Mõiste "sideprotokolli virn". OSI virn. Abstraktne, seitsmekihiline OSI mudel, protokollivirnad. OSI mudeli ja OSI protokolli virna mõistmine

OSI mudeli ja OSI virna vahel tuleb selgelt eristada. Kuigi OSI mudel on koostalitlusvõime kontseptuaalne raamistik avatud süsteemid, OSI virn on väga spetsiifiliste protokolli spetsifikatsioonide kogum. Erinevalt teistest protokollivirnudest järgib OSI virn täielikult OSI mudelit ja sisaldab protokolli spetsifikatsioone kõigi mudelis määratletud seitsme koostalitlusvõime kihi jaoks. Madalamatel tasanditel toetab OSI-pinn Etherneti, Token Ringi, FDDI-, WAN-protokolle, X.25 ja ISDN-i – see tähendab, et kasutab madalama taseme protokolle, mis on välja töötatud väljaspool pinu, nagu kõik teisedki virnad. OSI virna võrgu-, transpordi- ja seansikihi protokollid on täpsustatud ja rakendatud erinevad tootjad, kuid pole ikka veel laialt levinud. Kõige populaarsemad OSI virna protokollid on rakendusprotokollid. Nende hulka kuuluvad: RTAM failiedastusprotokoll, VTP terminali emulatsiooniprotokoll, protokollid kasutajatugi X.500, e-post X.400 ja mitmed teised.

OSI pinu protokolle iseloomustab suur keerukus ja spetsifikatsioonide ebaselgus. Need omadused olid tulemuseks üldine poliitika virna arendajad, kes püüdsid oma protokollides arvesse võtta kõiki kasutusjuhtumeid ning kõiki olemasolevaid ja tekkivaid tehnoloogiaid.

Oma keerukuse tõttu nõuavad OSI-protokollid palju protsessori võimsust, mistõttu sobivad need pigem võimsate masinate kui võrkude jaoks. personaalarvutid.

OSI virn- rahvusvaheline, tootjast sõltumatu standard. Seda toetab USA valitsus oma programmis GOSIP, mille kohaselt kõik arvutivõrgud,

Pärast 1990. aastat USA valitsusasutustesse installitud peab kas otseselt toetama OSI-virna või pakkuma vahendeid tulevikus sellele virnale üleminekuks. Üks suurimaid OSI-d toetavaid tootjaid on AT&T, tema Stargroupi võrk põhineb täielikult sellel virul.

TCP/IP pinu töötati välja USA kaitseministeeriumi initsiatiivil enam kui 20 aastat tagasi. Berkeley ülikool andis suure panuse populaarsete IP- ja TCP-protokollide järgi oma nime saanud TCP/IP-pinu arendamisse, rakendades pinuprotokolle UNIX OS-i versioonis. Selle operatsioonisüsteemi populaarsus tõi kaasa TCP, IP ja muude protokollivirnade laialdase kasutuselevõtu. Tänapäeval kasutatakse seda virna arvutite ühendamiseks Internetis, aga ka paljudes ettevõtete võrkudes.

Madalama taseme TCP/IP-pinn toetab kõiki populaarseid füüsilise ja andmesidekihi standardeid: kohalikud võrgud- need on Ethernet, Token Ring, FDDI, globaalsete jaoks - protokollid analoogkommuteeritud ja püsiliinidel töötamiseks SLIP, PPP, protokollid territoriaalsed võrgustikud X.25 ja ISDN.

Peamised virna protokollid, mis sellele nime annavad, on IP ja TCP. Need protokollid kuuluvad OSI mudeli terminoloogias vastavalt võrgu- ja transpordikihtidesse. IP tagab paketi liikumise üle komposiitvõrgu ja TCP tagab selle edastamise usaldusväärsuse.

Paljude aastate jooksul erinevate riikide ja organisatsioonide võrkudes on TCP/IP-pinn kaasatud suur hulk rakendustaseme protokollid. Nende hulka kuuluvad sellised populaarsed protokollid nagu edastamisprotokoll FTP failid, telneti terminali emulatsiooniprotokoll, SMTP meiliprotokoll, mida kasutatakse e-mail Interneti-võrgud, hüpertekstiteenused WWW ja paljud teised.

Tänapäeval on TCP/IP-pinn arvutivõrkudes üks levinumaid transpordiprotokollivirnu. Ainuüksi Internet ühendab umbes 10 miljonit arvutit üle maailma, mis suhtlevad üksteisega TCP/IP-protokolli pinu kasutades.

Kiire kasv Interneti populaarsus tõi kaasa muutused ka jõudude vahekorras sideprotokollide maailmas – TCP/IP-protokollid, millele Internet on üles ehitatud, hakkasid kiiresti kõrvale tõrjuma eelmiste aastate vaieldamatut liidrit – Novelli IPX/SPX pinu. Nüüd sisaldab iga tööstuslik operatsioonisüsteem oma tarnepaketis tingimata selle virna tarkvararakendust.

Kuigi TCP/IP-protokollid on lahutamatult seotud Interneti ja iga mitme miljoni dollari suuruse armadaga. Interneti-arvutid töötab selle virna baasil, on suur hulk kohalikke, korporatiivseid ja territoriaalseid võrke, mis ei ole otseselt Interneti osad, mis samuti kasutavad TCP/IP protokolle. Nende Internetist eristamiseks nimetatakse neid võrke TCP/IP-võrkudeks või lihtsalt IP-võrkudeks.

Kuna TCP/IP-pinn loodi algselt globaalse Interneti jaoks, on sellel palju funktsioone, mis annavad talle laia ala sidet hõlmavate võrkude loomisel eelise teiste protokollide ees. Eelkõige väga kasulik vara, mis võimaldab seda protokolli kasutada suured võrgud, on selle võime pakette killustada. Tõepoolest, suur liitvõrk koosneb sageli täielikult üles ehitatud võrkudest erinevad põhimõtted. Igaüks neist võrkudest saab määrata edastatud andmeühiku (kaadri) maksimaalse pikkuse jaoks oma väärtuse. Sel juhul liikudes ühest suurema maksimumpikkusega võrgust väiksemaga võrku maksimaalne pikkus Võimalik, et edastatav kaader tuleb jagada mitmeks osaks. TCP/IP-virna IP-protokoll lahendab selle probleemi tõhusalt.

Teine TCP/IP-tehnoloogia omadus on selle paindlik aadressisüsteem, mis muudab teiste tehnoloogiate võrkude Internetti kaasamise võrreldes teiste sarnase eesmärgiga protokollidega lihtsamaks. See omadus hõlbustab ka TCP/IP-virna kasutamist suurte heterogeensete võrkude loomiseks.

TCP/IP-pinn kasutab leviedastusvõimalusi väga säästlikult. See omadus on territoriaalvõrkudele iseloomulike aeglaste sidekanalitega töötamisel hädavajalik.

