mida nimetatakse domeeninimede süsteemiks.

Domeeninimed

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

Kui ettevõte otsustab luua ühenduse otse Internetiga (ja mõnikord teenusepakkuja kaudu ühenduse loomisel), võib ta soovida hankida endale kordumatu identifikaatori. Näiteks võib ABC Corporation soovida hankida Interneti-e-posti aadressi, mis sisaldab stringi abc.com. See identifikaator, mis sisaldab ettevõtte nime, võimaldab saatjal tuvastada saaja ettevõtte.

Nendest unikaalsetest identifikaatoritest, mida nimetatakse domeeninimeks, saadab ettevõte või organisatsioon päringu Interneti-ühendusi kontrollivale asutusele, võrgu teabekeskusele (InterNIC). Kui InterNIC kinnitab ettevõtte nime, lisatakse see Interneti andmebaasi. Kokkupõrgete vältimiseks peavad domeeninimed olema kordumatud.

Domeeninime viimast osa nimetatakse tippdomeeni identifikaatoriks (näiteks .corn). InterNIC on loonud kuus tippdomeeni:

Agra ARPANETi võrguidentifikaator

Maisi kaubandusettevõtted

Edu Haridusasutused

Valitsuse osakonnad või organisatsioonid

Sõjaväeasutused

Organisatsioonid, mis ei kuulu ühtegi loetletud kategooriasse

WWW teenus

Maailm Lai Veeb(WWW, World Wide Web) on uusim välimus Klient-server arhitektuuril põhinevad Interneti-infoteenused. 80ndate lõpus alustas CERN (Euroopa Osakeste Füüsika Keskus) tööd teabeteenuse loomisega, mis võimaldaks igal kasutajal hõlpsasti leida ja lugeda kõikjal Internetis asuvates serverites majutatud dokumente. Sel eesmärgil töötati välja standardne dokumendivorming, mis võimaldab visuaalselt esitada teavet mis tahes tüüpi arvutiekraanil, samuti võimaldab mõnes dokumendis installida linke teistele dokumentidele.

Kuigi WWW töötati välja CERNi töötajate jaoks, hakkas pärast seda tüüpi teenuse avalikustamist selle populaarsus ebatavaliselt kiiresti kasvama. On välja töötatud palju rakendusprogramme, mida kasutatakse WWW-klientidena, st pakuvad juurdepääsu WWW-serveritele ja esitavad dokumente ekraanil. Saadaval on klienditarkvara, mis põhineb nii graafilisel kasutajaliidesel (Mosaic on üks populaarsemaid) kui ka tähtnumbrilisel terminali emulatsioonil (näiteks Lynx). 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 Markup Language). HTML-käsud võimaldavad teil dokumenti struktureerida, tuues esile loogiliselt erinevad tekstiosad (pealkirjad) erinevad tasemed, lõigud, loendid jne). Selle tulemusena saab iga WWW-klientprogramm vormindada dokumendi teksti nii, et see kuvatakse konkreetsel kuval kõige paremini. Dokumentide ilmekamaks muutmiseks vormindatakse tekst tavaliselt suuremates kirjasuurustes pealkirjade jaoks, paksus kirjas ja kaldkirjas oluliste terminite puhul, täppide esiletõstmine jne. HTML võimaldab dokumentidele lisada ka illustreerivat graafikat, mida saavad kuvada brauseripõhised vaatamisprogrammid kasutades graafilist kasutajaliidest.

Üks tähtsamaid HTML-i atribuudid on võimalus lisada dokumenti hüpertekstilinke. Need lingid võimaldavad kasutajal uue dokumendi oma arvutisse alla laadida, klõpsates lihtsalt hiirekursorit kohas link. Iga dokument võib sisaldada linke teistele dokumentidele. Dokument, millele link osutab, võib asuda kas algdokumendiga samas WWW-serveris või mõnes muus Internetis olevas arvutis. Dokumendi lingina kasutatav ala võib olla sõna, sõnade rühm, graafiline kujutis või isegi pildi teatud osa. Enamik WWW-brausereid pääseb juurde ka muude teabeteenuste ressurssidele, nagu FTP ja Gopher. Lisaks võimaldavad WWW-vaaturid töötada videot ja heli sisaldavate multimeediumifailidega, kasutades kohalikku arvutisse installitud multimeedia tugiprogramme.

Lühidalt öeldes on see reeglite kogum, mis reguleerib arvutite omavahelist "suhtlust" võrgu kaudu. Neid on kümmekond ja igaüks neist määrab ülekandereeglid eraldi tüüp andmeid. Kuid kasutusmugavuse huvides ühendatakse need kõik nn pinnaks, nimetades seda kõige olulisema protokolli - TCP/IP-protokolli (Transmission Control Protocol ja Internet Protocol) järgi. Sõna "virn" tähendab, et kõik need protokollid on nagu "protokollide virn", milles ülemise taseme protokoll ei saa toimida ilma madalama taseme protokollita.

TCP/IP-pinn sisaldab 4 kihti:

1. Rakendus – HTTP, RTP, FTP, DNS protokollid. kõrgeim tase; töö eest vastutav rakendusrakendused, Näiteks postiteenused, andmete kuvamine brauseris jne.

2. Transport – TCP, UDP, SCTP, DCCP, RIP protokollid. See tase protokollid tagavad arvutite õige interaktsiooni üksteisega ja toimivad andmejuhina erinevate võrguosaliste vahel.

3. Võrk – IP-protokoll. See kiht võimaldab tuvastada võrgus olevaid arvuteid, andes igaühele neist ainulaadse digitaalse aadressi.

4. Kanal – Etherneti protokollid,IEEE 802.11, traadita Ethernet. Madalaim tase; see suhtleb füüsiliste seadmetega, kirjeldab andmeedastuskandjat ja selle omadusi.

Seetõttu kasutab teie arvuti selle artikli kuvamiseks HTTP - TCP - IP - Etherneti protokolli pinu.

Kuidas teavet Interneti kaudu edastatakse

Iga võrgu arvutit nimetatakse hostiks ja sama nimega protokolli kasutades saab see kordumatu IP-aadressi. See aadress on kirjutatud järgmisel kujul: neli numbrit vahemikus 0 kuni 255 eraldatuna punktiga, näiteks 195.19.20.203. Võrgu kaudu edukaks suhtlemiseks peab IP-aadress sisaldama ka pordi numbrit. Kuna infot ei vaheta mitte arvutid ise, vaid programmid, peab olema ka igat tüüpi programmidel enda aadress, mis kuvatakse pordi numbris. Näiteks vastutab port 21 FTP töö, port 80 - jaoks HTTP töö. Arvuti portide koguarv on piiratud ja võrdub 65536-ga, nummerdatud 0 kuni 65535. Portide numbrid 0 kuni 1023 on reserveeritud serverirakendused, ja portide nišš vahemikus 1024 kuni 65535 on hõivatud klientpordidega, mida saab oma äranägemise järgi vabalt kasutada. "Kliendipordid" määratakse dünaamiliselt.

