Modifikacija osnovnih protokola tcp ip steka

StogTCP/ IP.

TCP/IP stog je skup hijerarhijski poredanih mrežnih protokola. Stog je dobio ime po dva važna protokola – TCP (Transmission Control Protocol) i IP (Internet Protocol). Osim njih, stog uključuje još nekoliko desetaka različitih protokola. Trenutno su TCP/IP protokoli glavni za Internet, kao i za većinu korporativnih i lokalnih mreža.

U operacijskom sustavu Microsoft Windows Server 2003 TCP/IP stog je odabran kao glavni, iako su podržani i drugi protokoli (primjerice IPX/SPX stog, NetBIOS protokol).

Skup TCP/IP protokola ima dva važna svojstva:

    neovisnost o platformi, tj. njegova implementacija je moguća na velikom broju operativnih sustava i procesora;

    otvorenost, tj. standardi po kojima je izgrađen TCP/IP stog dostupni su svima.

Povijest stvaranjaTCP/ IP.

Godine 1967. Agencija za napredne istraživačke projekte Ministarstva obrane SAD-a (ARPA - Advanced Research Projects Agency) pokrenula je razvoj računalne mreže koja je trebala povezati niz sveučilišta i istraživačkih centara koji su izvršavali naloge Agencije. Projekt je nazvan ARPANET. Do 1972. mreža je povezivala 30 čvorova.

Kao dio projekta ARPANET, glavni protokoli TCP/IP skupa - IP, TCP i UDP - razvijeni su i objavljeni 1980.-1981. Važan čimbenik u širenju TCP/IP-a bila je implementacija ovog skupa u operativni sustav UNIX 4.2 BSD (1983.).

Krajem 80-ih znatno proširena mreža ARPANET postala je poznata kao Internet (Interconnected networks) i objedinila je sveučilišta i istraživačke centre u SAD-u, Kanadi i Europi.

Godine 1992. pojavila se nova internetska usluga - WWW (World Wide Web), temeljena na HTTP protokolu. Ponajviše zahvaljujući WWW-u, Internet, a s njim i TCP/IP protokoli, doživio je brz razvoj 90-ih godina.

Početkom 21. stoljeća TCP/IP stog stječe vodeću ulogu u sredstvima komunikacije ne samo globalnih, već i lokalnih mreža.

ModelOSI.

Model međusobnog povezivanja otvorenih sustava (OSI) razvila je Međunarodna organizacija za standardizaciju (ISO) kako bi pružila dosljedan pristup izgradnji i međusobnom povezivanju mreža. Razvoj OSI modela započeo je 1977. godine i završio 1984. godine odobrenjem standarda. Od tada je model bio referenca za razvoj, opis i usporedbu različitih nizova protokola.

Pogledajmo ukratko funkcije svake razine.


OSI model uključuje sedam slojeva: fizički, podatkovne veze, mreže, transporta, sesije, prezentacije i aplikacije.

    Fizički sloj opisuje principe prijenosa signala, brzinu prijenosa i specifikacije komunikacijskih kanala. Sloj je implementiran hardverom (mrežni adapter, hub port, mrežni kabel).

    Sloj podatkovne veze rješava dvije glavne zadaće: provjerava dostupnost prijenosnog medija (prijenosni medij je najčešće podijeljen između više mrežnih čvorova), te detektira i ispravlja greške koje se javljaju tijekom procesa prijenosa. Implementacija razine je hardver i softver (na primjer, mrežni adapter i njegov upravljački program).

    Mrežni sloj osigurava integraciju mreža koje rade pomoću različitih protokola podatkovne veze i fizičkih slojeva u složenu mrežu. U ovom slučaju poziva se svaka od mreža uključenih u jednu mrežu podmreža(podmreža). Na razini mreže potrebno je riješiti dva glavna problema: usmjeravanje(usmjeravanje, odabir optimalnog puta za prijenos poruke) i adresiranje(adresiranje, svaki čvor u složenoj mreži mora imati jedinstveno ime). Obično se funkcije mrežnog sloja provode pomoću posebnog uređaja - ruter(usmjerivač) i njegov softver.

    Prijenosni sloj rješava problem pouzdanog prijenosa poruka u složenoj mreži potvrđivanjem isporuke i ponovnim slanjem paketa. Ova razina i sve sljedeće implementirane su u softver.

