TCP/IP-protokollat ​​työskentelyn perusta maailmanlaajuinen verkosto Internet. Tarkemmin sanottuna TCP/IP on protokollien luettelo tai pino, ja itse asiassa joukko sääntöjä, joiden mukaan tietoja vaihdetaan (pakettikytkentämalli on toteutettu).

Tässä artikkelissa analysoimme TCP/IP-protokollapinon toimintaperiaatteet ja yritämme ymmärtää niiden toiminnan periaatteet.

Huomautus: Usein TCP/IP-lyhenne viittaa koko verkkoon, joka toimii näiden kahden protokollan, TCP:n ja IP:n, perusteella.

Tällaisen verkon mallissa pääprotokollien lisäksi TCP (Transport Layer) ja IP (Network Layer Protocol) sisältää sovellus- ja verkkokerroksen protokollat ​​(katso kuva). Mutta palataanpa suoraan TCP- ja IP-protokolliin.

Mitä ovat TCP/IP-protokollat

TCP - Transfer Control Protocol. Lähetyksen ohjausprotokolla. Se varmistaa ja muodostaa luotettavan yhteyden kahden laitteen välille ja luotettavan tiedonsiirron. Tässä tapauksessa TCP-protokolla ohjaa optimaalinen koko lähetetty datapaketti, suorittaa uusi paketti kun lähetys epäonnistuu.

IP - Internet Protocol. Internet Protocol tai Address Protocol on koko tiedonsiirtoarkkitehtuurin perusta. Toimitukseen käytetään IP-protokollaa verkkopaketti tiedot päällä oikeaan osoitteeseen. Tässä tapauksessa tiedot jaetaan paketteihin, jotka liikkuvat itsenäisesti verkon läpi haluttuun kohteeseen.

TCP/IP-protokollaformaatit

IP-protokollan muoto

IP-protokollan IP-osoitteille on kaksi muotoa.

IPv4-muoto. Tämä on 32-bittinen binääriluku . Kätevä tapa tallentaa IP-osoite (IPv4) on muodossa neljä ryhmää desimaalilukuja

(0 - 255), erotettu pisteillä. Esimerkki: 193.178.0.1.

IPv6-muoto.

Tämä on 128-bittinen binääriluku. IPv6-osoitteet kirjoitetaan yleensä kahdeksan ryhmän muodossa. Jokainen ryhmä sisältää neljä heksadesimaalilukua, jotka on erotettu kaksoispisteellä. Esimerkki IPv6-osoitteesta 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7889.

Kuinka TCP/IP-protokollat ​​toimivat

Jos se on kätevää, harkitse datapakettien lähettämistä verkon kautta kirjeen lähettämisenä postitse.

Jokaisella verkon tietokoneella on oma yksilöllinen osoite. Globaalissa Internetissä tietokoneella on tämä osoite, jota kutsutaan IP-osoitteeksi (Internet Protocol Address).

Vastaavasti postin kanssa IP-osoite tämä on talon numero. Mutta talon numero ei riitä kirjeen vastaanottamiseen.

Verkon kautta siirrettyä tietoa ei välitä itse tietokone, vaan siihen asennetut sovellukset. Tällaisia ​​sovelluksia ovat sähköpostipalvelin, verkkopalvelin, FTP jne. Paketin tunnistamiseen lähetettyä tietoa, jokainen sovellus on liitetty tiettyyn porttiin. Esimerkiksi: verkkopalvelin kuuntelee porttia 80, FTP kuuntelee porttia 21, posti SMTP-palvelin kuuntelee porttia 25, POP3-palvelin lukee postia postilaatikoita portissa 110.

Siten TCP/IP-protokollan osoitepaketissa vastaanottajissa näkyy toinen rivi: portti. Analoginen postin kanssa - portti on lähettäjän ja vastaanottajan asunnon numero.

Esimerkki:

Lähteen osoite:

IP: 82.146.47.66

Kohdeosoite:

IP: 195.34.31.236

Kannattaa muistaa: IP-osoite + portin numero kutsutaan "socketiksi". Yllä olevassa esimerkissä: pistokkeesta 82.146.47.66:2049 paketti lähetetään kantaan 195.34.31.236:53.

TCP-protokolla

TCP-protokolla on IP-protokollan jälkeen seuraava kerrosprotokolla. Tämä protokolla on tarkoitettu ohjaamaan tiedon siirtoa ja sen eheyttä.

Esimerkiksi lähetettävät tiedot jaetaan erillisiksi paketeiksi. Paketit toimitetaan vastaanottajalle itsenäisesti. Lähetysprosessin aikana yhtä paketeista ei lähetetty. TCP-protokolla tarjoaa uudelleenlähetyksiä, kunnes vastaanottaja vastaanottaa paketin.

TCP-siirtoprotokolla piilottaa kaikki tiedonsiirron ongelmat ja yksityiskohdat korkeamman tason protokollilta (fyysinen, kanava, verkko-IP).

Luento 3. TCP/IP-pino. Perusprotokollat TCP/IP

TCP/IP-protokolla on siirtoverkon perusprotokolla. Termi "TCP/IP" viittaa yleensä kaikkeen, joka liittyy TCP- ja IP-protokolliin. Se kattaa koko perheen protokollia, sovellusohjelmia ja jopa itse verkon. Perheeseen kuuluu UDP-protokollat, ARP, ICMP, TELNET, FTP ja monet muut.