Kombinatsioon IP-aadressid ja pordi numbrid kutsus " pistikupesa". Selles on aadressi ja pordi väärtused eraldatud kooloniga, näiteks 195.19.20.203:110

Sel viisil, et kaugarvuti sai meili IP-lt 195.19.20.203, peate lihtsalt edastama andmed selle porti 110. Ja kuna see port "kuulab" päeval ja öösel POP3 protokolli, mis vastutab e-kirjade vastuvõtmise eest, siis edasi juhtub " tehnoloogia küsimus."

Mugavuse huvides on kõik võrgus olevad andmed jagatud pakettideks. Pakett on 1-1,5 MB suurune fail, mis sisaldab saatja ja saaja aadressiandmeid, edastatud teave, pluss teenindusandmed. Failide jagamine pakettideks võib oluliselt vähendada võrgu koormust, kuna kummagi tee saatjast adressaadini ei pruugi olla identne. Kui võrgu ühes kohas tekib liiklusummik, saavad paketid sellest mööda minna, kasutades teisi sideteid. See tehnoloogia võimaldab kasutada Internetti võimalikult tõhusalt: kui mõni transpordiosa sellest kokku kukub, saab infot edasi edastada, kuid mööda teisi teid. Kui paketid jõuavad sihtarvutisse, hakkab see neid sisaldava teenuseteabe abil tagasi koondama üheks failiks. Kogu protsessi võib võrrelda mingisuguse suure puslega, mis olenevalt edastatava faili suurusest võib ulatuda tõeliselt tohutute mõõtmeteni.

Nagu varem mainitud, annab IP-protokoll igale võrgus osalejale, sealhulgas veebisaitidele, kordumatu numbrilise aadressi. Kuid ükski inimene ei mäleta miljoneid IP-aadresse! Seetõttu loodi domeeninimede süsteemi (DNS) domeeninimeteenus, mis tõlgib numbrilised IP-aadressid tähtnumbrilisteks nimedeks, mida on palju lihtsam meeles pidada. Näiteks selle asemel, et valida iga kord kardetud numbrit 5.9.205.233, saate helistada aadressiriba brauser www.sait.

Mis juhtub, kui sisestame brauserisse otsitava saidi aadressi? Meie arvutist saadetakse päringuga pakett DNS-serverisse pordis 53. Selle pordi reserveerib DNS-teenus, mis pärast meie päringu töötlemist tagastab saidi tähtnumbrilisele nimele vastava IP-aadressi. Pärast seda ühendub meie arvuti arvuti 5.9.205.233 pistikupesaga 5.9.205.233:80, mis majutab saitide brauseris kuvamise eest vastutavat HTTP-protokolli ja saadab paketi www.saidi lehe saamiseks. Peame looma ühenduse pordis 80, kuna see vastab veebiserverile. Kui soovite, saate pordi 80 määrata otse brauseri aadressiribal - http://www.site:80. Veebiserver töötleb meilt saadud päringut ja väljastab mitmeid sisaldavaid pakette HTML tekst, mida meie brauser kuvab. Selle tulemusena näeme ekraanil põhilehte

Tere, saidi külastaja! Kui jätkame õppimist, tuletan teile meelde, et need märkmed põhinevad ainekaval ja aitavad teil valmistuda CCENT/CCNA eksamiteks. Jätkame vestlust etalonmudelite teemal ja seekord vaatleme mudelit, mis on välja töötatud läbi praktiliste arenduste, see mudel on nn. TCP/IP-protokolli pinu mudel, ta näeb välja nagu OSI mudel 7, kuid on ka erinevusi, mis on üsna olulised ja väärivad arutamist ja ka tuvastamist.

Lisaks TCP/IP mudeli enda analüüsimisele üldiselt, aga ka selle mudeli iga taseme eraldi analüüsimisele, mida on muide neli Võrdleme OSI 7 võrdlusmudelit ja TCP/IP protokolli virna mudelit Et mõista, millised eelised ja puudused neil andmeedastuskontseptsioonidel on, tuletame kokkuvõtteks kompromissilise andmeedastusmudeli, mis hõlmab mõlema mainitud kontseptsiooni eeliseid.

Enne alustamist tuletan teile meelde, et saate meie kursuse esimese osa avaldatud materjalidega tutvuda lingil: “”.

1.15.1 Sissejuhatus

Eelnevalt vaatasime OSI 7 mudelit ja pöörasime erilist tähelepanu sellele osale sellest, mille eest vastutab võrguinsener. Seal on ka eraldi blogipostitus, mis läheb üksikasjalikumalt. Märkasime, et OSI 7 mudeli töötasid välja teoreetikud ja sellel on tohutul hulgal keerulisi protokolle, mida praktikas kunagi ei rakendatud.

Vaatame nüüd praktikute poolt välja töötatud mudelit, mille protokolle kasutatakse päris arvutivõrkudes, seda mudelit nimetatakse TCP/IP protokolli pinu mudeliks, olen kindel, et olete nendest protokollidest juba kuulnud ja kasutate neid iga päev, isegi teadmata. Nende protokollide juurde jõuame hiljem, nüüd vaatame mudelit ennast.

1.15.2 TCP/IP protokolli pinu mudeli üldine tööpõhimõte

Üldine põhimõte TCP/IP protokolli pinu mudeli töö on väga sarnane OSI 7 mudeli tööpõhimõttega, erinevus on ainult kihtide arvus ja nende funktsionaalsuses. Ma arvan, et poleks üleliigne märkida järgmist (siin võivad paljud minuga nõustuda): OSI 7 mudel kirjeldab arvutivõrgu koostoimet selle toimimise loogika osas täielikumalt, kuid selle protokollid pole absoluutselt juurdunud. kaasaegses reaalsuses ja TCP/IP-protokolli pinu mudel kirjeldab arvutivõrku mitte nii täielikult, kuid selle protokolle kasutatakse kõikjal.

Üldiselt on TCP/IP mudel võrguinsenerile mugavam, siin on tema vastutuse piirid selgemalt kirjeldatud. Vaatame TCP/IP mudeli struktuuri, mis on näidatud joonisel 1.15.1.

Nagu näeme, TCP/IP mudeli ja OSI 7 erinevus seisneb kihtide arvus, võrdlusmudelil on neid seitse, protokollivirnu mudelil neli. TCP/IP mudel ühendab OSI 7 mudeli kaks esimest kihti ( ja ), siin nimetatakse esimest kihti võrgu juurdepääsukihiks või andmesidekihiks. TCP/IP-protokolli võrgumudeli võrgujuurdepääsu tasemel töötavad sellised tehnoloogiad ja protokollid nagu: Ethernet, mida leidub peaaegu igas kohalikus võrgus, IEEE 802.11 (Wi-Fi), PPP, üldiselt esimesel tasemel TCP protokolli pinu mudel /IP rakendab OSI 7 mudeli füüsilise ja andmesidekihi funktsionaalsust.