    Sloj sesije omogućuje vam pamćenje informacija o trenutnom stanju komunikacijske sesije i, u slučaju prekida veze, nastavak sesije iz tog stanja.

    Prezentacijski sloj osigurava pretvorbu prenesenih informacija iz jednog kodiranja u drugo (na primjer, iz ASCII u EBCDIC).

    Aplikacijski sloj implementira sučelje između ostalih slojeva modela i korisničkih aplikacija.

StrukturaTCP/ IP. TCP/IP struktura se ne temelji na OSI modelu, već na vlastitom modelu, nazvanom DARPA (Defence ARPA – novi naziv Agencije za napredne istraživačke projekte) ili DoD (Department of Defense – Ministarstvo obrane SAD-a). Ovaj model ima samo četiri razine. Korespondencija OSI modela s DARPA modelom, kao i glavni protokoli TCP/IP steka, prikazani su na slici. 2.2.

Treba napomenuti da niža razina DARPA modela - razina mrežnog sučelja - strogo govoreći, ne obavlja funkcije podatkovne veze i fizičkih slojeva, već samo osigurava komunikaciju (sučelje) gornjih DARPA razina s mrežnim tehnologijama. uključeni u kompozitnu mrežu (na primjer, Ethernet, FDDI, ATM).

Svi protokoli uključeni u TCP/IP stog standardizirani su u RFC dokumentima.

DokumentacijaRFC.

Odobreni službeni Internet i TCP/IP standardi objavljeni su kao RFC (Request for Comments) dokumenti. Norme razvija cijela ISOC zajednica (Internet Society, međunarodna javna organizacija). Svaki član ISOC-a može podnijeti dokument na razmatranje za objavu u RFC-u. Dokument zatim pregledavaju tehnički stručnjaci, razvojni timovi i urednik RFC-a i prolazi kroz sljedeće faze, koje se nazivaju razinama zrelosti, u skladu s RFC-om 2026:

    Nacrt(Internet nacrt) – u ovoj fazi stručnjaci se upoznaju s dokumentom, unose se dopune i izmjene;

    predloženi standard(Predloženi standard) - dokumentu je dodijeljen RFC broj, stručnjaci su potvrdili održivost predloženih rješenja, dokument se smatra obećavajućim, poželjno je da se testira u praksi;

    nacrt standarda(Nacrt standarda) - dokument postaje nacrt standarda ako su najmanje dva neovisna programera implementirala i uspješno primijenila predložene specifikacije. U ovoj fazi još uvijek su dopuštene manje korekcije i poboljšanja;

    Internetski standard(Internet standard) - najviši stupanj odobrenja standarda, specifikacije dokumenta postale su raširene i dokazale su se u praksi. Popis internetskih standarda dan je u RFC 3700. Od tisuća RFC-ova, samo nekoliko desetaka su dokumenti sa statusom "internetski standard".

Osim standarda, RFC-ovi također mogu biti opisi novih koncepata i ideja umrežavanja, smjernica, rezultata eksperimentalnih studija predstavljenih radi informacije, itd. Takvim RFC-ovima može se dodijeliti jedan od sljedećih statusa:

    eksperimentalni(Experimental) - dokument koji sadrži informacije o znanstvenim istraživanjima i razvoju koji mogu biti od interesa za članove ISOC-a;

    informativni(Informational) - dokument objavljen radi pružanja informacija i ne zahtijeva odobrenje ISOC zajednice;

    najbolje moderno iskustvo(Best Current Practice) - dokument namijenjen prenošenju iskustva iz specifičnih razvoja, kao što su implementacije protokola.

Status je naznačen u zaglavlju RFC dokumenta nakon riječi Kategorija (Kategorija). Za dokumente u statusu standarda (Prijedlog standarda, Nacrt standarda, Internet standard) navodi se naziv Standardi Staza, budući da razina spremnosti može varirati.

RFC brojevi se dodjeljuju sekvencijalno i nikad se ponovno ne izdaju. Izvorni RFC nikada se ne ažurira. Ažurirana verzija objavljuje se pod novim brojem. RFC postaje zastario i zamijenjen povijesni(Povijesni).

Svi postojeći RFC dokumenti danas mogu se vidjeti, na primjer, na web stranici www.rfc-editor.org . U kolovozu 2007. bilo ih je više od 5000. RFC-ovi navedeni u ovom tečaju navedeni su u Dodatku I.

Pregled glavnih protokola.