TCP/IP-protokollaarkkitehtuuri on suunniteltu integroituun verkkoon, joka koostuu erillisistä heterogeenisistä pakettialiverkoista, jotka on kytketty toisiinsa yhdyskäytävillä, joihin on kytketty heterogeeniset koneet. Jokainen aliverkko toimii omanlaisensa mukaan erityisiä vaatimuksia ja sillä on oma luonteensa viestintävälineenä. Kuitenkin oletetaan, että jokainen aliverkko voi vastaanottaa tietopaketin (tiedot vastaavalla verkon otsikko) ja toimita se osoitteeseen määritetty osoite kyseisessä aliverkossa. Aliverkon ei tarvitse taata pakollista pakettien toimitusta, ja sillä on luotettava päästä päähän -protokolla. Tällä tavalla kaksi samaan aliverkkoon kytkettyä konetta voivat vaihtaa paketteja.

TCP/IP-protokollapinossa on neljä kerrosta (kuva 3.1).

Kuva 3.1 – TCP/IP-pino

Layer IV vastaa verkkopääsykerrosta, joka toimii perustuen vakioprotokollat fyysinen ja linkkikerros, kuten Ethernet, Token Ring, SLIP, PPP ja muut. Tämän tason pöytäkirjat ovat vastuussa pakettilähetys verkkotiedot laitteistotasolla.

Layer III tarjoaa verkkotoiminnan siirrettäessä datapaketteja yhdestä aliverkosta toiseen. Tässä tapauksessa IP-protokolla toimii.

Taso II on päätaso ja toimii ohjausprotokollan perusteella TCP-lähetys. Tämä protokolla on välttämätön viestien luotettavaan siirtoon isännöivien välillä erilaisia ​​autoja sovellusohjelmia koska niiden välille muodostuu virtuaalisia yhteyksiä.

Taso I – sovellettu. TCP/IP-pino on ollut olemassa jo pitkään ja se sisältää suuri määrä protokollat ​​ja palvelut sovellustaso(lähetysprotokolla FTP-tiedostoja, Telnet-protokolla, Gopher-protokolla GopherSpace-maailmaavaruuden resurssien käyttöön, tunnetuin HTTP-protokolla etähypertekstitietokantoihin pääsyä varten World Wide Webissä jne.).

Kaikki pinoprotokollat ​​voidaan jakaa kahteen ryhmään: tiedonsiirtoprotokollat, jotka siirtävät hyödyllistä tietoa kahden osapuolen välillä; tarvittavat palveluprotokollat oikea toiminta verkkoja.

Palveluprotokollat ​​käyttävät välttämättä jonkinlaista tiedonsiirtoprotokollaa. Esimerkiksi virallinen ICMP-protokolla käyttää IP-protokollaa. Internet on kaikkien yhdistettyjen asioiden kokonaisuus tietokoneverkot, käyttämällä TCP/IP-pinon protokollia.

Kuljetuskerroksen toiminnot. Protokollat ​​TCP, UDP.

Mallin neljäs taso on suunniteltu toimittamaan tiedot ilman virheitä, häviöitä ja päällekkäisyyksiä siinä järjestyksessä, jossa ne on lähetetty. Sillä ei ole väliä, mitä tietoja lähetetään, mistä ja missä, eli se tarjoaa itse siirtomekanismin. Kuljetuskerros tarjoaa seuraavat tyypit palvelut:

– liikenneyhteyden muodostaminen;

– tiedonsiirto;

– liikenneyhteyden katkeaminen.

Suoritetut toiminnot kuljetuskerros:

– siirtoosoitteen muuntaminen verkko-osoitteeksi;

– kuljetusyhteyksien multipleksointi verkkoyhteyksiksi;

– liikenneyhteyksien luominen ja katkaiseminen;

– tietolohkojen tilaaminen yksittäisiä yhteyksiä;

– virheiden havaitseminen ja tarvittava palvelujen laadun valvonta;

– virheistä toipuminen;

– segmentointi, yhdistäminen ja ketjuttaminen;

– yksittäisten yhteyksien tietovirran ohjaus;

– valvontatehtävät;

– kiireellisten kuljetustietolohkojen lähettäminen.

Transmission Control Protocol (TCP) tarjoaa luotettavan, yhteyssuuntautuneen pakettitoimituspalvelun.

TCP-protokolla:

– takaa IP-datagrammien toimituksen;

– suorittaa ohjelmien lähettämien suurten tietolohkojen segmentoinnin ja kokoonpanon;

– varmistaa datasegmenttien toimituksen vaaditussa järjestyksessä;

– tarkistaa lähetettyjen tietojen eheyden käyttämällä tarkistussumma;

– lähettää positiivisia kuittauksia, jos tiedot vastaanotetaan onnistuneesti. Selektiivisten kuittausten avulla voit myös lähettää negatiivisia kuittauksia tiedoista, joita ei ole vastaanotettu.

– Tarjoaa ensisijaisen kuljetuksen ohjelmille, jotka vaativat luotettavaa istuntopohjaista tiedonsiirtoa, kuten asiakas-palvelin-tietokannat ja sähköpostiohjelmat.