TCP/IP mudeli teine ​​kiht vastab OSI 7 mudeli kolmandale kihile, in erinevatest allikatest Kolmanda taseme jaoks võite kohata erinevaid nimetusi: Interneti võrgukiht, võrgukiht, võrgukiht. Võime öelda, et see on võrguinseneri jaoks peamine ja kõige huvitavam tase. Kuna sellel tasemel määratakse Interneti-sõlmede loogiline adresseerimine ja tegelikult on see tase võrguseadmete jaoks viimane tase, kõrgel tasemel lõppseadmed juba vastavad: ja .

TCP/IP mudeli kolmas kiht kannab sama nime, mis OSI mudelil – transpordikiht, kuigi OSI mudelis on see tase nummerdamisjärjekorras neljas. Transpordikiht vastutab lõppseadmete edastamise usaldusväärsuse eest ebausaldusväärses arvutivõrgus, milles võib igal ajal tekkida mitmesuguseid probleeme. Lisaks aitab transpordikiht arvutitel eristada järgmist: millist liiklust milline rakendus genereerib ja milline rakendus on mõeldud teatud pakettidele, see on võimalik tänu pesadele. Transporditasandil pakuvad meile huvi kaks protokolli: TCP, mis tagab usaldusväärse ühendusepõhise edastuse, seda protokolli kasutatakse andmete (nt teksti, failide jne) edastamiseks ning UDP protokoll, see protokoll on ühenduseta ja seda kasutatakse andmeedastuseks reaalajas süsteemides: heli- ja videoside. Selle kohta saate teada varem avaldatud postitusest.

Noh, TCP/IP-mudeli ülaosas on rakenduskiht või rakenduskiht, mis vastutab lõppkasutajaga suhtlemise eest. See TCP/IP mudeli kiht sisaldab kolme OSI 7 mudeli kihti (seansi-, esitlus- ja rakenduskihid), mis on tegelikult väga mugav nii programmeerijatele ja arendajatele kui ka võrguinseneridele. Programmeerija võib kirjutada rakendusi kihtidele mõtlemata, keskendudes oma abstraktsioonidele, kuid võrguinseneri lihtsalt ei huvita paljud asjad kõrgematel tasanditel, vaid sellest hiljem.

1.15.3 TCP/IP mudeli või võrgu juurdepääsukihi esimene kiht

Esimene tase on arvutivõrgu vundament, millele on üles ehitatud kogu interaktsiooniloogika. TCP/IP-protokolli pinu mudeli peamiseks puuduseks on võib-olla see, et OSI mudeli füüsilised ja andmesidekihid on ühendatud üheks, mida nimetatakse võrgu juurdepääsukihiks või andmesidekihiks. Minu arvates on vaja eraldada esimesel tasandil toimuvad füüsilised protsessid loogikast, mida teisel tasandil sidekanalis rakendatakse. Kuigi siin võib olla vastuväiteid järgmiselt: sellised populaarsed tehnoloogiad nagu Ethernet ja IEEE 802.11 OSI 7 mudeli kontekstis töötavad kahel tasandil (link ja füüsiline), samas kui TCP/IP mudeli kontekstis rakendavad need tehnoloogiad nende funktsionaalsus ühel tasemel – juurdepääs.

Seega lahendatakse TCP/IP-mudeli juurdepääsutasemel signaaliedastusega seotud füüsilised probleemid erinevates keskkondades:

• maksimaalne ja minimaalne lubatud signaalitase andmeedastuskandjas: kui miinimumiga on kõik enam-vähem ilmne, siis maksimumiga selgitan veidi: kasuliku signaali suurenedes suurenevad ka häired;
• millist signaalitaset tuleks pidada loogiliseks nulliks (loogiline null ei tähenda signaali puudumist) ja millist signaalitaset loogiliseks;
• füüsilisel tasandil määratakse andmeedastuskandja tehnilised ja konstruktsioonilised nõuded, näiteks kui edastamine toimub vaskliini kaudu, siis võrguliidesed nagu RJ-45 ja RJ-11 või näiteks keerdpaar või koaksiaalkaabel saab eristada;
• Võrgu kaudu ei edastata kunagi puhtaid andmeid; kasulik signaal andmetega (seda nimetatakse ka moduleerivaks) ja kandesignaaliga, nimetatakse nende kahe signaali kombineerimise protsessi modulatsiooniks, selle kohta loe lähemalt raamatutest.

Tegelikult võiks seda loetelu jätkata, aga meie kursuse teema puhul pole füüsiline kiht nii oluline, kuna võrguseadmete arendajad on meie eest juba kõik andmeedastuse füüsikat puudutavad keerulisemad aspektid otsustanud, meil on lihtsalt toimida lihtsate parameetritega, millest puudutamisel räägime Etherneti tehnoloogiad ja Wi-Fi.

TCP/IP mudeli võrgu juurdepääsutase sisaldab ka funktsionaalsust lingikiht võrdlusmudel. Tegelikult usuvad TCP/IP mudeli arendajad kanali funktsioonid olulisemad ja need on andmeedastusprotsessi loogika seisukohalt õiged. Üldjuhul lahendatakse juurdepääsu tasemel andmete kodeerimise probleem nende edastamiseks üle füüsilise andmekandja, mille abil kommutaatorid mõistavad: milline seade milliseid aadresse välja kutsuda; mooni aadressid, kui räägime Etherneti võrkudest.

Üldiselt, kui rääkida TCP/IP mudelis juurdepääsutaseme andmeedastusüksuste nimedest, siis siin kasutatakse kaadreid (üldinfot saad sellest väljaandest), mis saadakse bittide loogilisel kombineerimisel järjestuses. . Näiteks kui me räägime Ethernetist, siis selle päis sisaldab vähemalt sihtkoha MAC-aadressi, allika MAC-aadressi, kõrgema protokolli tüüpi ja spetsiaalset välja andmete terviklikkuse kontrollimiseks.

Eristada saab järgmisi protokolle ja tehnoloogiaid, mis töötavad TCP/IP mudeli andmesidekihis: Ethernet, IEEE 802.11 WLAN, SLIP, Token Ring,ATM. Toome kaks esimest esile terves jaotises, kuna kohalikes võrkudes kohtate neid kõige sagedamini.

Isegi lingi tasandil rakendatakse spetsiaalsete koodide abil vigade tuvastamise ja parandamise mehhanismi, mida kirjeldatakse üksikasjalikult Bernard Sklyari raamatus "Digitaalne suhtlus"; Eraldada saab võrgu juurdepääsutasemel töötavaid füüsilisi seadmeid (saate täpsemalt lugeda): signaalivõimendid, signaalimuundurid (SFP moodulid, meediamuundurid jne), repiiterid, jaoturid, kontsentraatorid, raadioantennid, aga ka nivoolülitid L2 , mis pakub meile suurimat huvi, kuna neid saab ja tuleb konfigureerida ning neil on erinevad kasulikud mehhanismid võrgu kaitsmiseks ja andmeedastuse usaldusväärsuse tagamiseks.