Kuid nagu ikka, tuleb saadud hüvede eest maksta ja hind siin osutubki selleks kõrged nõuded ressurssidele ja IP-võrkude haldamise keerukusele. TCP/IP-protokollivirna võimas funktsionaalsus nõuab rakendamiseks suuri arvutuskulusid. Paindlik süsteem saadete adresseerimine ja tagasilükkamine toob kaasa erinevate tsentraliseeritud teenuste, nagu DNS, DHCP jne olemasolu IP-võrgus. Kõik need teenused on suunatud võrgu haldamise hõlbustamisele, sealhulgas seadmete konfigureerimise hõlbustamisele, kuid nõuavad samal ajal suurt tähelepanu administraatorid.

Arvutivõrkude standardimise metoodiline alus on mitmetasandiline lähenemine tööriistade väljatöötamisele võrgustumine. Just sellel lähenemisviisil on standardmudel interaktsiooni avatud OSI süsteemid(Open System Interconnection). See loodi 1980. aastate alguses tehniliste ettepanekute põhjal Rahvusvaheline Instituut ISO standardid ja mängis olulist rolli arvutivõrkude arendamisel.

OSI mudel määratleb süsteemidevahelise interaktsiooni erinevad tasemed, annab need standardsed nimed ja määrab, milliseid funktsioone iga tase peaks täitma. ISO/OSI mudel töötati välja suure põhjal praktiline kogemus, mis on saadud arvutivõrkude, peamiselt globaalsete, loomise käigus 1970. aastatel.

OSI mudelis (joonis 1.1) on sidevahendid jagatud seitsmeks kihiks: rakendus, esitlus, seanss, transport, link, füüsiline ja võrk. Rakendatakse kõrgeimat taset. Selles etapis suhtleb kasutaja arvutisüsteemiga. Madalaim tase – füüsiline – tagab signaalide vahetuse seadmete vahel. Andmevahetus sidesüsteemides toimub andmete liigutamisel ülemiselt tasemelt alumisele tasemele, seejärel sideliine mööda transportides ja lõpuks kliendi arvutis olevate andmete taasesitamisel nende liikumise tulemusena alumiselt tasemelt ülemisele tasemele.

Vajaliku ühilduvuse tagamiseks igal arvutivõrgu arhitektuuri seitsmel tasemel on olemas spetsiaalsed standardprotokollid. Need on formaliseeritud reeglid, mis määravad kindlaks samal tasemel, kuid erinevates võrgusõlmedes asuvate võrgukomponentide vahel vahetatavate sõnumite järjestuse ja vormingu.

Hierarhiliselt organiseeritud protokollide kogumit, mis on piisav võrgu sõlmede koostoime tagamiseks, nimetatakse sideprotokolli virnaks. OSI mudeli ja virna vahel peaks olema selge vahe OSI protokollid. OSI mudel on kontseptuaalne raamistik avatud süsteemide ühendamiseks ja OSI protokollivirn on väga spetsiifiliste protokolli spetsifikatsioonide kogum seitsme OSI mudelis määratletud koostalitlusvõime kihi jaoks.

Sideprotokolle saab rakendada nii tarkvaras kui ka riistvaras. Madalamate kihtide protokolle rakendatakse sageli tarkvara ja riistvara kombinatsiooni kasutades, kõrgema kihi protokolle rakendatakse tavaliselt puhtalt tarkvara.

Moodulid, mis realiseerivad naaberkihtide protokolle ja asuvad samas võrgusõlmes, peavad omavahel suhtlema ka vastavalt selgelt määratletud reeglitele ja standardiseeritud sõnumivorminguid kasutades.

Neid reegleid nimetatakse kihtidevaheliseks liideseks. Liides määratleb teenuste komplekti, mida antud kiht oma naabrile pakub. Sisuliselt on protokoll ja liides sarnased mõisted, kuid traditsiooniliselt omistatakse need võrkudes neile erinevad valdkonnad toimingud: protokollid määratlevad reeglid sama taseme moodulite koostoimeks võrgu erinevates sõlmedes ja liidesed määratlevad reeglid naabertasandite moodulite koostoimeks samas sõlmes.

Mõelgem, kuidas seitsmekihilises OSI mudelis toimub andmevahetus kahe erinevates linnades asuva võrgukasutaja vahel:

rakenduse tasemel kasutades spetsiaalsed rakendused kasutaja loob dokumendi (sõnumi, joonise vms);

esinduslikul tasemel salvestab tema arvuti operatsioonisüsteem (OS), kus loodud andmed asuvad (in muutmälu, kõvakettal olevas failis jne) ja pakub suhtlust järgmisele tasemele;

Seansi tasemel suhtleb kasutaja arvuti kohaliku või globaalse võrguga. Selle taseme protokollid kontrollivad kasutaja õigusi "eetrisse minna" ja edastavad dokumendi transpordikihi protokollidele;

Transpordikihis teisendatakse dokument kujule, milles andmeid kasutatakse kasutatavas võrgus edastamiseks. Seega saab dokumendi jagada standardsuuruses väikesteks pakenditeks.

võrgukiht määrab võrgus andmete liikumise marsruudi. Näiteks kui transporditasandil olid andmed “lõigatud” pakettideks, siis võrgu tasandil peab iga pakett saama aadressi, kuhu see toimetatakse teistest sõltumatult;

Ühenduskiht on vajalik selleks, et moduleerida füüsilises kihis ringlevaid signaale vastavalt võrgukihilt saadud andmetele. Arvutis täidab neid funktsioone võrgukaart või modem;

Tegelik andmeedastus toimub füüsilisel kihil. Pole dokumente, pakette, isegi mitte baite, on ainult bitid, see tähendab andmete esituse elementaarühikud. Füüsilise kihi rajatised asuvad väljaspool arvutit. Kohalikes võrkudes kasutades telefoni modemid need on jooned telefonisuhtlus, lülitusseadmed telefonikeskjaamad ja nii edasi.

Teabe saaja arvutis toimub vastupidine teisendusprotsess - bitisignaalidest dokumendini, liikudes järk-järgult interaktsiooni alumiselt tasemelt ülemisele.

OSI virn

OSI mudeli ja OSI virna vahel tuleb selgelt eristada. Kui OSI mudel on avatud süsteemide omavahelise ühendamise kontseptuaalne plaan, siis OSI virn on väga spetsiifiliste protokolli spetsifikatsioonide kogum. Erinevalt teistest protokollivirnudest järgib OSI virn täielikult OSI mudelit ja sisaldab protokolli spetsifikatsioone kõigi mudelis määratletud seitsme koostalitlusvõime kihi jaoks. Madalamatel tasanditel toetab OSI-pinn Etherneti, Token Ringi, FDDI-, WAN-protokolle, X.25 ja ISDN-i – see tähendab, et kasutab madalama taseme protokolle, mis on välja töötatud väljaspool pinu, nagu kõik teisedki virnad. OSI virna võrgu-, transpordi- ja seansikihtide protokollid on määratletud ja juurutatud erinevate tootjate poolt, kuid need pole veel laialt levinud. Kõige populaarsemad OSI virna protokollid on rakendusprotokollid. Nende hulka kuuluvad: FTAM-failiedastusprotokoll, VTP-terminali emulatsiooniprotokoll, X.500 kasutajatoe protokollid, X.400 meiliprotokollid ja mitmed teised.