TCP perustuu kahden verkkosolmun väliseen point-to-point-viestintään. TCP vastaanottaa tietoja ohjelmista ja käsittelee sen tavuvirtana. Tavut on ryhmitelty segmenteiksi, joille TCP antaa tarvittavat järjestysnumerot oikea kokoonpano segmentit vastaanottavassa solmussa.

Jotta kaksi TCP-solmua voisi kommunikoida, niiden on ensin muodostettava istunto keskenään. TCP-istunto alustetaan käyttämällä prosessia, jota kutsutaan kolmisuuntaiseksi kättelyksi, jossa järjestysnumerot synkronoidaan ja ohjaustiedot, on tarpeen perustaa virtuaalinen yhteys solmujen välillä. Kun tämä kättelyprosessi on valmis, pakettien välitys ja kuittaus alkaa peräkkäisessä järjestyksessä näiden solmujen välillä. TCP käyttää samanlaista prosessia ennen yhteyden katkaisemista varmistaakseen, että molemmat solmut ovat lopettaneet tiedon lähettämisen ja vastaanottamisen (kuva 3.2).

Kuva 3.2 – Otsikkomuoto TCP-segmentti

Lähdeportti- ja kohdeporttikentät vievät 2 tavua ja tunnistavat lähetysprosessin ja vastaanottajaprosessin. Järjestysnumero- ja kuittausnumerokentät (4 tavua pitkät) numeroivat jokaisen lähetetyn tai vastaanotetun datatavun. Toteutettu etumerkittämättöminä kokonaislukuina, jotka nollataan, kun ne saavuttavat enimmäisarvo. Kumpikin osapuoli johtaa omaansa sarjanumerointi. Otsikon pituuskenttä on 4 bittiä pitkä ja edustaa TCP-segmentin otsikon pituutta mitattuna 32-bittisillä sanoilla. Otsikon pituus ei ole kiinteä ja voi vaihdella parametrikenttään asetettujen arvojen mukaan. Varakenttä vie 6 bittiä. Lippukenttä on 6 bittiä pitkä ja sisältää kuusi 1-bittistä lippua:

– URG (Urgent Pointer) -lippu on asetettu arvoon 1, jos käytetään osoitinta kiireelliseen tietokenttään;

– ACK-lippu(Kuittaus) on asetettu arvoon 1, jos kuittausnumerokenttä sisältää tietoja. Muussa tapauksessa tämä kenttä ohitetaan.

– PSH (Push) -lippu tarkoittaa, että vastaanottava TCP-pino tulee välittömästi ilmoittaa sovellukselle saapuvista tiedoista, eikä odottaa, kunnes puskuri on täynnä;

– RST (Reset) -lippua käytetään yhteyden katkaisemiseen: sovellusvirheen vuoksi, väärän segmentin hylkääminen, yhteyden luominen ilman pyydettyä palvelua;

– SYN (Synchronize) -lippu asetetaan, kun yhteys ja synkronointi aloitetaan sarjanumero;

– FIN (Finished) -lippua käytetään yhteyden katkaisemiseen. Se osoittaa, että lähettäjä on lopettanut tiedonsiirron.

Ikkunan koko -kenttä (2 tavua pitkä) sisältää tavujen määrän, jotka voidaan lähettää jo kuitatun tavun jälkeen. Tarkistussummakenttää (pituus 2 tavua) käytetään luotettavuuden lisäämiseen. Se sisältää otsikon, datan ja pseudootsakkeen tarkistussumman. Laskutoimituksissa tarkistussummakenttä asetetaan yhtä suuri kuin nolla, ja tietokenttä täytetään nollatavulla, jos sen pituus on pariton luku. Tarkistussumma-algoritmi yksinkertaisesti lisää kaikki 16-bittiset sanat kahden komplementin mukaan ja laskee sitten koko summan komplementin.

UDP-protokolla datagrammiprotokollana toteuttaa palvelun aina kun se on mahdollista, eli se ei takaa sanomiensa toimittamista, eikä siten kompensoi millään tavalla IP-tietosähköprotokollan epäluotettavuutta. UDP-protokollan datayksikköä kutsutaan UDP-paketiksi tai käyttäjän datagrammiksi. Jokainen datagrammi kuljettaa erillisen käyttäjäviestin. Tästä seuraa rajoitus: UDP-datagrammin pituus ei voi ylittää IP-protokollan datakentän pituutta, jota puolestaan ​​rajoittaa taustalla olevan teknologiakehyksen koko. Siksi, jos UDP-puskuri täyttyy, sovellustiedot hylätään. UDP-paketin otsikko, joka koostuu neljästä 2-tavuisesta kentästä, sisältää kentät lähdeportti, kohdeportti, UDP-pituus ja tarkistussumma (kuva 3.3).

Lähdeportti- ja kohdeporttikentät tunnistavat lähetys- ja vastaanottoprosessit. UDP-pituuskenttä sisältää UDP-paketin pituuden tavuina. Tarkistussummakenttä sisältää UDP-paketin tarkistussumman, joka on laskettu koko UDP-paketille, johon on lisätty pseudootsikko.