1.15.4 Teine kiht või Interneti kiht

TCP/IP mudeli teist kihti nimetatakse Interneti-kihiks, võrgukihiks või võrgukihiks. See on võrguinseneri jaoks üks olulisemaid tasemeid, kuna siin töötab IP-protokoll, mis vastutab loogilise adresseerimise eest arvutivõrkudes ja Internetis, kui me räägime üksikasjadest. IP-protokollile pühendame tervelt kaks osa, kõigepealt räägime IPv4 versioonist ja seejärel IPv6 protokolli versioonist. Sellel tasemel toimivad ka protokollid dünaamiline marsruutimine, sellel kursusel käsitleme RIP protokoll, mis on väga lihtne, kuid seda ei kasutata enam peaaegu kõikjal. Ja kui jätkub, siis tegeleme ka selliste imeliste dünaamiliste marsruutimise protokollidega nagu OSPF ja EIGRP.

Ka TCP/IP mudeli võrgutasandil töötab selline protokoll nagu NAT, mis vastutab privaatsete IP-aadresside avalikeks muutmise (tõlkimise) võlu eest, mida suunatakse Internetis. Üldiselt töötati see tase välja kahe sõltumatu võrgu vahelise suhtluse võimaldamiseks. Interneti võrgukihi peamine füüsiline seade on ruuter, mis määrab IP-paketi päises asuva IP-aadressi järgi, kuhu pakett saata, selleks kasutab ruuter maske ja sellega aitavad kaasa ka dünaamilised marsruutimisprotokollid mille abil üks ruuter ütleb talle teadaolevad IP-aadressid teisele ruuterile.

Üldiselt, nagu ma juba ütlesin, tegeleme edaspidi IP-protokolli ja IP-aadressidega, kuid nüüd tasub tähele panna, et on olemas nn multisaadete liiklus ja spetsiaalsed IP-aadressid, kui vajate kasutusnäidet, siis see on IPTV (siit saate natuke teada). Seega kasutatakse multisaate IP-aadressidega töötamiseks selliseid protokolle nagu IGMP ja PIM, mida me selles loos ei puuduta, kuid need väärivad mainimist. Üldiselt on võrgutaseme protokolle üsna palju, meie jaoks oleme selles etapis juba olulisemad, kuid me ei maininud ARP-protokolli, mis aitab teadaoleva IP-aadressi järgi määrata mooni aadressi töötab andmelingi ja võrgukihtide vahel.

Interneti-töökihis nimetatakse andmeühikut ehk PDU-d paketiks, kuigi te juba arvasite seda siis, kui kasutasin sõna IP-pakett. Samal ajal on IP-paketi päise struktuur IPv4-s üsna erinev IPv6 paketi struktuurist, nagu ka nende protokollide endi IP-aadressid.

Samuti tasub lisada, et TCP/IP mudeli võrgutasandil tehtud seadistused mõjutavad arvutivõrgu loogikat ehk selle loogiline topoloogia, samas kui esimesel tasandil sooritatavad toimingud mõjutavad .

1.15.5 TCP/IP-protokollivirna kolmas ehk transpordikiht

Kaasaegsete arvutivõrkude transpordikihti esindavad sisuliselt kaks protokolli: TCP ja UDP. Esimene on suur ja paks, seda kasutatakse peamiselt tekstiandmete ja -failide edastamiseks võrgu kaudu, teine ​​on väike, õhuke ja väga lihtne ning seda kasutatakse heli- ja videoandmete edastamiseks üle võrgu. TCP-protokollil on mehhanism taasedastus katkiste või kadunud andmete korral UDP-l sellist mehhanismi pole. Põhilised erinevused Neil kahel protokollil on palju, kuid kõige rohkem oluline erinevus TCP-l on ühenduse loomise mehhanism, kuid UDP-l sellist mehhanismi pole.

Üldjuhul peavad transpordikihi protokollid tagama töökindla ühenduse ebausaldusväärse arvutivõrgu kaudu, millel võib iga hetk juhtuda avarii või kuskil, mõnes võrgu osas võib esineda kaotusi. Transpordikihi mehhanismid realiseeritakse lõpparvutites, olgu selleks siis server või klient, olenevalt lõppseadme tüübist, selle tööloogika transpordikihis muutub veidi.

Seega saame, et klientarvutil on IP-aadress: 192.168.2.3 ja ka klientarvuti väljastas kliendirakendus pordi number 23678 ühenduse loomiseks esimese serveriga (rakenduseks olgu brauser), teise serveriga installimiseks sai brauser pordi 23698. Klientarvuti teeb päringuid neile, kes asuvad kliendiga samas võrgus: esimesel serveril on IP-aadress: 192.168 ja teisel: 192.168.2.12, samal ajal kui port on nii esimesel kui ka teisel juhul sama - 80, tahan juhtida tähelepanu ka asjaolule, et klientarvuti ütleb. serverite erinevad pordid, kuhu vastused tuleb saata. Seega, kui klientarvuti soovib teha päringu esimesele serverile, kasutab ta päringu jaoks ligikaudu järgmist konstruktsiooni: 192.168.2.8:80, see tähendab, et päring saadeti masinale IP-aadressiga 192.168.2.8 pordis 80 ja server saadab vastuse, kasutades seda konstruktsiooni 192.168.2.3:23678. Kui päring saadetakse numbrile 192.168.2.12:80, siis vastus saadetakse numbrile 192.168.2.3:23698.

Nii on liiklus eraldatud ja arvutit ei segata. Üldiselt on see kirjeldus äärmiselt lihtsustatud, me räägime transpordikihi protokollidest üksikasjalikumalt eraldi osas, kuna see teema on üsna mahukas ja nõuab muide eraldi arutelu; , Cisco ICND1 ja ICND2 kursustel pühendatakse üsna palju aega transpordikihile. Siinkohal tasub lisada, et IP-aadressi + transpordikihi pordi kombinatsiooni nimetatakse tavaliselt pesaks ja transpordikihi protokoll (TCP või UDP) ei oma tähtsust.

Transpordikihi töötamise eest vastutab arvuti ja selle operatsioonisüsteem või spetsiaalne. võrgu raamatukogu selles arvutis, millele pääseb juurde iga rakendus, mis soovib andmeid saata või vastu võtta.

1.15.6 Neljas kiht või rakenduskiht

TCP/IP mudeli neljas tase pakub võrguinsenerile kõige vähem huvi selle taseme loovad ja hooldavad: programmeerijad, süsteemiadministraatorid, devopsi insenerid, kuigi rakenduste tasemel on mitu protokolli, mis on olulised ja vajalikud võrguinsener. Üldiselt peamine ülesanne rakenduse tase on pakkuda kasutajale kasutajasõbralik liides arvutite ja arvutivõrkudega suhtlemiseks, kuid see on lühidalt öeldes.