OSI pinu protokolle iseloomustab suur keerukus ja spetsifikatsioonide ebaselgus. Need omadused tulenevad virna arendajate üldisest poliitikast, mille eesmärk oli võtta oma protokollides arvesse kõiki kasutusjuhtumeid ning kõiki olemasolevaid ja tekkivaid tehnoloogiaid. Sellele tuleb lisada ka paljude poliitiliste kompromisside tagajärjed, mis on vältimatud rahvusvaheliste standardite vastuvõtmisel sellises pakilises küsimuses nagu avatud arvutivõrkude ehitamine.

Oma keerukuse tõttu on OSI protokollid kallid arvutusvõimsus CPU, muutes need kõige sobivamaks võimsate masinate jaoks, mitte personaalarvutite võrkude jaoks.

OSI virn on rahvusvaheline, müüjast sõltumatu standard. Seda toetab USA valitsus oma programmi GOSIP kaudu, mis nõuab, et kõik pärast 1990. aastat USA valitsusasutustesse installitud arvutivõrgud toetaksid otseselt OSI-virna või võimaldaksid tulevikus sellele virnale migreeruda. OSI-pinn on aga Euroopas populaarsem kui USA-s, kuna Euroopas on jäänud vähem pärandvõrke, mis käitavad oma protokolle. Enamik organisatsioone kavandab endiselt OSI virnale üleminekut ja väga vähesed on alustanud pilootprojekte. Selles suunas tegutsejate hulgas on USA mereväeosakond ja NFSNET-võrk. Üks suurimaid OSI-d toetavaid tootjaid on AT&T, tema Stargroupi võrk põhineb täielikult sellel virul.

TCP/IP pinu

TCP/IP-pinn töötati välja USA kaitseministeeriumi initsiatiivil enam kui 20 aastat tagasi, et ühendada eksperimentaalne ARPAneti võrk teiste võrkudega kui heterogeensete andmetöötluskeskkondade ühiste protokollide kogum. Berkeley ülikool andis suure panuse populaarsete IP- ja TCP-protokollide järgi oma nime saanud TCP/IP-pinu arendamisse, rakendades pinuprotokolle UNIX OS-i versioonis. Selle operatsioonisüsteemi populaarsus tõi kaasa TCP, IP ja muude protokollivirnade laialdase kasutuselevõtu. Tänapäeval kasutatakse seda virna arvutite ühendamiseks Internetis, aga ka paljudes ettevõtete võrkudes.

Madalama taseme TCP/IP-pinn toetab kõiki populaarseid füüsiliste ja andmesidekihtide standardeid: kohalike võrkude jaoks - need on Ethernet, Token Ring, FDDI, globaalsete võrkude jaoks - protokollid analoog- ja püsiliinidel töötamiseks SLIP. , PPP, territoriaalsete võrkude X.25 ja ISDN protokollid.

Paljude aastate jooksul erinevate riikide ja organisatsioonide võrkudes kasutusel on TCP/IP-pinn kaasanud suure hulga rakendustaseme protokolle. Nende hulka kuuluvad sellised populaarsed protokollid nagu FTP-failiedastusprotokoll, telneti terminali emulatsiooniprotokoll, Interneti-e-postis kasutatav SMTP-postiprotokoll, WWW-teenuse hüpertekstiteenused ja paljud teised.

Tänapäeval on TCP/IP-pinn arvutivõrkudes üks levinumaid transpordiprotokollivirnu. Tõepoolest, ainuüksi Internet ühendab umbes 10 miljonit arvutit üle maailma, mis suhtlevad üksteisega TCP/IP-protokolli virna abil.

Interneti populaarsuse kiire kasv on toonud kaasa muutused ka jõudude vahekorras sideprotokollide maailmas – TCP/IP-protokollid, millele Internet on üles ehitatud, hakkasid kiiresti kõrvale tõrjuma viimaste aastate vaieldamatut liidrit – Novelli IPX/SPX virn. Tänapäeval on maailmas arvutite koguarv, kuhu on installitud TCP/IP-pinn, võrdsustunud nende arvutite koguarvuga, millel IPX/SPX-pinn töötab, ja see viitab järsule muutusele kohalike võrguadministraatorite suhtumises. kasutatud protokollidele lauaarvutid, kuna need moodustavad valdava enamuse maailma arvutipargist ja just neil töötasid peaaegu kõikjal NetWare'i failiserveritele juurdepääsuks vajalikud Novelli protokollid. Protsess TCP/IP-virna kui mistahes tüüpi võrkude virna number üks loomiseks jätkub ja nüüd sisaldab iga tööstuslik operatsioonisüsteem oma tarnepaketis tingimata selle virna tarkvararakendust.

Kuigi TCP/IP-protokollid on Internetiga lahutamatult seotud ja kõik mitme miljoni dollari väärtuses Interneti-arvutite armaad töötavad selle virna baasil, on suur hulk kohalikke, ettevõtete ja territoriaalseid võrke, mis ei ole otseselt Interneti osad. Internet, mis kasutavad ka TCPDR-protokolle. Nende Internetist eristamiseks nimetatakse neid võrke TCP/IP-võrkudeks või lihtsalt IP-võrkudeks.

Kuna TCP/IP-pinn loodi algselt globaalse Interneti jaoks, on sellel palju funktsioone, mis annavad talle laia ala sidet hõlmavate võrkude loomisel eelise teiste protokollide ees. Eelkõige on väga kasulik funktsioon, mis teeb selle protokolli suurtes võrkudes võimalikuks, selle võime pakette killustada. Tõepoolest, suur liitvõrk koosneb sageli täiesti erinevatel põhimõtetel üles ehitatud võrkudest. Igaüks neist võrkudest saab määrata edastatud andmeühiku (kaadri) maksimaalse pikkuse jaoks oma väärtuse. Sellisel juhul võib ühest suurema maksimumpikkusega võrgust lühema maksimumpikkusega võrku üle minnes tekkida vajadus edastatava kaadri jagamine mitmeks osaks. TCP/IP-virna IP-protokoll lahendab selle probleemi tõhusalt.

TCP/IP-pinn kasutab leviedastusvõimalusi väga säästlikult. See omadus on territoriaalvõrkudele iseloomulike aeglaste sidekanalitega töötamisel hädavajalik.

Kuid nagu ikka, tuleb saadavate hüvede eest tasuda ning siin on hinnaks kõrge ressursinõue ja IP-võrkude haldamise keerukus. TCP/IP-protokollivirna võimas funktsionaalsus nõuab rakendamiseks suuri arvutuskulusid. Paindlik adresseerimissüsteem ja ülekannetest keeldumine toovad kaasa erinevate tsentraliseeritud teenuste, nagu DNS, DHCP jne olemasolu IP-võrgus. Kõik need teenused on suunatud võrgu haldamise hõlbustamisele, sealhulgas seadmete konfigureerimise hõlbustamisele, kuid samal ajal aeg ise nõuab administraatoritelt hoolikat tähelepanu.

Interneti-protokollivirnu poolt ja vastu on ka teisi argumente, kuid fakt jääb faktiks, et tänapäeval on see kõige populaarsem protokollipinn, mida kasutatakse laialdaselt nii globaalsetes kui ka kohalikes võrkudes.