Protokol IP (Internet Protokol) – Ovo je glavni protokol mrežnog sloja odgovoran za adresiranje u kompozitnim mrežama i prijenos paketa između mreža. IP protokol je datagram protokol, tj. ne jamči isporuku paketa do odredišnog čvora. Protokol prijenosnog sloja TCP pruža jamstva.

Protokoli POČIVAO U MIRU. (Usmjeravanje Informacija Protokol protokol informacija o usmjeravanju ) IOSPF (Otvoren Najkraći Staza Prvi – « Najkraće rute otvaraju se prve" ) – protokoli usmjeravanja u IP mrežama.

Protokol ICMP (Internet Kontrolirati Poruka Protokol Control Message Protocol in Composite Networks) dizajniran je za razmjenu informacija o pogrešci između mrežnih usmjerivača i izvorišnog čvora paketa. Pomoću posebnih paketa javlja nemogućnost dostave paketa, trajanje sastavljanja paketa iz fragmenata, nenormalne vrijednosti parametara, promjene rute prosljeđivanja i vrste usluge, stanje sustava itd.

Protokol ARP (Adresa Rezolucija Protokol – Address Translation Protocol) pretvara IP adrese u hardverske adrese lokalnih mreža. Obrnuta pretvorba provodi se pomoću protokola RAPR (Obrnuti ARP).

TCP (Prijenos Kontrolirati Protokol – prijenosni kontrolni protokol) osigurava pouzdan prijenos poruka između udaljenih mrežnih čvorova kroz formiranje logičkih veza. TCP vam omogućuje isporuku toka bajtova generiranog na jednom računalu bez grešaka na bilo koje drugo računalo uključeno u složenu mrežu. TCP dijeli tok bajtova na dijelove - segmentima i prosljeđuje ih mrežnom sloju. Nakon što se ti segmenti isporuče na odredište, TCP ih ponovno sastavlja u kontinuirani tok bajtova.

UDP (Korisnik Datagram Protokol – User Datagram Protocol) omogućuje prijenos podataka na datagramski način.

HTTP (Hipertekst Prijenos Protokol – hypertext transfer protocol) – protokol za dostavu web dokumenata, glavni protokol WWW servisa.

FTP (Datoteka Prijenos Protokol – file transfer protocol) – protokol za prijenos informacija pohranjenih u datotekama.

POP 3 (Post Ured Protokol verzija 3 – poštanski protokol) i SMTP (Jednostavan pošta Prijenos Protokol – Simple Mail Forwarding Protocol) – protokoli za isporuku dolazne e-pošte (POP3) i slanje odlazne e-pošte (SMTP).

Telnet – protokol emulacije terminala 1, koji korisniku omogućuje povezivanje s drugim udaljenim stanicama i rad s njima sa svog stroja, kao da je to njihov udaljeni terminal.

SNMP (Jednostavan Mreža Upravljanje Protokol – jednostavan mrežni protokol za upravljanje) dizajniran je za dijagnosticiranje performansi različitih mrežnih uređaja.

Paket internetskih protokola pruža end-to-end podatkovnu komunikaciju, definirajući kako se podaci pakiraju, obrađuju, prenose, usmjeravaju i primaju. Ova je funkcionalnost organizirana u četiri sloja apstrakcije koji klasificiraju sve pridružene protokole prema opsegu uključenih mreža. Najniži do najviši sloj je komunikacijski sloj koji sadrži komunikacijske metode za podatke koji ostaju unutar jednog mrežnog segmenta (link); Internetski sloj, koji omogućuje mrežni rad između neovisnih mreža; transportni sloj, koji upravlja komunikacijom između računala; i aplikacijski sloj, koji osigurava međuprocesnu komunikaciju za aplikacije.

Razvoj internetske arhitekture i protokola u TCP/IP modelu provodi otvorena međunarodna zajednica dizajnera IETF.