Kuva 3.3 – UDP-paketin otsikon muoto

Peruskirjallisuus: 2

Lisätietoa: 7

Turvakysymykset:

1. Mikä OSI:n protokolla on TCP/IP?

2. Mikä on TCP/IP-protokollaarkkitehtuurin tarkoitus?

3. Mitä kerroksia TCP/IP-pinossa on?

4. Mitä toimintoja TCP Transmission Control Protocol suorittaa?

5. Mitä eroja TCP- ja UDP-protokollien välillä on?

Lyhyesti sanottuna tämä on joukko sääntöjä, jotka säätelevät tietokoneiden "viestintää" keskenään verkon kautta. Niitä on noin tusina, ja jokainen niistä määrittelee siirtosäännöt erillinen tyyppi tiedot. Mutta käytön helpottamiseksi ne kaikki yhdistetään niin sanotuksi "pinoksi", joka kutsutaan tärkeimmän protokollan mukaan - TCP/IP-protokollaksi (Transmission Control Protocol ja Internet Protocol). Sana "pino" tarkoittaa, että kaikki nämä protokollat ​​ovat kuin "protokollapino", jossa ylemmän tason protokolla ei voi toimia ilman alemman tason protokollaa.

TCP/IP-pino sisältää 4 kerrosta:

1. Sovellus - HTTP, RTP, FTP, DNS-protokollat. Ylin taso; vastuussa työstä sovellussovelluksia, Esimerkiksi postipalvelut, tietojen näyttäminen selaimessa jne.

2. Kuljetus - TCP, UDP, SCTP, DCCP, RIP-protokollat. Tämä taso protokollat ​​varmistavat tietokoneiden oikean vuorovaikutuksen toistensa kanssa ja toimivat datan välittäjänä eri verkon osallistujien välillä.

3. Verkko - IP-protokolla. Tämä kerros tunnistaa verkossa olevat tietokoneet antamalla jokaiselle yksilöllisen digitaalisen osoitteen.

4. Kanava - Ethernet-protokollat,IEEE 802.11 ,Langaton Ethernet. Useimmat matala taso; se on vuorovaikutuksessa fyysisten laitteiden kanssa, kuvaa tiedonsiirtovälinettä ja sen ominaisuuksia.

Siksi tietokoneesi käyttää HTTP - TCP - IP - Ethernet -protokollapinoa tämän artikkelin näyttämiseen.

Miten tietoa välitetään Internetin kautta

Jokaista verkossa olevaa tietokonetta kutsutaan isännäksi, ja se vastaanottaa samannimisen protokollan avulla yksilöllisen IP-osoitteen. Tämä osoite on tallennettu seuraavaa lomaketta: neljä numeroa väliltä 0–255 pisteellä erotettuna, esimerkiksi 195.19.20.203. Jotta kommunikointi onnistuu verkon kautta, IP-osoitteen tulee sisältää myös portin numero. Koska tietoa ei vaihdeta itse tietokoneiden, vaan ohjelmien kautta, jokaisen ohjelman tyyppi on myös oltava oma osoite, joka näkyy portin numerossa. Esimerkiksi portti 21 vastaa FTP:stä, portti 80 vastaa HTTP-työtä. Tietokoneen porttien kokonaismäärä on rajoitettu ja on 65536, numeroitu 0 - 65535. Porttinumerot 0 - 1023 on varattu palvelinsovelluksia, ja porttien 1024-65535 kapealla on asiakasportit, joita ohjelmia voi käyttää vapaasti mielensä mukaan. "Asiakasportit" määritetään dynaamisesti.

Yhdistelmä IP-osoitteet ja porttinumerot nimeltään " pistorasia". Siinä osoite- ja porttiarvot erotetaan kaksoispisteellä, esimerkiksi 195.19.20.203:110

Jotta etätietokone vastaanotettu sähköposti IP 195.19.20.203, sinun tarvitsee vain toimittaa tiedot sen porttiin 110. Ja koska tämä portti "kuuntelee" yötä päivää POP3-protokollaa, joka vastaa vastaanottamisesta sähköpostit, mikä tarkoittaa, että mitä seuraavaksi tapahtuu, on "teknologiakysymys".

Mukavuuden vuoksi kaikki verkossa olevat tiedot on jaettu paketeiksi. Paketti on 1-1,5 MB:n tiedosto, joka sisältää lähettäjän ja vastaanottajan osoitetiedot, välitetyt tiedot sekä palvelutiedot. Tiedostojen jakaminen paketteihin voi vähentää merkittävästi verkon kuormitusta, koska kunkin polku lähettäjältä vastaanottajalle ei välttämättä ole identtinen. Jos liikenneruuhka esiintyy yhdessä paikassa verkossa, paketit voivat ohittaa sen käyttämällä muita viestintäreittejä. Tämä tekniikka mahdollistaa Internetin mahdollisimman tehokkaan käytön: jos jokin kuljetusosa romahtaa, tiedon välitystä voidaan jatkaa, mutta muita polkuja pitkin. Kun paketit saavuttavat kohdetietokoneen, se alkaa koota niitä takaisin yhdeksi tiedostoksi niiden sisältämien palvelutietojen avulla. Koko prosessia voidaan verrata jonkinlaiseen suureen palapeliin, joka koosta riippuen siirretty tiedosto, voi saavuttaa todella valtavia kokoja.