IPX/SPX virn

See virn on algne Novelli protokollipakk, mis töötati välja NetWare'i võrguoperatsioonisüsteemi jaoks 80ndate alguses. Võrgu- ja seansikihi protokollid Internetwork Packet Exchange (IPX) ja Sequenced Packet Exchange (SPX), mis annavad virnale nime, on Xeroxi XNS-i protokollide otsene kohandamine, mis on palju vähem levinud kui IPX/SPX-i pinu. IPX/SPX-pinu populaarsus on otseselt seotud Novell NetWare'i operatsioonisüsteemiga, mis on installitud süsteemide arvu poolest endiselt maailmas juhtpositsioonil, kuigi Hiljuti selle populaarsus on mõnevõrra langenud ja kasvutempo jääb maha Microsoft Windows N.T.

Paljud IPX/SPX-pinu funktsioonid tulenevad NetWare OS-i varasemate versioonide (kuni versioon 4.0) orientatsioonist kohalikes võrkudes töötamiseks väikesed suurused, mis koosneb tagasihoidlike ressurssidega personaalarvutitest. On selge, et selliste arvutite jaoks vajas Novell protokolle, mille rakendamine nõuaks minimaalset RAM-i (piiratud IBM-iga ühilduvad arvutid töötab MS-DOS-i mahuga 640 KB) ja mis töötaks kiiresti väikese arvutusvõimsusega protsessoritel. Selle tulemusena töötasid IPX/SPX-i virna protokollid kuni viimase ajani hästi kohalikes võrkudes ja mitte nii hästi suurtes võrkudes. ettevõtete võrgud, kuna nad koormasid üle aeglased globaalsed lingid leviedastuspakettidega, mida mitmed selle virna protokollid palju kasutavad (näiteks klientide ja serverite vahelise suhtluse loomiseks). See asjaolu, samuti asjaolu, et IPX/SPX-i virn on Novelli omand ja selle rakendamiseks on vaja litsentsi (st avatud spetsifikatsioone ei toetatud), pikka aega piiras ainult selle levimust NetWare võrgud. Kuid alates NetWare 4.0 väljalaskmisest on Novell teinud ja jätkab oma protokollides suuri muudatusi, mille eesmärk on kohandada need ettevõtte võrkudes töötamiseks. Nüüd on IPX/SPX pinu rakendatud mitte ainult NetWare'is, vaid ka mitmes teises populaarses võrguoperatsioonisüsteemis, näiteks SCO UNIX, Sun Solaris, Microsoft Windows NT.

NetBIOS/SMB virn

Seda virna kasutatakse laialdaselt IBMi ja Microsofti toodetes. Selle virna füüsilisel ja andmesidetasandil on kõik kõige tavalisemad Etherneti protokollid, Token Ring, FDDI ja teised. NetBEUI ja SMB protokollid töötavad ülemistel tasanditel.

NetBIOS (Network Basic Input/Output System) protokoll ilmus 1984. aastal võrgulaiendusena. standardfunktsioonid IBM PC põhiline sisend/väljundsüsteem (BIOS) jaoks võrguprogramm IBM-i arvutivõrk. Hiljem asendati see protokoll nn laiendatud protokolliga. kasutajaliides NetBEUI – NetBIOS-i laiendatud kasutajaliides. Rakenduste ühilduvuse tagamiseks säilitati NetBIOS-i liides NetBEUI-protokolli liidesena. NetBEUI-protokoll loodi tõhusaks, vähese ressursiga protokolliks kuni 200 tööjaamaga võrkude jaoks. See protokoll sisaldab palju kasulikke võrgufunktsioonid, mida saab omistada OSI mudeli võrgu-, transpordi- ja seansikihtidele, kuid seda ei saa kasutada pakettide marsruutimiseks. See piirab NetBEUI protokolli kasutamist kohalikes võrkudes, mis pole alamvõrkudeks jagatud, ja muudab selle kasutamise komposiitvõrkudes võimatuks. Mõned NetBEUI piirangud on lahendatud selle protokolli NBF-i (NetBEUI Frame) juurutusega, mis sisaldub Microsoft Windows NT operatsioonisüsteemis.

SMB (Server Message Block) protokoll täidab seansi-, esindus- ja rakenduskihi funktsioone. SMB-d kasutatakse failiteenuste, aga ka rakendustevaheliste printimis- ja sõnumiteenuste rakendamiseks.

IBMi SNA, Digital Equipmenti DECnet ja AppleTalk/AFP protokollivirnad Apple kasutatakse peamiselt nende ettevõtete operatsioonisüsteemides ja võrguseadmetes.

Joonisel fig. Joonis 1.30 näitab mõnede kõige populaarsemate protokollide vastavust OSI mudeli tasemetele. Sageli on see kirjavahetus väga tingimuslik, kuna OSI-mudel on vaid tegevusjuhend ning üsna üldine ja spetsiifiliste probleemide lahendamiseks töötati välja spetsiifilised protokollid ning paljud neist ilmusid enne OSI-mudeli väljatöötamist. Enamikul juhtudel on pinu arendajad eelistanud võrgu kiirust modulaarsusele – peale OSI virna ei jagata seitsmeks kihiks ühtki pinu. Enamasti eristatakse virnas selgelt 3-4 taset: võrguadapterite tase, milles on realiseeritud füüsilise ja andmesidekihi protokollid, võrgukiht, transpordikiht ja teeninduskiht, mis sisaldab seansi-, esitlus- ja rakenduskihtide funktsioone.

Riis. 1.30. Populaarsete protokollivirnade vastavus OSI mudelile

Kõik need virnad, välja arvatud SNA madalamatel tasanditel – füüsiline ja andmeside – kasutavad sama hästi standarditud protokollid Ethernet, Token Ring, FDDI ja hulk teisi, mis võimaldavad kasutada samu seadmeid kõikides võrkudes. Kuid ülemistel tasanditel töötavad kõik virnad vastavalt oma protokollidele. Need protokollid ei vasta sageli OSI mudeli soovitatud kihilisusele. Eelkõige on seansi- ja esitluskihtide funktsioonid tavaliselt kombineeritud rakenduskihiga. See lahknevus on tingitud asjaolust, et OSI mudel ilmus juba olemasolevate ja tegelikult kasutatud virnade üldistamise tulemusena, mitte vastupidi.

OSI virn

OSI mudelil ja OSI virnal tuleks selgelt vahet teha. Kui OSI mudel on kontseptuaalne raamistik avatud süsteemide ühendamiseks, on OSI virn väga spetsiifiliste protokolli spetsifikatsioonide kogum.

Erinevalt teistest protokollivirnudest järgib OSI virn täielikult OSI mudelit, see sisaldab protokolli spetsifikatsioone kõigi selles mudelis määratletud seitsme koostalitlusvõime kihi jaoks. Alumiste kihtide puhul toetab OSI-pinn Etherneti, Token Ringi, FDDI-, WAN-protokolle, X.25-d ja ISDN-i – see tähendab, et see kasutab sarnaselt kõigi teiste pinudega väljaspool pinu välja töötatud madalama kihi protokolle. OSI virna võrgu-, transpordi- ja seansikihtide protokollid on määratletud ja juurutatud erinevate tootjate poolt, kuid need pole veel laialt levinud. Kõige populaarsemad OSI virna protokollid on rakendusprotokollid. Nende hulka kuuluvad: FTAM-failiedastusprotokoll, VTP-terminali emulatsiooniprotokoll, X.500 kasutajatoe protokollid, X.400 meiliprotokollid ja mitmed teised.