Priča

TCP/IP protokol stog stvoren je na temelju NCP-a (Network Control Protocol) od strane skupine programera predvođenih Vintonom Cerfom 1972. godine. U srpnju 1976. Vint Cerf i Bob Kahn prvi su demonstrirali prijenos podataka koristeći TCP preko tri različite mreže. Paket je išao sljedećom rutom: San Francisco - London - Sveučilište Južne Kalifornije. Do kraja svog putovanja, paket je prešao 150 tisuća km, a da nije izgubio niti jedan dio. Godine 1978. Cerf, Jon Postel i Danny Cohen odlučio dodijeliti dvije odvojene funkcije u TCP-u: TCP i IP (engleski internetski protokol, međumrežni protokol). TCP je bio odgovoran za razbijanje poruke u datagrame (engleski datagram) i njihovo povezivanje na krajnjoj točki slanja. IP je bio odgovoran za prijenos (uz kontrolu prijema) pojedinačnih datagrama. Tako je rođen moderni internetski protokol. A 1. siječnja 1983. ARPANET je prešao na novi protokol. Ovaj dan se smatra službenim datumom rođenja interneta.

Slojevi TCP/IP stoga

TCP/IP protokol protokola uključuje četiri sloja:

Protokoli na ovim razinama u potpunosti implementiraju funkcionalnost OSI modela. Sva interakcija korisnika u IP mrežama izgrađena je na skupu protokola TCP/IP. Stog je neovisan o fizičkom mediju prijenosa podataka, što posebno osigurava potpuno transparentnu interakciju između žičnih i bežičnih mreža.

Podjela protokola po razinama TCP/IP modela
Primijenjeno
(Aplikacijski sloj)
npr. HTTP, RTSP, FTP, DNS
Prijevoz

Transportni sloj

Mrežna (internetska) razina

Sloj podatkovne veze

Osim toga, sloj podatkovne veze opisuje medij za prijenos podataka (bilo koaksijalni kabel, upredena parica, optičko vlakno ili radio kanal), fizičke karakteristike takvog medija i princip prijenosa podataka (odvajanje kanala, modulacija, amplituda signala, frekvencija signala, način sinkronizacije prijenosa, odgovor na kašnjenje i maksimalna udaljenost).

Pri projektiranju hrpe protokola na razini veze razmatra se kodiranje otporno na smetnje - što omogućuje otkrivanje i ispravljanje pogrešaka u podacima zbog utjecaja šuma i smetnji na komunikacijski kanal.

Usporedba s OSI modelom

Tri gornja sloja u OSI modelu, to jest aplikacijski sloj, prezentacijski sloj i sloj sesije, nisu odvojeno razdvojeni u TCP/IP modelu, koji ima samo aplikacijski sloj iznad transportnog sloja. Iako ih neke aplikacije čistog OSI protokola, kao što je X.400, također kombiniraju, ne postoji zahtjev da TCP/IP protokolni stog mora prekrivati ​​monolitnu arhitekturu iznad transportnog sloja. Na primjer, NFS aplikacijski protokol radi preko protokola External Data Representation (XDR), koji zauzvrat radi preko protokola Remote Procedure Call (RPC). RPC pruža pouzdan prijenos podataka tako da može sigurno koristiti najbolji UDP prijenos.

Različiti autori su tumačili TCP/IP model na različite načine i ne slažu se da sloj veze ili cijeli TCP/IP model obuhvaća OSI sloj 1 (fizički sloj) ili pretpostavlja da je sloj hardvera ispod sloja veze.

Nekoliko je autora pokušalo inkorporirati slojeve 1 i 2 OSI modela u TCP/IP model, budući da se na njih obično poziva u modernim standardima (npr. IEEE i ITU). Ovo često rezultira petoslojnim modelom, gdje je komunikacijski sloj ili sloj pristupa mreži podijeljen na slojeve 1 i 2 OSI modela.

Napori u razvoju IETF protokola ne odnose se na striktno slojevitost. Neki od njegovih protokola možda neće slijediti čisti OSI model, iako se RFC-ovi ponekad pozivaju na njega i često koriste stare brojeve OSI slojeva. IETF je opetovano izjavljivao da dizajn internetskog protokola i arhitekture ne bi trebao odgovarati OSI zahtjevima. RFC 3439, koji se bavi internetskom arhitekturom, sadrži odjeljak pod naslovom "Sloj koji se smatra štetnim".

Na primjer, slojevi sesije i prezentacije OSI paketa smatraju se uključenima u aplikacijski sloj TCP/IP paketa. Funkcionalnost sloja sesije može se pronaći u protokolima kao što su HTTP i SMTP, a očiglednija je u protokolima kao što su Telnet i Protokol za pokretanje sesije (SIP). Funkcionalnost sloja sesije također je implementirana s numeriranjem portova za TCP i UDP protokole, koji obuhvaćaju transportni sloj u TCP/IP paketu. Funkcije prezentacijskog sloja implementirane su u TCP/IP aplikacijama s MIME standardom za razmjenu podataka.