Kuten aiemmin mainittiin, IP-protokolla antaa jokaiselle verkon osallistujalle, mukaan lukien verkkosivustot, yksilöllisen numeerisen osoitteen. Kukaan ei kuitenkaan voi muistaa miljoonia IP-osoitteita! Siksi verkkotunnuspalvelu DNS (Domain) luotiin Nimijärjestelmä), joka on omistettu numeeristen IP-osoitteiden kääntämiseen aakkosnumeerisiksi nimiksi, jotka on paljon helpompi muistaa. Esimerkiksi sen sijaan, että soittaisit pelättyyn numeroon 5.9.205.233 joka kerta, voit soittaa osoitepalkki selain www.sivusto.

Mitä tapahtuu, kun kirjoitamme selaimeen etsimämme sivuston osoitteen? Tietokoneeltamme lähetetään pyyntö paketti DNS-palvelimelle portissa 53. Tämä portti on varattu DNS-palvelu, joka, käsiteltyään pyyntömme, palauttaa IP-osoitteen, joka vastaa sivuston aakkosnumeerista nimeä. Tämän jälkeen tietokoneemme muodostaa yhteyden tietokoneen 5.9.205.233 liitäntään 5.9.205.233:80, joka isännöi sivustojen näyttämisestä selaimessa vastaavaa HTTP-protokollaa ja lähettää paketin, jossa pyydetään vastaanottamaan www.site-sivu. Meidän on muodostettava yhteys porttiin 80, koska se vastaa verkkopalvelinta. Jos todella haluat, voit määrittää portin 80 suoraan selaimesi osoiteriville - http://www.site:80. Verkkopalvelin käsittelee meiltä saadun pyynnön ja lähettää useita sisältäviä paketteja HTML tekstiä, jonka selaimemme näyttää. Tämän seurauksena näemme pääsivun näytöllä

Vuorovaikutus tietokoneiden välillä Internetissä tapahtuu kautta verkkoprotokollat, jotka ovat sovittuja erityissääntöjä, joiden mukaan erilaisia ​​laitteita tiedonsiirrot vaihtavat tietoja. On protokollia virheenhallintaformaateille ja muun tyyppisille protokollille. Globaalisti verkkotyöskentely useimmin käytetty TCP-IP-protokolla.

Millaista tekniikkaa tämä on? Nimi TCP-IP tulee kahdesta verkkoprotokollasta: TCP ja IP. Verkkojen rakentaminen ei tietenkään rajoitu näihin kahteen protokollaan, vaan tiedonsiirron organisoinnin kannalta ne ovat perustavanlaatuisia. Itse asiassa TCP-IP on joukko protokollia, jotka mahdollistavat yksittäisten verkkojen muodostamisen

TCP-IP-protokolla, jota ei voi kuvata vain IP:n ja TCP:n määritelmillä, sisältää myös protokollat ​​UDP, SMTP, ICMP, FTP, telnet ja paljon muuta. Nämä ja muut TCP-IP-protokollat ​​tarjoavat Internetin täydellisimmän toiminnan.

Alla annamme yksityiskohtaisen kuvauksen jokaisesta protokollaan sisältyvästä protokollasta yleinen käsite TCP-IP.

. Internet-protokolla(IP) vastaa tiedon suorasta välittämisestä verkossa. Tiedot jaetaan osiin (toisin sanoen paketteihin) ja lähetetään vastaanottajalle lähettäjältä. Tarkkaa osoitetta varten sinun on määritettävä vastaanottajan tarkka osoite tai koordinaatit. Tällaiset osoitteet koostuvat neljästä tavusta, jotka on erotettu toisistaan ​​pisteillä. Jokaisen tietokoneen osoite on yksilöllinen.

Pelkkä IP-protokollan käyttö ei kuitenkaan välttämättä riitä oikeaan tiedonsiirtoon, koska suurimman osan välitettävistä tiedoista on yli 1500 merkkiä, mikä ei enää mahdu yhteen pakettiin ja osa paketeista saattaa kadota lähetyksen aikana tai lähteä väärä järjestys.

. Lähetyksen ohjausprotokolla(TCP) käytetään useampaan korkea taso kuin edellinen. Perustuen IP-protokollan kykyyn siirtää tietoa isännästä toiseen, TCP-protokolla mahdollistaa suurten tietomäärien lähettämisen. TCP vastaa myös lähetetyn tiedon jakamisesta erillisiin osiin - paketeihin - ja kunnollinen palautuminen dataa lähetyksen jälkeen vastaanotetuista paketeista. Samaan aikaan tämä protokolla lähettää automaattisesti uudelleen virheitä sisältävät paketit.

Tiedonsiirron organisoinnin hallinta suuria määriä voidaan suorittaa käyttämällä useita protokollia, joilla on erityisiä toiminnallinen tarkoitus. Erityisesti on olemassa seuraavan tyyppisiä TCP-protokollia.

1. FTP(Tiedosto Siirtoprotokolla) järjestää tiedostojen siirron ja sitä käytetään tiedon siirtämiseen kahden Internet-solmun välillä TCP-yhteyksiä käyttäen binääri- tai yksinkertaisena tekstitiedosto, nimettynä alueena tietokoneen muistissa. Tässä tapauksessa ei ole väliä missä nämä solmut sijaitsevat ja miten ne on kytketty toisiinsa.