OSI virnas olevaid protokolle iseloomustab keerukus ja mitmetähenduslikud spetsifikatsioonid. Need omadused tulenevad virna arendajate üldisest poliitikast, mille eesmärk oli võtta protokollides arvesse kõiki juhtumeid ja kõiki olemasolevaid tehnoloogiaid. Sellele tuleb lisada ka paljude poliitiliste kompromisside tagajärjed, mis on vältimatud rahvusvaheliste standardite vastuvõtmisel sellises pakilises küsimuses nagu avatud arvutivõrkude ehitamine.

Oma keerukuse tõttu nõuavad OSI-protokollid palju protsessori töötlemisvõimsust, mistõttu sobivad need pigem võimsate masinate kui personaalarvutivõrkude jaoks.

Virna OSI- sõltumatud tootjatest rahvusvaheline standard. Seda toetab USA valitsus oma programmi GOSIP kaudu, mis nõuab, et kõik pärast 1990. aastat USA valitsusasutustesse installitud arvutivõrgud toetaksid otseselt OSI-pakki või võimaldaksid tulevikus sellele virnale üle minna. OSI-pinn on aga Euroopas populaarsem kui USA-s, kuna Euroopas on vähem pärandvõrke, mis käitavad algprotokolle. Enamik organisatsioone alles kavandab üleminekut OSI stackile ja väga vähesed on alustanud pilootprojektide loomist. Selles suunas tegutsejate hulgas on USA mereväeosakond ja NFSNET-võrk. Üks suurimaid OSI-d toetavaid tootjaid on AT&T, tema Stargroupi võrk põhineb täielikult sellel virul.

TCP/IP pinu

TCP/IP-pinn töötati välja USA kaitseministeeriumi initsiatiivil enam kui 20 aastat tagasi, et ühendada eksperimentaalne ARPAneti võrk teiste võrkudega kui heterogeensete andmetöötluskeskkondade ühiste protokollide kogum. Suure panuse populaarsete IP- ja TCP-protokollide järgi oma nime saanud TCP/IP-pinu arendamisse andsid Berkeley ülikooli spetsialistid, kes rakendasid pinuprotokolle UNIX OS-i versioonis. Selle operatsioonisüsteemi populaarsus tõi kaasa TCP, IP ja muude protokollivirnade laialdase kasutuselevõtu. Tänapäeval kasutatakse seda virna arvutite ühendamiseks Internetis, aga ka paljudes ettevõtete võrkudes.

Madalama taseme TCP/IP-pinn toetab kõiki populaarseid füüsiliste ja andmesidekihtide standardeid: kohalike võrkude jaoks - Ethernet, Token Ring, FDDI, globaalsete võrkude jaoks - protokollid analoog- ja püsiliinidel töötamiseks SLIP, PPP , territoriaalvõrkude X.25 ja ISDN protokollid.

Tänapäeval on TCP/IP-pinn arvutivõrkudes üks levinumaid transpordiprotokollivirnu.

Tõepoolest, ainuüksi Internet ühendab umbes 10 miljonit arvutit üle maailma, mis suhtlevad üksteisega TCP/IP-protokolli virna abil.

Interneti populaarsuse kiire kasv on toonud kaasa muutusi ka jõudude vahekorras maailmas. sideprotokollid- TCP/IP-protokollid, millele Internet on üles ehitatud, hakkasid kiiresti välja tõrjuma viimaste aastate vaieldamatut liidrit – Novelli IPX/SPX-i pinu. Tänapäeval on maailmas arvutite koguarv, kuhu on installitud TCP/IP-pinn, ületanud nende arvutite arvu, millel IPX/SPX-pinn töötab, ja see viitab muutusele kohalike võrguadministraatorite suhtumises kasutatavatesse protokollidesse. lauaarvutites, kuna need olid need, mis varem töötasid NetWare'i failiserveritele juurdepääsuks vajalikud Novelli protokollid peaaegu kõikjal. Protsess TCP/IP-virna juhtpositsioonile viimiseks igat tüüpi võrkudes jätkub ja nüüd peab iga tööstuslik operatsioonisüsteem sisaldama selle virna tarkvararakendust.

Kuigi TCP/IP-protokollid on Internetiga lahutamatult seotud ja kõik mitme miljoni dollari suuruse Interneti-arvutite armaad töötavad selles virnas, on suur hulk kohalikke, ettevõtete ja territoriaalseid võrke, mis ei ole otseselt Interneti osa. kasutada ka TCP/IP-protokolle. Nende võrkude Internetist eristamiseks nimetatakse neid TCP/IP-võrkudeks või lihtsalt IP-võrkudeks.

Kuna TCP/IP-pinn loodi algselt globaalse Interneti jaoks, on sellel palju funktsioone, mis annavad talle laia ala sidet hõlmavate võrkude loomisel eelise teiste protokollide ees. Eriti kasulik funktsioon, mis muudab selle protokolli kasulikuks suurtes võrkudes, on selle võime pakette killustada. Tõepoolest, keeruline liitvõrk koosneb sageli täiesti erinevatel põhimõtetel üles ehitatud võrkudest. Igaüks neist võrkudest saab määrata edastatud andmeühiku (kaadri) maksimaalse pikkuse jaoks oma väärtuse. Sellisel juhul võib ühest suurema maksimumpikkusega võrgust teise väiksema maksimumpikkusega võrku liikudes osutuda vajalikuks edastatav kaader mitmeks osaks jagada. TCP/IP-virna IP-protokoll lahendab selle probleemi tõhusalt.

Teine TCP/IP-tehnoloogia omadus on selle paindlik aadressisüsteem, mis muudab teiste tehnoloogiate võrkude internetti (internet- või liitvõrku) kaasamise lihtsamaks võrreldes teiste sarnase eesmärgiga protokollidega. See omadus hõlbustab ka TCP/IP-virna kasutamist suurte heterogeensete võrkude loomiseks.

TCP/IP-pinn kasutab leviedastusvõimalusi väga säästlikult. See omadus on lihtsalt vajalik territoriaalvõrkudele tüüpiliste aeglaste sidekanalitega töötamisel.

Siinsete eeliste eest tuleb maksta aga kõrgeid ressursinõudeid ja IP-võrkude haldamise keerukust. Et mõista võimas funktsionaalsust TCP/IP pinuprotokollid nõuavad suuri arvutuskulusid. Paindlik adresseerimissüsteem ja ülekannetest keeldumine toovad kaasa erinevate tsentraliseeritud teenuste olemasolu IP-võrgus, nagu DNS, DHCP jne. Kõik need teenused lihtsustavad võrgu haldamist ja seadmete konfigureerimist, kuid nõuavad samal ajal ka tihedat tööd. administraatorite tähelepanu.