Võimalik, et kõige tuntum rakenduskihi protokoll on see, mida teie brauserid kasutavad Interneti veebisaidilt andmete toomiseks. HTTP-protokoll töötab klient-server skeemi järgi, nagu paljud teised sarnased protokollid, kontrollib HTTP-protokolli interaktsiooni klient, kes saadab spetsiaalseid sõnumeid nn ja server, olles saanud selle teate, analüüsib seda. ja annab kliendile oma sõnumeid, mida nimetatakse üldiselt Kui teema on teile huvitav, siis minu blogist leiate protokolli jaotise.
Neljanda taseme võrguinseneri jaoks on olulised protokollid:

• DHCP on protokoll, mis võimaldab dünaamiliselt väljastada kliendimasinate IP-aadresse ja muid andmeid võrguga ühenduse loomiseks;
• DNS - selle protokolli leiutasid lekkivate mäludega inimesed, kes ei tahtnud IP-aadresse meeles pidada, DNS võimaldab teil IP-aadresse saitideks teisendada ja vastupidi, praktikaks saate selle välja mõelda käsuga nslookup;
• SNMP on protokoll, mida kasutatakse kõigis haldus- ja seiresüsteemides arvutivõrgud;
• SSH on turvalisuse protokoll Pult, SSH kasutamisel andmed krüpteeritakse;
• Telnet on veel üks kaugjuhtimisprotokoll, see protokoll rakendab lihtsat tekstipõhist võrguliidest.

Üldiselt võib seda loetelu jätkata, kuid praegu piisab meile sellest. Kursuse raames selgitame välja, kuidas Telneti ja SSH-protokolle kasutades lülitite ja ruuteritega ühendust luua, õpime ühendusi ja selle parameetreid haldama, saame natuke aru ka DHCP- ja DNS-protokollidest, ehk tulevikus. tutvust jätkatakse, aga SNMP protokoll me ei puutu seda.

Samuti väärib märkimist järgmised protokollid, mis on seotud TCP/IP protokollipinu mudeli rakenduskihiga: RDP arvuti kaugjuhtimiseks, SMPT, IMAP, POP3, see on kõik postiprotokollid erinevate funktsioonide rakendamiseks kasutab esimene TCP-protokolli ja teine, lihtsam, UDP-d.

Rakenduse tasemel protokollide loend on väga suur ja pole mõtet neid kõiki loetleda. Neljandal tasemel ei ole enam võimalik valida üksikut riistvara, kuna rakendustasandi ülesanded lahendatakse tarkvaras ja PDU ehk mõõtühikud on lihtsalt andmed, mis võivad olenevalt rakendusest ühel või teisel viisil välja näha. opereerib, töötleb või edastab andmeid.

1.15.7 OSI 7 ja TCP/IP mudelite võrdlus ning kompromissi leidmine

Enne OSI 7 ja TCP/IP mudelite võrdlemist peaksime ütlema, et ARPANETi loomiseks kasutati TCP/IP protokolli virna mudelit, mis aastaid hiljem muutus meie kasutatavaks Internetiks, ARPANETiks. uurimisvõrgustik USA kaitseministeeriumi rahastatud võrk ühendas sadu ülikoole ja valitsushooneid ühte andmeedastussüsteemi kasutades telefoniliinid, kuid tehnoloogia arenguga, satelliitside, raadioside, side kasutades optilised liinid ja kogu selles loomaaias tekkisid probleemid andmeedastusega, andmeedastusmudelite väljatöötamine pidi tekkinud probleemid lahendama ja põhimõtteliselt saigi probleem lahendatud.

Proovime nüüd võrrelda võrdlusvõrgu mudelit OSI side 7 TCP/IP protokolli pinu mudeliga ja vaatame, kuidas praktiline mudel teoreetilisest erineb. Kõigepealt pöörake tähelepanu joonisele 1.15.3.

Joonis 1.15.3 TCP/IP ja OSI 7 võrdlusmudelite võrdlus

Vasakul on võrgusuhtluse võrdlusmudel ja paremal TCP/IP-protokolli virna mudel. Esiteks ilmselged asjad: OSI 7 mudeli füüsilised ja andmesidekihid vastavad TCP/IP mudelis võrgu juurdepääsukihile, mõlema mudeli võrgu- ja transpordikihid on samad, kuid OSI kolm ülemist kihti mudel vastab TCP/IP mudeli rakenduskihile.

Märgime kohe ära, et nende mudelite tasemete funktsionaalsus on suures osas sarnane, kuid nende kahe mudeli protokollid on väga erinevad. Tasub märkida, et OSI 7 mudeli protokolle ei rakendatud kunagi või need ei leidnud laialdast praktilist kasutust. , seega me neid ei maini. Üldiselt pühendavad inimesed sellele teemale terveid raamatuid, kuid me püüame selle kiiresti läbi saada.

OSI 7 mudel põhineb kolmel olulised objektid: protokoll, liides ja teenus, OSI 7 mudel eristab selgelt neid kolme mõistet ja rõhutab, et need on täiesti erinevad asjad. Teenus või teenus määratleb, mida see või teine ​​tase täpselt teeb, kuid see ei kirjelda mingil moel, kuidas see kõik juhtub, ehk teisisõnu teenus kirjeldab teenust, mida madalam tase kõrgemale tasemele pakub, kuid see ei ütle kuidas seda tehakse ja kuidas kolmas tase üldiselt on, saab juurdepääsu teisele ja teine ​​esimesele.

Võrdlusmudeli liides ütleb ja kirjeldab, kuidas ülemine kiht pääseb juurde aluskihi teenustele. Liides kirjeldab vajalikku sisendparameetrid, samuti see, mis peaks olema väljund, kuid sarnaselt teenusega ei ütle liides midagi selle sees toimuvate intiimsete asjade kohta.

Ja lõpuks, protokollid, mida nimetatakse ka peer-to-peer protokollideks, kuna need kirjeldavad, kuidas seadmed teatud tasemel suhtlevad, on konkreetse taseme tööriistad, mida iga protokoll kasutab konkreetsete probleemide lahendamiseks. Samal ajal võib tase ise vabalt valida protokolli oma äranägemise järgi konkreetse probleemi lahendamiseks ja isegi seda protokolli muuta, samas kui kõrgematel tasemetel muudatusi ei toimu, rääkisime sellest siis, kui käsitlesime .

Kuid TCP/IP protokolliviru mudeli algsel kujul ei olnud ülalkirjeldatud kolme olemi vahel nii selgeid piire, seega on protokollide rakendamine siin vähem peidetud kui OSI 7 mudelis ja ühe protokolli asendamine teisega võib olla valusam kui OSI mudelis 7, üldiselt ei ole praktikas kõik nii sujuv.

Teine oluline erinevus TCP/IP ja OSI 7 mudelite vahel on see, et OSI 7 võrdlusmudel töötati välja enne selle protokollide ilmumist paberile. Ühelt poolt räägib see andmeedastusmudeli universaalsusest, teisalt aga: universaalsed asjad lahendavad konkreetseid probleeme halvemini. Näiteks kondenspiimapurgi saab avada lihtsa kööginoaga, kuid palju mugavam on seda teha spetsiaalse konserviavajaga. Siit ka põhiprobleemid etalonmudelil: OSI mudeli arendajatel ei olnud selget arusaama, milliseid funktsioone millisel tasemel realiseerida tuleks.