Sukobi su također vidljivi u izvornom OSI modelu, ISO 7498, kada se dodaci tom modelu, kao što je ISO 7498/4 Okvir upravljanja ili ISO 8648 Interna organizacija mrežnog sloja (IONL), ne rješavaju. Kada se dokumenti IONL i Management Framework pregledaju, ICMP i IGMP su definirani kao protokoli za kontrolu slojeva za mrežni sloj. Slično, IONL pruža okvir za "objekte konvergencije ovisne o podmreži" kao što su ARP i RARP.

IETF protokoli mogu se enkapsulirati rekurzivno, što je dokazano protokolima za tuneliranje kao što je General Routing Encapsulation (GRE). GRE koristi isti mehanizam koji OSI koristi za tuneliranje na mrežnom sloju. Postoji neslaganje oko toga kako uklopiti TCP/IP model u OSI model jer slojevi u tim modelima nisu isti.

Osim toga, OSI model ne koristi dodatni sloj - "Internetworking" - između podatkovne veze i mrežnih slojeva. Primjer kontroverznog protokola bio bi ARP ili STP.

Evo kako se TCP/IP protokoli tradicionalno uklapaju u OSI model:

Podjela protokola po razinama OSI modela
TCP/IP OSI
7 Primijenjeno Primijenjeno npr. HTTP, SMTP, SNMP, FTP, Telnet, SSH, SCP, SMB, NFS, RTSP, BGP
6 Reprezentacija npr. XDR, AFP, TLS, SSL
5 Sjednica npr. ISO 8327 / CCITT X.225, RPC, NetBIOS, PPTP, L2TP, ASP
4 Prijevoz Prijevoz npr. TCP, UDP, SCTP, SPX, ATP, DCCP, GRE
3 Mreža Mreža npr. ICMP, IGMP, CLNP, OSPF, RIP, IPX, DDP, ARP
2 Kanal Kanal npr. Ethernet, Token Ring, HDLC, PPP, X.25, Frame Relay, ISDN, ATM, SPB, MPLS
1 Fizički npr. električne žice, radio komunikacije, optičke žice, infracrveno zračenje

Tipično, u TCP/IP stogu, gornja 3 sloja OSI modela (aplikacija, prezentacija i sesija) kombiniraju se u jedan - aplikaciju. Budući da takav stog ne osigurava jedinstveni protokol prijenosa podataka, funkcije određivanja vrste podataka prenose se na aplikaciju.

Opis TCP/IP modela u tehničkoj literaturi

Bilješke

  1. OSI i TCP/IP modeli. Baza znanja osLogic.ru
  2. TCP/IP i OSI mrežni modeli. Cisco učenje
  3. Vasiliev A. A., Telina I. S., Izbachkov Yu., Petrov V. N. Informacijski sustavi: Udžbenik za visoka učilišta. - St. Petersburg. : Peter, 2010. - 544 str. - ISBN 978-5-49807-158-9.
  4. Andrew Krowczyk, Vinod Kumar, Noman Laghari i drugi..NET mrežno programiranje za profesionalce / trans. s engleskog V. Streljcov. - M.: Lori, 2005. - 400 str. - ISBN 1-86100-735-3. - ISBN 5-85582-170-2.

Skup protokola TCP/IP je alfa i omega Interneta i potrebno je ne samo poznavati, već i razumjeti model i princip rada skupa.

Shvatili smo klasifikaciju, mrežne standarde i OSI model. Razgovarajmo sada o hrpi na temelju koje je izgrađen svjetski sustav međusobno povezanih računalnih mreža, Internet.

TCP/IP model

U početku je ovaj skup stvoren za povezivanje velikih računala na sveučilištima putem telefonskih linija od točke do točke. Ali kada su se pojavile nove tehnologije, emitiranje (Ethernet) i satelit, postalo je potrebno prilagoditi TCP/IP, što se pokazalo kao težak zadatak. Zato se uz OSI pojavio i TCP/IP model.

Model opisuje kako je potrebno izgraditi mreže temeljene na različitim tehnologijama kako bi u njima funkcionirao TCP/IP protokol protokola.