Võite tuua muid argumente poolt ja vastu, kuid fakt jääb faktiks, et tänapäeval on TCP/IP kõige populaarsem protokollipinn, mida kasutatakse laialdaselt nii globaalsetes kui ka kohalikes võrkudes.

IPX/SPX virn

IPX/SPX-pinu populaarsus on otseselt seotud operatsioonisüsteemiga Novell NetWare, mis püsis pikka aega installitud süsteemide arvu poolest maailmas juhtpositsioonil, kuigi viimasel ajal on selle populaarsus märkimisväärselt langenud ja selle kasvutempo jääb Microsoftist märgatavalt maha. Windows NT.

Paljud IPX/SPX-i pinu funktsioonid on tingitud NetWare OS-i varajaste versioonide (kuni versioonini 4.0) orientatsioonist töötamiseks väikestes kohalikes võrkudes, mis koosnevad tagasihoidlike ressurssidega personaalarvutitest. On selge, et selliste arvutite jaoks vajas Novell protokolle, mis nõuavad minimaalset RAM-i (piiratud IBM-iga ühilduvates arvutites, mis töötavad MS-DOS-i mahuga 640 KB) ja mis töötaksid kiiresti väikese töötlemisvõimsusega protsessoritel. Selle tulemusena töötasid IPX/SPX pinuprotokollid kuni viimase ajani hästi kohalikes võrkudes ja mitte nii hästi suurtes ettevõtete võrkudes, kuna need koormasid aeglased globaalsed lingid üle levipakettidega, mida mitmed selle virna protokollid intensiivselt kasutavad (näiteks luua side klientide ja serverite vahel). See asjaolu, aga ka asjaolu, et IPX/SPX-i pinu kuulub Novellile ja peab selle rakendamiseks olema litsentsitud (st avatud spetsifikatsioone ei toetatud), piiras selle tegevusala pikka aega ainult võrkudega.

Teabevahetus on multifunktsionaalne protsess. Seotud funktsioonid on rühmitatud eesmärgi järgi ja neid rühmi nimetatakse "interaktsiooni tasemeteks". Tasemete ühendamine võimaldab luua keeruka topoloogiaga heterogeenseid võrke. Ühendamine põhineb referentsvõrgustiku mudeli kontseptsioonil. Mudel kui selline kirjeldab ainult võrgu interaktsiooni järjekorda, mis on realiseeritud protokollivirna kujul.

Teabevahetus võrku ühendatud arvutite vahel on väga keeruline ülesanne. See on tingitud asjaolust, et riist- ja tarkvaratootjaid on palju arvutussüsteemid. Ainus väljapääs on süsteemide liidestamise vahendite ühtlustamine, nimelt kasutamine avatud süsteemid. Avatud süsteem suhtleb teiste süsteemidega ühiste avalikult kättesaadavate standardite ja spetsifikatsioonide alusel.

1984. aastal Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon (ISO) on kasutusele võtnud tööstusstandardi - avatud süsteemide interaktsiooni mudel(Open System Interconnection Reference Model – OSI/RM, nõukogude kirjanduses – EMVOS), et aidata müüjatel luua ühilduvat võrgu riist- ja tarkvara. Selle mudeli kohaselt on olemas järgmised tasemed(Joonis 1):

Riis. 1. OSI etalonmudel

füüsiline (Füüsiline);
kanal (andmeside);
võrk (Network);
transport (Transport);
seanss (Session);
esindaja (Esitlus);
rakendatud (Rakendus).

Vastavalt OSI võrdlusmudelile toimivad need kihid vastastikmõjus, nagu on näidatud joonisel fig. 2. Seega on võrgus olevate arvutite vahelise teabevahetuse keerukas ülesanne jagatud mitmeks suhteliselt sõltumatuks ja vähem keerukaks alamülesandeks. vastastikmõjud külgnevate tasandite vahel.

Riis. 2. OSI kihtide vaheline interaktsioon

Side kahe võrgusõlme kihtide vahel ( horisontaalne interaktsioon) viiakse läbi ühtsete reeglite kohaselt - interaktsiooniprotokollid

IN autonoomne süsteem andmeedastus tasandite vahel ( vertikaalne interaktsioon) rakendatakse läbi liidesed API

Piiri seansi ja transpordikihtide vahel võib pidada piiriks rakenduskihi protokollide ja madalama kihi protokollide vahel. Kui rakenduse-, esitlus- ja seansikihid pakuvad interaktsiooniseansi rakendusprotsesse, siis neli alumist kihti lahendavad andmeedastuse probleemid.

Kaks madalaimat taset – füüsiline ja kanal – realiseeritakse riist- ja tarkvaras, ülejäänud viis kõrgemat taset realiseeritakse reeglina tarkvaras.

Rakendusprotsessist võrku teabe edastamisel füüsiline kiht toimub selle töötlemine, mis seisneb edastatud andmete jagamises eraldi plokkideks, plokis olevate andmete esitusvormi või kodeerimise vormi muutmises ja igasse plokki lisamises päis(päis) vastava tasemega (vt näidet). Iga päis iseloomustab kasutatavat andmetöötlusprotokolli ja iga kiht tajub andmetena kogu eelmiselt kihilt saadud plokki koos lisatud päisega. See konstruktsioon võrdlusmudel võimaldab teil laduda ( kapseldada) igas füüsilise kandja kaudu edastatud teabeplokk teave, mis on vajalik rakendatavate protokollide järjestuse valimiseks pöördteisendused vastuvõtval poolel.

Füüsiline kiht

See tase määratleb mehaanilised, elektrilised, protseduurilised ja funktsionaalsed omadused lõppsüsteemide vaheliste füüsiliste ühenduste loomine, säilitamine ja katkestamine. Füüsiline kiht määratleb ühenduse omadused, nagu pingetasemed, ajastus ja füüsilised andmeedastuskiirused, maksimaalsed edastuskaugused, pistiku konstruktsiooniparameetrid ja muud sarnased omadused. Tuntud standardid RS-232-C, V.24 ja IEEE 802.3 (Ethernet).

Andmelingi kiht

Andmeside kiht (andmeside kiht, andmeside kiht) vastutab usaldusväärse andmeedastuse eest füüsiline kanal, nimelt:

pakub füüsilist adresseerimist (erinevalt võrgu- või loogilisest adresseerimisest);
pakub vigade tuvastamist edastamisel ja andmete taastamisel;
jälgib võrgu topoloogiat ja tagab kasutamise distsipliini võrgu kanal lõplik süsteem;
annab teada riketest;
tagab andmeplokkide korrapärase edastamise ja teabe liikumise kontrolli.

LAN-i puhul on lingikiht jagatud kaheks alamtasandiks:

LLC (Logical Link Control) – tagab loogilise lingi juhtimise, st. lingikihi tegelikud funktsioonid;
MAC (Media Access Control) – pakub levimeediumile juurdepääsuks spetsiaalseid meetodeid.

Võrgukiht

See kiht pakub ühenduvust ja marsruudi valikut kahe ühendatud lõppsüsteemi vahel erinevad alamvõrgud(segmendid), mis võivad olla eraldatud mitme alamvõrguga ja paikneda erinevates geograafilistes asukohtades. Marsruutimisprotokollid võimaldavad ruuterite võrgul valida optimaalsed marsruudid omavahel ühendatud alamvõrkude kaudu.