2. User Datagram Protocol, tai User Datagram Protocol, on yhteydestä riippumaton ja lähettää dataa UDP-datagrammeiksi kutsuttuina paketteina. Tämä protokolla ei kuitenkaan ole yhtä luotettava kuin TCP, koska lähettäjä ei tiedä, onko paketti todella vastaanotettu.

3. ICMP(Internet Control Message Protocol) on olemassa tiedonsiirron aikana esiintyvien virhesanomien lähettämiseen Internet-verkot. ICMP-protokolla raportoi kuitenkin vain virheistä, mutta ei poista virheisiin johtaneita syitä.

4. Telnet- jota käytetään tekstirajapinnan toteuttamiseen verkossa käyttämällä TCP-siirtoa.

5. SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) on erityinen sähköpostilla, joka määrittää viestien muodon, jotka lähetetään yhdestä tietokoneesta, jota kutsutaan SMTP-asiakkaaksi, toiseen tietokoneeseen, jossa on SMTP-palvelin. Samaan aikaan tämä lähetys voi viivästyä jonkin aikaa, kunnes sekä asiakas että palvelin aktivoituvat.

Tiedonsiirtomalli TCP-IP-protokollan kautta

1. TCP-protokolla jakaa koko datamäärän paketeiksi ja numeroi ne pakaten ne TCP-kuoriin, jolloin voit palauttaa tiedon osien vastaanottojärjestyksen. Kun data sijoitetaan tällaiseen kirjekuoreen, lasketaan tarkistussumma, joka kirjoitetaan sitten TCP-otsikkoon.

3. TCP tarkistaa sitten, onko kaikki paketit vastaanotettu. Jos vastikään laskettu ei vastaanoton aikana ole sama kuin kirjekuoressa ilmoitettu, tämä osoittaa, että osa tiedoista on kadonnut tai vääristynyt lähetyksen aikana, TCP-IP-protokolla pyytää uudelleen tämän paketin edelleenlähetystä. Tietojen vastaanottamisesta vaaditaan myös vahvistus vastaanottajalta.

4. Vahvistettuaan kaikkien pakettien vastaanottamisen TCP-protokolla järjestää ne vastaavasti ja kokoaa ne yhdeksi kokonaisuudeksi.

TCP-protokolla toistuvia tiedonsiirtoja ja odotusaikoja (tai aikakatkaisuja) käytetään tiedon luotettavan toimituksen varmistamiseksi. Paketteja voidaan lähettää kahteen suuntaan samanaikaisesti.

Siten TCP-IP-protokolla eliminoi käytön tarpeen uudelleenlähetykset ja sovellusprosessien (kuten Telnet ja FTP) odotukset.

PinoTCP/ IP.

TCP/IP-pino on joukko hierarkkisesti järjestettyjä verkkoprotokollia. Pino on nimetty kahden tärkeän protokollan mukaan – TCP (Transmission Control Protocol) ja IP (Internet Protocol). Niiden lisäksi pinossa on useita kymmeniä erilaisia ​​protokollia. Tällä hetkellä TCP/IP-protokollat ​​ovat tärkeimmät Internetissä, samoin kuin useimmissa yritys- ja paikallisverkoissa.

Microsoft Windows Server 2003 -käyttöjärjestelmässä TCP/IP-pino on valittu pääasialliseksi, vaikka myös muita protokollia tuetaan (esimerkiksi IPX/SPX-pino, NetBIOS-protokolla).

TCP/IP-protokollapinolla on kaksi tärkeää ominaisuutta:

alustariippumattomuus, eli se voidaan toteuttaa useilla eri laitteilla käyttöjärjestelmät ja prosessorit;

avoimuus, eli standardit, joiden mukaan TCP/IP-pino rakennetaan, ovat kaikkien saatavilla.

Luomisen historiaTCP/ IP.

Vuonna 1967 Yhdysvaltain puolustusministeriön Advanced Research Projects Agency (ARPA - Advanced Research Projects Agency) aloitti sellaisen tietokoneverkon kehittämisen, jonka piti yhdistää joukko yliopistoja ja tutkimuskeskuksia, jotka toteuttivat viraston tilauksia. Projektin nimi oli ARPANET. Vuoteen 1972 mennessä verkko yhdisti 30 solmua.

Osana ARPANET-projektia kehitettiin ja julkaistiin TCP/IP-pinon pääprotokollat ​​- IP, TCP ja UDP - vuosina 1980–1981. TCP/IP:n leviämisen kannalta tärkeä tekijä oli tämän pinon käyttöönotto UNIX 4.2 BSD -käyttöjärjestelmässä (1983).

1980-luvun loppuun mennessä suuresti laajentunut ARPANET tunnettiin nimellä Internet (Interconnected networks). yhdistetyt verkot) sekä yhdysvaltalaiset yliopistot ja tutkimuskeskukset Yhdysvalloissa, Kanadassa ja Euroopassa.

Vuonna 1992 ilmestyi uusi palvelu Internet – WWW (World Wide Web – World Wide Web), perustuu HTTP-protokollaan. Pääosin WWW:n ansiosta Internet ja sen mukana TCP/IP-protokollat ​​kehittyivät nopeasti 90-luvulla.

2000-luvun alussa TCP/IP-pino on saamassa johtavan aseman paitsi globaalien, myös paikallisten verkkojen viestintävälineissä.

MalliOSI.