Tablica prikazuje usporedbu OSI i TCP/IP modela. Potonji uključuje 4 razine:

  1. Onaj najniži, razini mrežnog sučelja, omogućuje interakciju s mrežnim tehnologijama (Ethernet, Wi-Fi, itd.). Ovo je kombinacija funkcija OSI podatkovne veze i fizičkih slojeva.
  2. Internetska razina stoji više i ima slične zadatke kao mrežni sloj OSI modela. Omogućuje traženje optimalne rute, uključujući identificiranje mrežnih problema. Na ovoj razini usmjerivač radi.
  3. Prijevoz odgovoran je za komunikaciju između procesa na različitim računalima, kao i za isporuku prenesenih informacija bez umnožavanja, gubitka ili pogreške, u traženom redoslijedu.
  4. Primijenjeno kombinira 3 sloja OSI modela: sesiju, prezentaciju i aplikaciju. Odnosno, obavlja funkcije kao što su podrška sesiji, pretvorba protokola i informacija te interakcija između korisnika i mreže.

Ponekad stručnjaci pokušavaju spojiti oba modela u nešto zajedničko. Na primjer, ispod je prikaz simbioze od pet razina od autora Računalnih mreža E. Tanenbauma i D. Weatheralla:

OSI model ima dobar teorijski razvoj, ali se protokoli ne koriste. TCP/IP model je drugačiji: protokoli se široko koriste, ali model je prikladan samo za opisivanje mreža temeljenih na TCP/IP.

Nemojte ih brkati:

  • TCP/IP je skup protokola koji čini osnovu Interneta.
  • Referentni model OSI (Open Systems Interconnection) prikladan je za opisivanje širokog spektra mreža.

TCP/IP protokol stog

Pogledajmo detaljnije svaku razinu.

Niža razina mrežnih sučelja uključuje Ethernet, Wi-Fi i DSL (modem). Ove mrežne tehnologije nisu formalno dio skupa, ali su izuzetno važne u radu interneta u cjelini.

Glavni protokol mrežnog sloja je IP (Internet Protocol). To je usmjeravani protokol čiji je dio mrežno adresiranje (IP adresa). Dodatni protokoli kao što su ICMP, ARRP i DHCP također rade ovdje. Oni održavaju mreže u radu.

Na transportnoj razini postoji TCP, protokol koji omogućuje prijenos podataka uz garanciju isporuke, te UDP, protokol za brzi prijenos podataka, ali bez garancije.

Aplikacijski sloj je HTTP (za web), SMTP (prijenos pošte), DNS (dodjeljivanje prijateljskih naziva domena IP adresama), FTP (prijenos datoteka). Postoji više protokola na razini aplikacije TCP/IP skupa, ali oni koji su navedeni mogu se nazvati najvažnijima za razmatranje.

Imajte na umu da skup TCP/IP protokola definira standarde za komunikaciju između uređaja i sadrži konvencije o radu na mreži i usmjeravanju.

TCP/IP je predstavljen cijelom obitelji protokola, uključujući UDP i TCP. Ovaj odjeljak opisuje skup TCP/IP protokola, kao i UDP i TCP protokole.

TCP protokol omogućuje transparentnu komunikaciju između krajnjih sustava korištenjem temeljnih usluga mrežnog sloja za premještanje paketa između dva komunikacijska sustava. TCP je primjer protokola prijenosnog sloja. IP je protokol mrežnog sloja.

Baš kao i OSI referentni model (vidi sliku), TCP/IP grupira sve protokole koji se izvode na mreži prema zadacima koje obavljaju i dodjeljuje ih odgovarajućem sloju. Svaki sloj se bavi različitim aspektima prijenosa podataka. Ideološki je zgodno zamisliti TCP/IP kao skup protokola.

Stog protokola organiziran je na način da se gornji komunikacijski slojevi nalaze na vrhu modela. Na primjer, gornji sloj se može baviti aplikacijama za strujanje zvuka ili videa, dok se donji sloj bavi naponima ili radio signalima. Svaki sloj u nizu oslanja se na usluge koje pruža sloj ispod njega.

UDP funkcije

UDP protokol je proširenje ranijeg paketa IP protokola.

Izvorni paket IP protokola sastojao se samo od TCP-a i IP-a, iako IP u to vrijeme nije bio zasebna usluga. U isto vrijeme, neke aplikacije za krajnje korisnike trebale su pravovremenost, a ne točnost. Drugim riječima, brzina je bila važnija od vraćanja izgubljenih paketa. Prilikom prijenosa glasa ili videa u stvarnom vremenu, mala količina gubitka paketa je tolerantna. Vraćanje paketa stvara suvišan promet, što smanjuje performanse.