Transpordikiht

Transpordikiht pakub andmeedastusteenuseid kõrgematele kihtidele, nimelt:

tagab usaldusväärse andmeedastuse läbi ühendatud võrgu;
pakub mehhanisme virtuaalsete kanalite loomiseks, hooldamiseks ja korrapäraseks lõpetamiseks;
tagab transpordivigade avastamise ja kõrvaldamise;
tagab, et lõppsüsteemi ei koormata üle suur summa andmeid.

Teisisõnu, transpordikiht tagab liidese protsesside ja võrgu vahel, loob loogilised kanalid protsesside vahel ja tagab infoplokkide edastamise nende kanalite kaudu. Neid loogilisi kanaleid nimetatakse transpordikanaliteks.

Seansi kiht

Seansikiht rakendab abonendirakendusprotsesside vahelise interaktsiooni seansi loomist, hooldamist ja lõpetamist. Seansikiht sünkroonib dialoogi esinduskihi objektide vahel, määrab sünkroonimispunktid vahepealseks juhtimiseks ja taastamiseks failiedastuse ajal. See tase võimaldab ka andmevahetust rakendusprogrammi määratud režiimis või annab võimaluse valida vahetusrežiimi.

Lisaks põhilisele dialoogi juhtimisfunktsioonile pakub seansikiht võimalusi teenuseklassi valimiseks ja erandite teavitamiseks (seansi, esitluse ja rakenduskihi probleemid).

Esinduslik tase

Esindustasand (andmete esitustasand) määratleb edastatavate andmete esitamise süntaksi, vormingud ja struktuurid (kuid ei mõjuta semantikat, andmete tähendust). Selleks, et ühe süsteemi rakenduskihist saadetud teave oleks teise süsteemi rakenduskihis loetav, tõlgib esinduskiht teadaolevate teabeesitusvormingute vahel, kasutades ühtset teabeesitlusvormingut.

Seega pakub see kiht edastatud ja vastuvõetud andmete tõlgendamiseks rakenduskihis valitud teenuseoperatsioone: juhtimine teabevahetus, andmete kuvamine ja struktureeritud andmehaldus. Need teenuseandmed võimaldavad teil ühendada terminalid ja arvutusvahendid erinevat tüüpi. Selle kihi protokolli näide on XDR.

Rakenduskiht

Erinevalt teistest kihtidest ei paku rakenduskiht – kasutajale lähim OSI kiht – teistele teenuseid OSI tasemed, aga pakub see rakendusprotsesse, mis jäävad OSI mudeli kohaldamisalast välja.

Rakenduskiht pakub otsest tuge rakendusprotsessidele ja lõppkasutaja programmidele (DBMS, tekstitöötlusprogrammid, pangaterminali programmid jne) ja nende programmide interaktsiooni haldamine andmevõrguga:

tuvastab ja tuvastab potentsiaalsed suhtluspartnerid;
sünkroniseerib ühiselt töötavaid rakendusprogramme;
sõlmib kokkuleppe vigade lahendamise ja teabe terviklikkuse haldamise protseduuride kohta;
määrab olemasolevate ressursside piisavuse kavandatava ühenduse jaoks.

OSI-mudel ei ole rakendus, vaid soovitab süsteemikomponentide interaktsioonide korraldamise järjekorda. Nende reeglite rakendamine on protokollivirnad.

Protokollivirnad

OSI virn

OSI virna protokollid ja nende jaotus võrgumudeli tasemete vahel on näidatud joonisel fig. 3.

NetBIOS/SMB virn

Microsoft ja IBM töötasid koos võrk tähendab personaalarvutite jaoks, seega on NetBIOS/SMB protokollipinn nende ühine vaimusünnitus. NetBIOS-i tööriistad ilmusid 1984. aastal IBM PC põhilise sisend-/väljundsüsteemi (BIOS) standardfunktsioonide võrgulaiendusena IBM PC Network võrguprogrammi jaoks, mis rakenduse tasemel (joonis 4) kasutas SMB protokolli rakendada võrguteenuseid.

Protokoll NetBIOS töötab avatud süsteemide interaktsioonimudeli kolmel tasemel: võrk, transport ja seanss. NetBIOS suudab pakkuda kõrgemat taset kui IPX- ja SPX-protokollid, kuid sellel pole marsruutimisvõimalusi. Seega ei ole NetBIOS võrguprotokoll selle sõna otseses tähenduses. NetBIOS sisaldab palju kasulikke võrgufunktsioone, mida saab omistada võrgu-, transpordi- ja seansikihtidele, kuid seda ei saa kasutada pakettide marsruutimiseks, kuna NetBIOS-i kaadrivahetusprotokoll ei tutvusta sellist võrgu mõistet. See piirab NetBIOS-protokolli kasutamist kohalikes võrkudes, mis pole alamvõrku ühendatud. NetBIOS toetab nii datagrammi kui ka ühendusepõhist sidet.

Protokoll SMB, mis vastab OSI mudeli rakendusele ja esindustasemetele, reguleerib tööjaama ja serveri interaktsiooni. SMB funktsioonid hõlmavad järgmisi toiminguid:

Seansi juhtimine. Loogilise kanali loomine ja katkestamine tööjaama ja failiserveri võrguressursside vahel.
Juurdepääs failidele. Tööjaam saab võtta ühendust failiserveriga kataloogide loomiseks ja kustutamiseks, failide loomiseks, avamiseks ja sulgemiseks, failide lugemiseks ja nendesse kirjutamiseks, failide ümbernimetamiseks ja kustutamiseks, failide otsimiseks, allalaadimiseks ja installimiseks faili atribuudid, kirjete blokeerimine.
Trükiteenus. Tööjaam saab seada failid serverisse printimiseks järjekorda ja hankida teavet prindijärjekorra kohta.
Sõnumiteenus. SMB toetab lihtsat sõnumivahetust järgmiste funktsioonidega: lihtsa sõnumi saatmine; saatke edastussõnum; saada sõnumiploki algus; saata sõnumiploki tekst; saada sõnumiploki lõpp; edasta kasutajanimi; tühistada saadetis; hankige masina nimi.

Kasutatavate rakenduste suure arvu tõttu API funktsioonid mida pakub NetBIOS, rakendavad paljud võrguoperatsioonisüsteemid neid funktsioone oma liidesena transpordiprotokollid. NetWare'il on programm, mis emuleerib IPX-protokollil põhinevaid NetBIOS-i funktsioone, ja NetBIOS-i jaoks on olemas tarkvaraemulaatorid Windows NT ja TCP/IP-pinu jaoks.

TCP/IP pinu

TCP/IP-pinn, mida nimetatakse ka DoD-pinnaks ja Interneti-pinnaks, on üks populaarsemaid sideprotokollivirnu. Virn töötati välja USA kaitseministeeriumi (DoD) algatusel, et ühendada eksperimentaalne ARPAneti võrk teiste satelliidivõrkudega heterogeense andmetöötluskeskkonna ühiste protokollide kogumina. ARPA võrgustik toetas arendajaid ja teadlasi militaarvaldkondades. ARPA võrgus toimus side kahe arvuti vahel kasutades Interneti protokoll Protokoll (IP), mis on tänaseni TCP/IP-virnas peamine ja esineb virna nimes.