Samuti polnud OSI mudel algselt loodud selleks, et ringhäälinguvõrgud kunagi ilmuksid. Andmeedastus OSI 7 mudeli põhimõtetel üles ehitatud võrkudes toimus sõlmest sõlme, 99% tõenäosusega edastatakse teie koduvõrku ja teie Interneti-ühenduse teenusepakkuja võrku. Seetõttu pidid arendajad tegema kohandusi, lisades OSI mudelile uue alamkihi. Probleemid OSI mudelis ei lõppenud andmesidetasandil, kui hakati juurutama esimesi OSI 7 mudelil põhinevaid arvutivõrke, selgus, et olemasolevaid protokolle ei vasta teenuse spetsifikatsioonidele, seega lisati mudelile lahknevuse kõrvaldamiseks täiendavad alamkihid. Ja kokkuvõtteks: OSI 7 mudeli väljatöötamisel ei arvestatud mitme väikese võrgu integreerimist ja koondamist üheks suureks, et igas riigis oleks üks suur ühtne võrk, riigi kontrolli all.

TCP/IP-s osutus kõik täpselt vastupidiseks: esmalt mõeldi välja ja rakendati selle mudeli protokollid ning seejärel tekkis vajadus luua mudel, mis kirjeldab võrgustumine neid protokolle kasutades. Seega vastavad TCP/IP pinumudeli protokollid selgelt kihtidele ja nende kihtide funktsioonidele. Ainus miinus, see miinus pole nii oluline kaasaegne maailm, on see, et TCP/IP-protokolli virna mudel ei vasta ühelegi teisele mudelile. Puuduseks on väike, kuna enamik arvutivõrke on üles ehitatud TCP/IP-mudelile ja selle protokollidele.

Teine oluline erinevus TCP/IP ja OSI 7 mudelite vahel seisneb võrgu- ja transpordikihis. TCP/IP-mudel rakendab ühenduseta sidet, kasutades võrgukihis IP-protokolli, ja pakub transpordikihis kahte protokolli: UPD ja TCP. Kuid OSI 7 mudel pakub inseneridele valikuvõimalust võrgukihis: saate valida ühendusele orienteeritud või ühenduseta side ning transpordikihis on üks protokoll, mis toetab ainult ühendusele orienteeritud sidet.

Võrgustiku võrdlusmudelit kritiseeritakse nelja peamise punkti eest:

1. Ebaaegsus.
2. Halb tehnoloogia.
3. Rakendamine ebaõnnestus.
4. Ebaõnnestunud levitamispoliitika.

Piirdume sellega ja liigume edasi TCP/IP mudeli peamiste puuduste juurde. Esiteks ei tõmba TCP/IP protokollivirnu mudel selgeid piire teenuste, liideste ja protokollide vahel, mistõttu ei ole alati lihtne uusi protokolle ja tehnoloogiaid TCP/IP mudelisse sobitada. Teine puudus on see, et kõiki võrke ja kõiki tehnoloogiaid ei saa näiteks TCP/IP-mudeli abil kirjeldada Bluetooth-tehnoloogia kasutades TCP/IP mudelit.

TCP/IP mudeli lingikiht ei ole tegelikult üldse tase ja kõik ülalpool TCP/IP mudeli lingikihi kohta kirjeldatu sobib rohkem OSI 7 mudeli füüsilisele ja andmeedastuskihile ning mitte TCP/IP mudeli esimese kihi jaoks. Tegelikult pole TCP/IP mudeli linkkiht isegi mitte tase, vaid liides, mis võimaldab võrgukihil suhelda füüsilise andmeedastuskandjaga Sellest tuleneb ka, et füüsilise kihi ja vahel pole vahet lingiloogika, kuigi need on täiesti erinevad asjad.

Seega kõigist ülalkirjeldatud TCP/IP-mudeli puudustest võrgu kaudu andmeedastust pakkuvate inseneride jaoks on kõige olulisem puudus see, et selle mudeli põhiline, st esimene tase ei ole üldse tase, vaid liides ja ka see, et puudub jaotus füüsikaks ja kanaliloogikaks. Lähtudes sellest ja ka asjaolust, et enamiku arvutivõrkude ehitamiseks kasutatakse TCP/IP mudelit, saame teha oma kompromissmudeli, mis kõrvaldab ülalkirjeldatud puuduse ja on võrguinsenerile mugav. näidatud joonisel 1.15.4.

Niisiis jagab see mudel võrgu juurdepääsukihi kaheks tasemeks: füüsiline kiht, mis kirjeldab andmeedastuskandja füüsilisi parameetreid ja selle omadusi, ja andmeside kiht, mis on mõeldud bittide kaadriteks kombineerimise probleemi lahendamiseks. loogiline jaotus füüsilise keskkonna ressursid, mitme arvuti ühendamine võrku ja andmeedastuse usaldusväärsus. Loomulikult peaks see mudel kasutama protokollidena TCP/IP mudeliprotokolle.

Selle võrgukiht peab lahendama mitme väikese võrgu üheks suureks ühendamise probleemi. Ja transpordikiht peab suurenema, korraldades andmevahetuse lõpposaliste vahel tunnelühenduse. No tegelikult ülemine tase lahendab kasutajate suhtlemise probleeme arvutite ja arvutivõrkudega.

1.15.8 Järeldused

Andmeedastusmudeli, mida nimetatakse TCP/IP-protokolli pinu mudeliks, vestluse kokkuvõtteks tuleb märkida, et erinevalt OSI 7 mudelist moodustati see mudel pärast selle väljatöötamist ja kasutuselevõttu. päris maailm selle protokollid ja Hetkel töötab enamik arvutivõrke täpselt TCP/IP protokolli pinu mudeli järgi. Sellel mudelil on kaks puudust: esimene on see, et protokolli ja teenuse vahel puudub selge piir, teiseks puuduseks on see, et TCP/IP mudelis puudub selgesõnaline jaotus lingi ja füüsilise kihi vahel, siin on lingikiht. liides võrgutaseme ja andmeedastuskandja vahel.

Teist puudust saab hõlpsasti iseseisvalt parandada, töötades enda jaoks välja kompromissilise andmeedastusmudeli, kus on jaotus füüsiliseks ja andmesidekihiks. Samuti tasub öelda, et võrguinseneri jaoks on ainult rakenduskihi olemasolu TCP/IP mudeli ülaosas pigem pluss kui miinus. Võrguinseneri ülesannete hulka ei kuulu konfigureerimine kohandatud rakendused võrguga töötades peaksid seda tegema süsteemiadministraatorid, võrguinseneri ülesandeks on pakkuda sidekanalit punktide A ja B vahel, st teostada vajalikud sätted seadmete puhul, mis töötavad füüsilisel kuni transpordi tasemel, näitab TCP/IP mudel seda selgelt.

Ka selles teemas selgitasime välja, mis juhtub TCP/IP mudeli igal olulisel tasemel ja vaatasime, mis juhtub andmetega, kui need liiguvad ühelt tasemelt teisele, peame seda põhimõtet meeles pidama, kuna me juba kui me räägime ruuterite tööpõhimõtetest, siis näeme, et ruuter, mis opereerib IP-pakette, pakib nendeni jõudmiseks lahti Etherneti raam, ja pärast IP-paketi töötlemist pakib ruuter selle raami ja saadab edasi.