Kako bi zadovoljili potrebe ove vrste prometa, tvorci TCP/IP-a dodali su UDP u protokolni stog. IP protokol služio je kao glavni servis za adresiranje i prosljeđivanje paketa na mrežnoj razini. TCP i UDP protokoli su iznad IP-a i oba koriste usluge IP protokola.

UDP nudi samo minimalne, nezajamčene usluge prijenosa i omogućuje aplikacijama izravan pristup IP sloju. UDP koriste aplikacije koje ne zahtijevaju TCP razinu usluge ili koje koriste komunikacijske usluge kao što su multicast ili broadcast koje nisu dostupne TCP-u.

TCP/IP protokol (Protokol kontrole prijenosa/internetski protokol) je skup mrežnih protokola koji se obično koristi za Internet i druge slične mreže (na primjer, ovaj se protokol također koristi u LAN-ovima). Naziv TCP/IP dolazi od dva najvažnija protokola:

  • IP (Internet Protocol) - odgovoran je za prijenos paketa podataka od čvora do čvora. IP prosljeđuje svaki paket na temelju odredišne ​​adrese od četiri bajta (IP adresa).
  • TCP (Transmission Control Protocol) – odgovoran je za provjeru ispravne dostave podataka od klijenta do poslužitelja. Podaci se mogu izgubiti u posredničkoj mreži. TCP je dodao mogućnost otkrivanja pogrešaka ili izgubljenih podataka i, kao rezultat toga, mogućnost zahtjeva za ponovnim prijenosom dok podaci ne budu ispravno i potpuno primljeni.

Glavne karakteristike TCP/IP-a:

  • Standardizirani protokoli visoke razine koji se koriste za dobro poznate korisničke usluge.
  • Koriste se standardi otvorenog protokola, što omogućuje razvoj i usavršavanje standarda neovisno o softveru i hardveru;
  • Jedinstveni sustav adresiranja;
  • Neovisnost o korištenom fizičkom komunikacijskom kanalu;

Princip rada skupa TCP/IP protokola isti je kao u OSI modelu; podaci s viših slojeva su kapsulirani u pakete s nižih slojeva.

Ako se paket kreće kroz razinu od vrha do dna, na svakoj razini informacije o usluzi se dodaju paketu u obliku zaglavlja i eventualno najave (informacije koje se nalaze na kraju poruke). Ovaj proces se zove. Servisne informacije namijenjene su objektu iste razine na udaljenom računalu. Njegov format i interpretacija određeni su protokolima ovog sloja.

Ako se paket kreće kroz sloj odozdo prema gore, dijeli se na zaglavlje i podatke. Zaglavlje paketa se analizira, izdvajaju se servisne informacije i u skladu s njima podaci se preusmjeravaju na jedan od objekata više razine. Viša razina, pak, analizira te podatke i također ih dijeli na zaglavlje i podatke, zatim se zaglavlje analizira, a servisne informacije i podaci dodjeljuju se višoj razini. Postupak se ponavlja sve dok korisnički podaci, oslobođeni svih servisnih informacija, ne dođu do razine aplikacije.

Moguće je da paket nikada neće dosegnuti razinu aplikacije. Konkretno, ako računalo radi kao međustanica na putu između pošiljatelja i primatelja, tada će objekt na odgovarajućoj razini, analizirajući servisne informacije, utvrditi da paket na ovoj razini nije upućen njemu, kao rezultat čega će objekt poduzeti potrebne mjere za preusmjeravanje paketa na odredište ili vraćanje pošiljatelju s porukom o pogrešci. Ali na ovaj ili onaj način neće promovirati podatke na višu razinu.

Primjer enkapsulacije može se predstaviti na sljedeći način:

Pogledajmo svaku funkciju razine

Aplikacijski sloj

Aplikacije koje pokreću TCP/IP stog također mogu obavljati funkcije prezentacijskog sloja i dijela sloja sesije OSI modela.

Uobičajeni primjeri aplikacija su programi:

  • Telnet
  • HTTP
  • Protokoli e-pošte (SMTP, POP3)

Za slanje podataka drugoj aplikaciji, aplikacija pristupa jednom ili drugom modulu transportnog modula.