Vuorovaikutusmalli avoimet järjestelmät(OSI - Open Systems Interconnection) on Kansainvälinen standardointijärjestö (ISO - International Organization for Standardization) kehittämä yhtenäistä lähestymistapaa varten verkkojen rakentamiseen ja yhdistämiseen. OSI-mallin kehitys alkoi vuonna 1977 ja päättyi vuonna 1984 standardin hyväksymiseen. Siitä lähtien malli on ollut referenssi eri protokollapinojen kehittämisessä, kuvauksessa ja vertailussa.

Katsotaanpa lyhyesti kunkin tason toimintoja.

OSI-malli sisältää seitsemän kerrosta: fyysinen, datalinkki, verkko, kuljetus, istunto, esitys ja sovellus.

Fyysinen kerros kuvaa periaatteet signaalin siirto, siirtonopeus, viestintäkanavan tekniset tiedot. Taso on toteutettu laitteistossa ( verkkosovitin, keskitinportti, verkkokaapeli).

Tietolinkkikerros ratkaisee kaksi päätehtävää: se tarkistaa siirtovälineen saatavuuden (siirtomedia on useimmiten jaettu useiden verkkosolmujen kesken) sekä havaitsee ja korjaa siirtoprosessin aikana ilmenevät virheet.

Tason toteutus on laitteisto ja ohjelmisto (esim. verkkosovitin ja sen ajuri). Verkkokerros tarjoaa verkkojen yhteenliittäminen , työskentelee kanavan eri protokollien parissa ja fyysiset tasot ,komposiittiverkkoon. Lisäksi jokainen verkostoon kuuluva verkko yksi verkko , soitti aliverkko (aliverkko). Verkkotasolla on ratkaistava kaksi pääongelmaa: reititys(reititys, valinta optimaalinen reitti viestin lähetys) ja osoitteleminen(osoite, jokaisella yhdistelmäverkon solmulla on oltava yksilöllinen nimi). Tyypillisesti verkkokerroksen toiminnot toteutetaan erityisellä laitteella -

reititin

(reititin) ja sen ohjelmisto. Kuljetuskerros ratkaisee viestien luotettavan lähetyksen ongelman yhdistelmäverkossa vahvistamalla pakettien toimituksen ja lähettämisen uudelleen. Tämä taso ja kaikki seuraavat on toteutettu ohjelmistossa. Istuntokerroksen avulla voit muistaa tietoja

nykyinen tila

viestintäistunto ja, jos yhteys katkeaa, jatka istuntoa tästä tilasta.

Esityskerros varmistaa lähetetyn tiedon muuntamisen yhdestä koodauksesta toiseen (esimerkiksi ASCII:stä EBCDIC:ksi).TCP/ IP. Sovelluskerros toteuttaa rajapinnan mallin muiden kerrosten ja käyttäjäsovellusten välillä.

Rakenne TCP/IP-rakenne ei perustu OSI-malliin, vaan sen omaan malliin, nimeltään DARPA (Defense ARPA - Advanced Research Projects Agencyn uusi nimi) tai DoD (Department of Defense - US Department of Defense). Tässä mallissa on vain neljä tasoa. OSI-mallin vastaavuus DARPA-malliin sekä TCP/IP-pinon pääprotokollat ​​on esitetty kuvassa. 2.2. On huomattava, että alempi taso- tarkasti ottaen ei suorita kanavan ja fyysisten kerrosten toimintoja, vaan tarjoaa vain viestintää (rajapinnan) ylemmät tasot DARPA komposiittiverkkotekniikoilla (esim. Ethernet, FDDI, ATM).

Kaikki TCP/IP-pinoon sisältyvät protokollat ​​on standardoitu RFC-asiakirjoissa.

AsiakirjatRFC.

Hyväksytyt viralliset Internet- ja TCP/IP-standardit julkaistaan ​​RFC-asiakirjoina (Request for Comments). Standardeja kehittää koko ISOC-yhteisö (Internet Society, kansainvälinen julkinen organisaatio). Jokainen ISOC:n jäsen voi toimittaa asiakirjan harkittavaksi julkaistavaksi RFC:ssä. Tämän jälkeen tekniset asiantuntijat, kehitystiimit ja RFC-editori tarkistavat asiakirjan ja käyvät läpi seuraavat vaiheet, joita kutsutaan kypsyystasoiksi, RFC 2026:n mukaisesti:

luonnos(Internet Draft) – tässä vaiheessa asiantuntijat tutustuvat asiakirjaan, tehdään lisäyksiä ja muutoksia;

ehdotettu standardi(Ehdotettu standardi) - asiakirjalle on annettu RFC-numero, asiantuntijat ovat vahvistaneet ehdotettujen ratkaisujen kannattavuuden, asiakirjaa pidetään lupaavana, on toivottavaa, että se testataan käytännössä;

standardiluonnos(Standardiluonnos) - asiakirjasta tulee standardiluonnos, jos vähintään kaksi riippumatonta kehittäjää on toteuttanut ja onnistuneesti soveltanut ehdotetut spesifikaatiot.

Tässä vaiheessa pienet korjaukset ja parannukset ovat edelleen sallittuja; Internet-standardi

(Internet-standardi) - standardin korkein hyväksymisaste, asiakirjamääritykset ovat yleistyneet ja osoittautuneet käytännössä. Luettelo Internet-standardeista on esitetty RFC 3700:ssa. Tuhansista RFC:istä vain muutama kymmenkunta on asiakirjoja, joiden tila on "Internet-standardi".