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 võimalikult hästi toime infovoogude töötlemisega ning võimaldaks saada õigeid lahendusi korporatiivse võrgu kasutajaprobleemidele. Rakendatud tarkvara nõuab teenust, mis pakub sidet teiste rakendusprogrammidega. See teenus on võrgumehhanism.

Ettevõtte teave, selle voogude intensiivsus ja selle töötlemise viisid muutuvad pidevalt. Näide töötlemistehnoloogia dramaatilisest muutusest ettevõtte teaveülemaailmse võrgu populaarsus on enneolematult kasvanud Internet viimase 2-3 aasta jooksul. Net Internet muutis teabe esitamise viisi, kogudes oma serveritesse igat tüüpi teavet – teksti, graafikat ja heli. Võrgu transpordisüsteem Internet lihtsustas oluliselt hajutatud ettevõttevõrgu ülesehitamist.

Ühenduse loomine ja suhtlemine ühes võimsas arvutivõrgus oli protokollide perekonna kavandamise ja loomise eesmärk, mida hiljem nimetati protokollivirnaks. TCP/IP (edastusjuhtimisprotokoll / Interneti-protokoll) . Virna põhiidee on luua võrgumehhanism.

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

TCP/IP-protokolli pinu peamine eelis on see, et see pakub vahelist usaldusväärset sidet võrguseadmed alates erinevad tootjad. Selle eelise tagab sideprotokollide komplekti lisamine TCP/IP-sse, mis on tõestatud erinevate standardsete rakendustega töötamise ajal. TCP/IP-virnas olevad protokollid pakuvad sõnumite edastamise mehhanismi, kirjeldavad sõnumivormingute üksikasju ja täpsustavad, kuidas tõrkeid käsitleda. Protokollid võimaldavad kirjeldada ja mõista andmeedastusprotsesse, võtmata arvesse seadmete tüüpi, millel need protsessid toimuvad.

TCP/IP-protokollipinu loomise ajalugu sai alguse siis, kui USA kaitseministeerium seisis silmitsi probleemiga kombineerida suurt hulka arvuteid erinevate operatsioonisüsteemidega. Selle saavutamiseks 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 protokollivirna kasutamise katse lõppes sellega positiivseid tulemusi. Seetõttu võeti protokollivirn aastal vastu tööstuslik operatsioon, mida hiljem mitme aasta jooksul laiendati ja täiustati. Hiljem kohandati pinu kohalikes võrkudes kasutamiseks. 1980. aasta alguses hakati protokolli kasutama lahutamatu osana operatsioonisüsteem Vegkley UNIX v 4.2. Samal aastal tekkis ühtne võrk Internet . Üleminek tehnoloogiale Internet valmis 1983. aastal, kui USA kaitseministeerium tegi kindlaks, et kõik ülemaailmsesse võrku 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 pinuprotokollid määravad edastusmarsruudi väike sõnum, tuginedes ainult selles sõnumis sisalduvale aadressiteabele. 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 edastusvigade, pakettide kadumise või vahepealsete tõrgete korral. ruuterid. Usaldusväärne transport 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 on lõppkasutaja seadmetest sõltumatu, kuna see määratleb ainult edastuselemendi – datagrammi – ja kirjeldab selle liikumisviisi üle võrgu.

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

Otsast lõpuni kinnitamine.TCP/IP-pinu protokollid annavad saatja ja saaja vahelisel teabevahetusel kinnituse teabe õige edastamise kohta.

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

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

RFC-d avaldati algselt elektrooniliselt ja neid said kommenteerida need, kes nende arutelus osalesid. Dokumendis võidakse teha mitmeid muudatusi, kuni selle sisu osas jõuti üldisele kokkuleppele. Kui dokument on reguleeritud uus idee, siis määrati sellele number ja pandi teiste juurde RFC . Sellisel juhul omistatakse igale uuele dokumendile staatus, mis reguleerib selle rakendamise vajadust. Uue dokumendi väljastamine RFC ei tähenda, et kõik riist- ja tarkvaratootjad peavad 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 on kinnitatud;

protokollistandardit pakutakse kaalumiseks;

pakutakse välja katseprotokoll;

Protokoll on vananenud ja seda praegu ei kasutata.

2. Protokolli olek. Protokollil võib olla mitu olekut:

protokoll on rakendamiseks vajalik;

tootja võib protokolli rakendada omal valikul;

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

tuvastada võrgutõrkeid ja taastada selle funktsionaalsus;

levitada läbilaskevõime võrgud ja teavad võimalusi andmevoo vähendamiseks ülekoormuse korral;

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

tuvastada andmetes vigu ja teavitada neist rakendustarkvara;

luua pakettide korrapärane liikumine võrgus.

See funktsionaalsuse hulk ületab ühe protokolli võimalused. Seetõttu loodi koostalitlusvõimeliste protokollide komplekt, mida nimetatakse virnaks.

Kuna TCP/IP protokolli virn töötati välja enne võrdlusmudelit 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 tee.

Teoreetiliselt tähendab sõnumi saatmine ühest rakendusprogrammist teise sõnumi järjestikust edastamist allapoole läbi saatja virna külgnevate kihtide, edastades sõnumid mööda võrguliidese kihti (kihti IV ) või vastavalt võrdlusmudelile OSI , füüsilisel kihil sõnumi vastuvõtmine saaja poolt ja selle edastamine protokollitarkvara külgnevate kihtide kaudu.Praktikas on virnatasemete vaheline suhtlus palju keerulisem. Iga kiht otsustab, kas sõnum on õige, ja teeb konkreetse toimingu sõnumi tüübi või sihtkoha aadressi alusel. TCP/IP protokolli virna struktuuris on selge "raskuskese" - see on võrgukiht ja protokoll IP selles. IP-protokoll saab liidestuda mitme kõrgema taseme protokollimooduli ja mitme võrguliidesega. See tähendab, et praktikas näeb ühest rakendusprogrammist teise sõnumite edastamise protsess välja järgmine: saatja edastab sõnumi, mis on tasemel III pro IP-protokoll paigutatakse datagrammi ja saadetakse võrku (võrk 1). Pealnäiteks vaheseadmed ruuterid, datagrammedasi protokolli tasemele IP , mis saadab selle tagasi teise võrku (võrk 2). Kui datagramm teieni jõuab, saate selle la, IP-protokoll valib sõnumi ja edastab selle ülemistele tasanditele.Riis. 1.2 illustreerib seda protsessi.