Transportni sloj

Protokoli prijenosnog sloja omogućuju transparentnu isporuku podataka između dva aplikacijska procesa. Proces koji prima ili šalje podatke identificiran je na transportnom sloju brojem koji se naziva broj porta.

Dakle, ulogu izvorne i odredišne ​​adrese na transportnom sloju ima broj porta. Analizirajući zaglavlje svog paketa primljenog od međumrežnog sloja, transportni modul prema broju porta primatelja određuje kojem se od aplikacijskih procesa podaci šalju i te podatke prenosi odgovarajućem aplikacijskom procesu.

Prijenosni modul koji šalje podatke u zaglavlje upisuje brojeve priključaka primatelja i pošiljatelja. Zaglavlje prijenosnog sloja također sadrži neke druge nadzemne informacije, a format zaglavlja ovisi o korištenom transportnom protokolu.

Alati transportnog sloja predstavljaju funkcionalnu nadgradnju nad mrežnim slojem i rješavaju dva glavna problema:

  • osiguranje dostave podataka između specifičnih programa koji rade, općenito, na različitim mrežnim čvorovima;
  • osiguravanje zajamčene isporuke nizova podataka proizvoljne veličine.

Trenutno se na Internetu koriste dva transportna protokola - UDP koji omogućuje nezajamčenu isporuku podataka između programa i TCP koji omogućuje zajamčenu isporuku uz uspostavu virtualne veze.

Mrežna (internetska) razina

Glavni protokol na ovom sloju je IP protokol, koji isporučuje blokove podataka (datagrame) s jedne IP adrese na drugu. IP adresa je jedinstveni 32-bitni identifikator računala, točnije, njegovog mrežnog sučelja. Podatke za datagram prijenosni sloj prenosi u IP modul. IP modul ovim podacima dodaje zaglavlje koje sadrži IP adresu pošiljatelja i primatelja te druge podatke o usluzi.

Stoga se generirani datagram prenosi na sloj pristupa mediju kako bi se poslao preko podatkovne veze.

Ne mogu sva računala izravno komunicirati jedno s drugim; često je, da bi se datagram prenio do odredišta, potrebno ga usmjeriti kroz jedno ili više posredničkih računala duž određene rute. Zadatak određivanja rute za svaki datagram rješava se IP protokolom.

Kada IP modul primi datagram s niže razine, on provjerava odredišnu IP adresu ako je datagram adresiran na određeno računalo, tada se podaci s njega prenose na obradu na modul više razine, ali ako je odredišna adresa; datagrama je stran, tada IP modul može donijeti dvije odluke:

  • Uništava datagram;
  • Pošaljite ga dalje do odredišta, odredivši rutu, to rade međustanice - usmjerivači.

Također može biti potrebno na rubu mreža, s različitim karakteristikama, razbiti datagram na fragmente, a zatim ih sastaviti u jedinstvenu cjelinu na računalu primatelja. To je također zadatak IP protokola.

IP protokol također može slati poruke obavijesti korištenjem ICMP protokola, na primjer, u slučaju uništenja datagrama. Nema više načina praćenja ispravnosti podataka, potvrde ili isporuke, nema preliminarne veze u protokolu; ti su zadaci dodijeljeni transportnom sloju.

Razina pristupa medijima

Funkcije ove razine su sljedeće:

  • Preslikavanje IP adresa u fizičke mrežne adrese. Ovu funkciju obavlja ARP protokol;
  • Enkapsulira IP datagrame u okvire za prijenos preko fizičke veze i izdvaja datagrame iz okvira bez potrebe za kontrolom prijenosa bez grešaka, budući da je u TCP/IP stogu takva kontrola dodijeljena transportnom sloju ili samoj aplikaciji. Zaglavlje okvira označava pristupnu točku SAP usluge koja sadrži šifru protokola;
  • Određivanje načina pristupa prijenosnom mediju, tj. način na koji računala ostvaruju svoje pravo na prijenos podataka;
  • Definiranje prikaza podataka u fizičkom okruženju;
  • Prosljeđivanje i primanje okvira.

Razmotrimo enkapsulacija koristeći primjer presretanja paketa HTTP protokola pomoću wireshark sniffera, koji radi na razini aplikacije TCP/IP protokola:


Uz sam presretnuti HTTP protokol, njuškalo opisuje svaki temeljni sloj na temelju TCP/IP stoga. HTTP je enkapsuliran u TCP, TCP u IPv4, IPv4 u Ethernet II.