Berkeley ülikool andis suure panuse TCP/IP-pinu arendamisse, rakendades UNIX OS-i versioonis pinuprotokolle. UNIX-i operatsioonisüsteemi laialdane kasutuselevõtt tõi kaasa ka IP ja muude pinuprotokollide laialdase kasutuselevõtu. See virn annab jõudu ka Internetile, mille Internet Engineering Task Force (IETF) aitab oluliselt kaasa RFC spetsifikatsioonide kujul avaldatud virnastandardite väljatöötamisele.

Kuna TCP/IP pinu töötati välja enne ISO/OSI avatud süsteemide vastastikuse sidumise mudeli tulekut, kuigi sellel on ka mitmetasandiline struktuur, on TCP/IP pinu tasemete vastavus OSI mudeli tasemetele pigem tingimuslik. .

TCP/IP-protokollide struktuur on näidatud joonisel fig. 5. TCP/IP protokollid jagunevad 4 tasemeks.

Madalaim (tase IV) – lüüsiliideste tase – vastab OSI mudeli füüsilisele ja andmesidekihile. Seda taset ei reguleeri TCP/IP protokollid, kuid see toetab kõiki populaarseid füüsilise ja andmesidekihi standardeid: kohalike kanalite jaoks on see Ethernet, Token Ring, FDDI, ülemaailmsed kanalid— patenteeritud protokollid töötamiseks analoog-sissehelistamis- ja püsiliinidel SLIP/PPP, mis loovad punkt-punkti ühendused ülemaailmsete võrkude jadakanalite kaudu, ning protokollid territoriaalvõrkude X.25 ja ISDN jaoks. Samuti on kasutust määratlev spetsiaalne spetsifikatsioon välja töötatud ATM-tehnoloogiad lingikihi transpordina.

Järgmine tase (III tase) on tase Interneti-töö, mis tegeleb datagrammide edastamisega, kasutades erinevaid kohtvõrke, X.25 piirkondlikke võrke, ad hoc liine jne. Pinu kasutab protokolli peamise võrgukihi protokollina (OSI mudeli mõttes) IP, mis oli algselt loodud protokollina pakettide edastamiseks liitvõrkudes, mis koosnevad suurest hulgast kohalikest võrkudest, mis on ühendatud nii kohalike kui ka globaalsete ühendustega. Seetõttu töötab IP-protokoll hästi keeruka topoloogiaga võrkudes, kasutades ratsionaalselt alamsüsteemide olemasolu neis ja kulutades säästlikult läbilaskevõime madala kiirusega sideliinid. IP-protokoll on datagrammi protokoll.

Interneti-töö tase hõlmab ka kõiki marsruutimistabelite koostamise ja muutmisega seotud protokolle, näiteks marsruutimisteabe kogumise protokolle PUHKA RAHUS.(Routing Internet Protocol) ja OSPF(Kõigepealt ava lühim tee), samuti Interneti-juhtsõnumiprotokolli ICMP(Internet Control Message Protocol). Viimane protokoll on loodud veateabe vahetamiseks ruuteri ja lüüsi, lähtesüsteemi ja sihtsüsteemi vahel, st korraldama tagasisidet. Spetsiaalsete ICMP-pakettide abil teatatakse, et paketti ei ole võimalik kohale toimetada, paketi fragmentidest kokkupanemise eluiga või kestus on ületatud, parameetrite anomaalsed väärtused, edastusmarsruudi ja teenuse tüübi muutus, teenuse olek. süsteem jne.

Järgmist taset (II taset) nimetatakse baastasemeks. Sellel tasemel töötab edastuse juhtimisprotokoll TCP(Transmission Control Protocol) ja kasutaja datagrammi protokoll UDP(Kasutaja Datagrammi protokoll). TCP-protokoll tagab stabiilse virtuaalse ühenduse kaugrakendusprotsesside vahel. UDP protokoll tagab edastamise rakenduste paketid datagrammi meetod, st ilma kehtestamiseta virtuaalne ühendus ja nõuab seetõttu vähem üldkulusid kui TCP.

Tipptaset (I taset) nimetatakse rakenduseks. Paljude aastate jooksul erinevate riikide ja organisatsioonide võrkudes kasutusel on TCP/IP-pinn kogunud hulgaliselt protokolle ja rakendustaseme teenuseid: FTP-failide kopeerimisprotokoll, telneti ja ssh-kaugjuhtimisprotokollid, SMTP-postiprotokoll, hüpertekstiteenused juurdepääsu kaugteabele, nagu WWW ja palju muud. Vaatame lühidalt mõnda pinu protokolli, mis on selle kursuse teemadega kõige tihedamalt seotud.

Protokoll SNMP Korraldamiseks kasutatakse (Simple Network Management Protocol). võrgu haldamine. Juhtimisprobleem jaguneb siin kaheks probleemiks. Esimene ülesanne on seotud info edastamisega. Edastusprotokollid kontrolliteave määrake serveri ja administraatori hostis töötava klientprogrammi vahelise suhtluse protseduur. Need määravad klientide ja serverite vahel vahetatavad sõnumivormingud, samuti nimede ja aadresside vormingud. Teine väljakutse on seotud kontrollitud andmetega. Standardid reguleerivad, milliseid andmeid tuleks lüüsides salvestada ja koguda, nende andmete nimesid ja nende nimede süntaksit. SNMP standard määratleb spetsifikatsiooni teabebaas võrguhalduse andmed. See spetsifikatsioon, mida tuntakse haldusteabe baasina (MIB), määratleb andmeelemendid, mida host või lüüs peab salvestama, ja nendega lubatud toimingud.

Failiedastusprotokoll FTP(File Transfer Protocol) tööriistu kaugjuurdepääs faili juurde. Usaldusväärse edastuse tagamiseks kasutab FTP transpordina ühendusele orienteeritud protokolli TCP. Lisaks failiedastusprotokollile pakub FTP muid teenuseid. See annab kasutajale võimaluse interaktiivselt suhelda kaugmasinaga, näiteks saab printida selle kataloogide sisu, FTP võimaldab kasutajal määrata salvestatavate andmete tüübi ja vormingu. Lõpuks autentib FTP kasutajad. Enne failile juurde pääsemist nõuab protokoll, et kasutajad esitaksid oma kasutajanime ja parooli.

TCP/IP-pinus pakub FTP kõige põhjalikumat failiteenuste komplekti, kuid seda on ka kõige keerulisem programmeerida. Rakendused, mis ei vaja kõiki FTP võimalusi, saavad kasutada teist, kuluefektiivsemat protokolli, lihtsat failiedastusprotokolli. TFTP(Triviaalne failiedastusprotokoll). See protokoll rakendab ainult failiedastust ja kasutatav transport on lihtsam kui TCP, ühenduseta protokoll - UDP.

Protokoll telnet pakub baitide voo ülekandmist protsesside vahel, samuti protsessi ja terminali vahel. Kõige sagedamini kasutatakse seda protokolli kaugarvuti terminali emuleerimiseks.