TCP/IP protokollivirna struktuuri saab jagada neli taset. Kõige madalam - võrguliidese kiht (kiht IV) -vastab mudeli füüsilisele ja kanalitasemele OSI. Virna peal TCP/IP-protokollid seda taset ei reguleeri. Võrgu taseliides vastutab datagrammide vastuvõtmise ja nende edastamise eest konkreetsetelevõrku pole. Liidese võrguga saab rakendada suudraiveri abilsülemid või keeruline süsteem, mis kasutab oma protokolliriiklikul tasandil (lüliti, ruuter). Ta toetab laagritPopulaarsete kohalike võrkude füüsilised ja lingitaseme noolemängud: Ethernet, Token Pang, FDDI jne. Hajusvõrkude toe jaoksPPP ühendused on torgatud ja LIBE ja ülemaailmsete võrkude jaoks - X.25 protokoll. Pakub tuge arendamise kasutamiseksraku vahetamise tehnoloogiad - sularahaautomaat . Kaasamine on muutunud tavapäraseks tavaksuute kohalike või levitamistehnoloogiate integreerimine TCP/IP protokollivirnahajutatud võrgud ja nende reguleerimine uute dokumentidega RFC.

Võrgukiht (kiht III) - see on Interneti-põhise suhtluse tasetegevused. Kiht haldab kasutajate vahelist suhtlustvõrgud. See saab transpordikihilt taotluse saata saatjalt pakett koos saaja aadressiga. Kiht kapseldab paketi datagrammi, täidab selle päise ja valikuliseltBridge kasutab marsruutimisalgoritmi. Tase protsessid juuressissetulevad datagrammid ja kontrollib saadud info õigsustmatsiooni. Vastuvõtu poolel võrgukihi tarkvaraeemaldab päise ja määrab, millise transpordiprotokollihakkab paki töötlema.

Peamise võrgukihi protokollina TCP/IP-virnas kasutatud protokoll IP , mis loodi teabe edastamise eesmärgilkoosseisud hajutatud võrkudes. Protokolli eelis IP on selle tõhusa toimimise võimalus keeruka topoloogiaga võrkudestalle. Sel juhul kasutab protokoll ratsionaalselt ribalaiuse meetoditmadala kiirusega sideliinide olemasolu. Protokolli tuumaks IP maha pandud datagrammmeetod, mis ei taga paki kohaletoimetamist, kuidsuunatud selle rakendamisele.

See tase hõlmab kõiki protokolle, mis loovad, allhooldada ja värskendada marsruutitabeleid. Lisaks selleletasandil on olemas protokoll vigade kohta teabe vahetamiseksdu ruuterid võrgus ja saatjate poolt.

Järgmine tase -transport (tase II). Peaasi Ülesanne on tagada rakendussüsteemide vaheline interaktsioongrammi. Transpordikiht juhib teabevoogu seadmesttagades usaldusväärse ülekande. Sel eesmärgil kasutati kinnitusmehhanismiootamas õige vastuvõtt edastamise dubleerimisega kadunud võivigadega saabunud pakid. Transpordikiht aktsepteerib andmeidandmeid mitmest rakendusprogrammist ja saadab need madalamale tasemele. Seejuures lisab see igaühele lisateavetpakett, sealhulgas arvutatud kontrollsumma väärtus.

Sellel tasemel töötab edastuse juhtimisprotokoll TCP (Transmission Control Protocol) andmed ) ja edastusprotokoll millalpesastatud paketid datagrammi meetodil UDP (User Datagram Protocol). TCP protokoll tagab garanteeritud andmeedastuse tõttuloogiliste ühenduste loomine kaugrakenduste vahelprotsessid. Protokolli toimimine UDP sarnaselt protokolli toimimisele IP, kuid selle peamine ülesanne on täita sideaine funktsiooneseos vahel võrguprotokoll ja erinevaid rakendusi.

Kõrgeim tase (tase Ma kandideerisin . See rakendab laialdaselt kasutatavaid rakenduskihi teenuseid. Neile alateskantud: failiedastusprotokoll vahel kaugsüsteemid, umbesKaugterminali emulatsiooniprotokoll, postiprotokollid jne. Igajah ma rakendusprogramm valib transpordiliigi – või mittepidev sõnumivoog või üksikute sõnumite jadaside. Rakendusprogramm edastab andmed transpordikihilealasti nõutud kujul.

Protokollipinu toimimise põhimõtetega arvestamine TCP/IP on soovitav teostada alates kolmanda taseme protokollidestNya. See on tingitud asjaolust, et nende kõrgema taseme protokollidtöö tugineb protokollide funktsionaalsusele madalamad tasemed. Et mõista hajutatud marsruutimise probleemeSoovitatav on uurida protokolle järgmistes võrkudes: järjestused: IP, ARP, ICMP, UDP ja TCP . See on tingitud asjaolust teabe edastamiseks kaugsüsteemide vahel hajutatud võrk kogu st-de perekond on ühel või teisel määral harjunudka TCP/IP protokollid.

TCP/IP-protokollipinn sisaldab suurt hulkarakendustaseme protokollid. Need protokollid täidavad erinevaidfunktsioonid, sealhulgas: võrguhaldus, failiedastus, hajutatud teenuste pakkumine failide kasutamisel, terminite emuleeriminekalapüük, meili saatmine jne. Failiedastusprotokoll ( Failiedastusprotokoll – FTP ) võimaldab faile arvutite vahel teisaldadaarvutisüsteemid. Protokoll Telnet pakub virtuaalset terminimaalne emulatsioon. Lihtne võrguhaldusprotokoll ( Lihtne võrguhaldusprotokoll – SNMP ) on juhtimisprotokollvõrgutuvastus, mida kasutatakse ebatavalistest 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 pakkumiseks TCP/IP-pinu teenuseidpõhilised võrguteenused.

Lisateavet protokollivirna rakenduskihi protokollide kohtaTCP/IP sees sellest materjalist ei arvestata.

Enne TCP/IP-virna protokollide käsitlemist tutvustame põhiprotokolleterminid, mis defineerivad infokildude nimetusi, edastamisttasemete vahel. Võrgu kaudu edastatava andmeploki nimioleneb sellest, millisel protokollipinu kihil see asub. Nimetatakse andmeplokk, millega võrguliides tegeleb raami . Kui andmeplokk jääb vahele võrguliides ja võrktasemel, nimetatakse seda IP datagramm (või lihtsalt datagrammminu). Transpordi ja võrgu vahel ringlev andmeplokk tasemeid ja kõrgemaid nimetatakse IP-pakett.Joonisel fig. 1,3 näitab suhetAndmeplokkide tähistuste vastavus TCP/IP protokolliviru tasemetele.

Riis. 1. 3. Teabetükkide määramine TCP/IP-virna tasemetel.

Väga oluline on täiendada TCP/IP-protokolli pinu kihtide kirjeldust kirjeldusega, mis eristab saatjalt otse adressaadile edastamist ja edastamist mitme võrgu kaudu. Joonisel fig. Joonis 4 näitab erinevust seda tüüpi jõuülekannete vahel.

Riis.1.4. Teabe edastamise meetodid.

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

Rakenduskiht ja transpordikiht saavad luua ühendusi, seega kihistamise põhimõte näeb ette, et saaja transpordikihi poolt vastuvõetud pakett peab olema identne saatja transpordikihi saadetud paketiga.