Standardien lisäksi RFC:t voivat olla myös kuvauksia uusista verkostoitumiskonsepteista ja -ideoista, ohjeista, tiedoksi esitettyjen kokeellisten tutkimusten tuloksista jne. Tällaisille RFC:ille voidaan määrittää jokin seuraavista tiloista: kokeellinen (Kokeellinen) – asiakirja, joka sisältää tietoja tieteellinen tutkimus

ja kehitys, joka saattaa kiinnostaa ISOC:n jäseniä; tiedottava

(Informatiivinen) - asiakirja, joka on julkaistu tietojen tarjoamiseksi ja joka ei vaadi ISOC-yhteisön hyväksyntää; paras moderni kokemus

Tila ilmoitetaan RFC-dokumentin otsikossa sanan jälkeen Luokka (luokka). Standarditilassa oleville asiakirjoille (ehdotettu standardi, luonnosstandardi, Internet-standardi) ilmoitetaan nimi Standardit Seurata, koska valmiusaste voi vaihdella.

RFC-numerot määritetään peräkkäin, eikä niitä koskaan anneta uudelleen. Alkuperäistä RFC:tä ei koskaan päivitetä. Päivitetty versio julkaistaan ​​uudella numerolla. Vanhentunut ja korvattu RFC tulee historiallinen(Historiallinen).

Kaikki nykyiset RFC-asiakirjat ovat nähtävissä esimerkiksi verkkosivuilla www.rfc-editor.org . Elokuussa 2007 niitä oli yli 5 000. Tällä kurssilla viitatut RFC:t on lueteltu liitteessä I.

Yleiskatsaus tärkeimmistä protokollista.

pöytäkirja IP (Internet pöytäkirja) – Tämä on pääverkkokerroksen protokolla, joka vastaa osoituksista komposiittiverkoissa ja pakettien siirrosta verkkojen välillä. IP-protokolla on datagrammi protokollaa, eli se ei takaa pakettien toimittamista kohdesolmuun. Kuljetuskerroksen TCP-protokolla antaa takuut.

Protokollat R.I.P. (Reititys Tiedot pöytäkirja – reititystietoprotokolla ) JaOSPF (Avata Lyhyin Polku Ensimmäinen – « Lyhyimmät reitit avautuvat ensin" ) – reititysprotokollat ​​IP-verkoissa.

pöytäkirja ICMP (Internet Ohjaus Viesti pöytäkirja – Control Message Protocol in Composite Networks) on suunniteltu vaihtamaan virhetietoja verkkoreitittimien ja paketin lähdesolmun välillä. Erikoispaketteja käyttämällä se raportoi paketin toimittamisen mahdottomuudesta, paketin fragmenteista kokoamisen kestosta, poikkeavista parametriarvoista, muutoksista välitysreitissä ja palvelun tyypissä, järjestelmän tilasta jne.

pöytäkirja ARP (Osoite Resoluutio pöytäkirja – Address Translation Protocol) muuntaa IP-osoitteet paikallisten verkkojen laitteisto-osoitteiksi. Käänteinen muunnos suoritetaan käyttämällä protokollaa RAPR (Käänteinen ARP).

TCP (Tarttuminen Ohjaus pöytäkirja – lähetyksen ohjausprotokolla) varmistaa luotettavan viestien siirron etäverkkosolmujen välillä muodostamalla loogisia yhteyksiä. TCP:n avulla voit toimittaa yhdellä tietokoneella luodun tavuvirran ilman virheitä mihinkään muuhun yhdistelmäverkkoon kuuluvaan tietokoneeseen. TCP jakaa tavuvirran osiin - segmenttejä ja välittää ne eteenpäin verkon tasolla. Kun nämä segmentit on toimitettu määränpäähänsä, TCP kokoaa ne uudelleen jatkuvaksi tavuvirraksi.

UDP (Käyttäjä Datagrammi pöytäkirja – User Datagram Protocol) mahdollistaa tiedonsiirron datagrammimuotoisesti.

HTTP (Hyperteksti Siirtää pöytäkirja – hypertekstin siirtoprotokolla) – verkkodokumenttien toimitusprotokolla, WWW-palvelun pääprotokolla.

FTP (Tiedosto Siirtää pöytäkirja – tiedostonsiirtoprotokolla) – protokolla tiedostoihin tallennettujen tietojen siirtämiseksi.

POP 3 (Lähettää Toimisto pöytäkirja versio 3 – postitoimiston protokolla) ja SMTP (Yksinkertainen Mail Siirtää pöytäkirja – Simple Mail Forwarding Protocol) – protokollat ​​saapuvan sähköpostin (POP3) ja lähtevän sähköpostin (SMTP) lähettämiseen.

Telnet – pääteemulointiprotokolla 1, jonka avulla käyttäjä voi muodostaa yhteyden muihin etäasemia ja työskentele heidän kanssaan laitteeltasi ikään kuin se olisi heidän etäpääteensä.

SNMP (Yksinkertainen Verkko Hallinto pöytäkirja – yksinkertainen verkonhallintaprotokolla) on suunniteltu diagnosoimaan eri verkkolaitteiden suorituskyky.