Kort gezegd is dit een reeks regels die de ‘communicatie’ van computers met elkaar via het netwerk regelen. Er zijn er ongeveer een dozijn, en elk van hen bepaalt de overdrachtsregels aparte soort gegevens. Maar voor het gebruiksgemak zijn ze allemaal gecombineerd in een zogenaamde “stack”, genoemd naar het belangrijkste protocol: het TCP/IP-protocol (Transmission Control Protocol en Internet Protocol). Het woord "stapel" impliceert dat al deze protocollen een soort "stapel protocollen" zijn, waarin het protocol op het hoogste niveau niet kan functioneren zonder het protocol op het lagere niveau.

De TCP/IP-stack bestaat uit 4 lagen:

1. Toepassing - HTTP-, RTP-, FTP-, DNS-protocollen. Het hoogste niveau; verantwoordelijk voor het werk toepassing toepassingen, bijvoorbeeld maildiensten, gegevens weergeven in een browser, etc.

2. Transport - TCP-, UDP-, SCTP-, DCCP-, RIP-protocollen. Dit protocolniveau zorgt voor de juiste interactie van computers met elkaar en is een datageleider tussen verschillende netwerkdeelnemers.

3. Netwerk - IP-protocol. Deze laag zorgt voor de identificatie van computers op het netwerk door ze allemaal een uniek digitaal adres te geven.

4. Kanaal - Ethernet, IEEE 802.11, draadloze Ethernet-protocollen. Laagste niveau; het interageert met fysieke apparatuur, beschrijft het datatransmissiemedium en zijn kenmerken.

Daarom gebruikt uw computer de protocolstack HTTP - TCP - IP - Ethernet om dit artikel weer te geven.

Hoe informatie via internet wordt verzonden

Elke computer in het netwerk wordt een host genoemd en krijgt, met behulp van het gelijknamige protocol, een uniek IP-adres. Dit adres is geregistreerd in volgende vorm: vier cijfers van 0 tot 255, gescheiden door een punt, bijvoorbeeld 195.19.20.203. Om succesvol via een netwerk te kunnen communiceren, moet het IP-adres ook een poortnummer bevatten. Omdat informatie niet door computers zelf wordt uitgewisseld, maar door programma's, moet elk type programma dat ook doen eigen adres, dat wordt weergegeven in het poortnummer. Poort 21 is bijvoorbeeld verantwoordelijk voor FTP-werk, poort 80 - voor HTTP-werk. Het totale aantal poorten op een computer is beperkt en gelijk aan 65536, genummerd van 0 tot 65535. Poortnummers van 0 tot 1023 zijn gereserveerd servertoepassingen, en de niche van poorten van 1024 tot 65535 wordt ingenomen door clientpoorten, welke programma's gratis kunnen worden gebruikt zoals ze willen. "Clientpoorten" worden dynamisch toegewezen.

Combinatie IP-adressen en poortnummers genaamd " stopcontact". Daarin worden de adres- en poortwaarden gescheiden door een dubbele punt, bijvoorbeeld 195.19.20.203:110

Om ervoor te zorgen dat een externe computer met IP 195.19.20.203 e-mail kan ontvangen, hoeft u dus alleen maar gegevens op poort 110 af te leveren. En aangezien deze poort dag en nacht “luistert” naar het POP3-protocol, dat verantwoordelijk is voor het ontvangen van e-mails , en dan verder - "een kwestie van technologie."

Voor het gemak zijn alle gegevens op het netwerk verdeeld in pakketten. Een pakket is een bestand van 1-1,5 MB groot, dat adresgegevens van de afzender en ontvanger, verzonden informatie en servicegegevens bevat. Het opsplitsen van bestanden in pakketten kan de belasting van het netwerk aanzienlijk verminderen, omdat het pad van elk van de afzender naar de ontvanger zal niet noodzakelijkerwijs identiek zijn. Als er op één plek in het netwerk een verkeersopstopping optreedt, kunnen pakketten deze omzeilen via andere communicatiepaden. Deze technologie maakt het mogelijk om het internet zo efficiënt mogelijk te gebruiken: als een transportonderdeel ervan instort, kan de informatieoverdracht doorgaan, maar dan langs andere wegen. Wanneer de pakketten de doelcomputer bereiken, begint deze ze weer samen te voegen tot één enkel bestand met behulp van de service-informatie die ze bevatten. Het hele proces kan worden vergeleken met een soort grote puzzel, die afhankelijk van de grootte wordt gemaakt overgedragen bestand, kunnen werkelijk enorme afmetingen bereiken.

Zoals eerder vermeld, geeft het IP-protocol elke netwerkdeelnemer, inclusief websites, een uniek numeriek adres. Niemand kan echter miljoenen IP-adressen onthouden! Daarom is de domeinnaamservice DNS (Domein) gemaakt Naam Systeem), dat is bedoeld voor het vertalen van numerieke IP-adressen naar alfanumerieke namen die veel gemakkelijker te onthouden zijn. In plaats van elke keer het gevreesde nummer 5.9.205.233 te bellen, kunt u bijvoorbeeld adresbalk browser www.site.

Wat gebeurt er als we het adres van de site die we zoeken in de browser typen? Vanaf onze computer wordt een pakketje verzonden met een verzoek naar de DNS-server op poort 53. Deze poort is gereserveerd DNS-service, die, na verwerking van ons verzoek, het IP-adres retourneert dat overeenkomt met de alfanumerieke naam van de site. Hierna maakt onze computer verbinding met socket 5.9.205.233:80 van computer 5.9.205.233, die het HTTP-protocol host dat verantwoordelijk is voor het weergeven van sites in de browser, en een pakket verzendt met een verzoek om de www.site-pagina te ontvangen. We moeten een verbinding tot stand brengen op poort 80, aangezien deze overeenkomt met de webserver. Als u dat echt wilt, kunt u poort 80 rechtstreeks in de adresbalk van uw browser opgeven - http://www.site:80. De webserver verwerkt het van ons ontvangen verzoek en geeft verschillende pakketten uit met daarin HTML-tekst, die onze browser weergeeft. Als gevolg hiervan zien we de hoofdpagina op het scherm

Invoering. 1

OSI 2 referentiemodel

Anatomie van het TCP/IP-model. 4

Applicatielaag . 4

Inter-host-niveau . 4

Tussen netwerklaag . 4

Netwerktoegangsniveau . 5

Voordelen van TCP/IP. 5

Niveaus en protocollen TCP / IK P . 6

TCP/IP-model. 6

TCP/IP-protocolfamilie. 6

IP-protocol. 7

Protocoldoelstellingen IK P . 8

TCP-protocol. 8

Taken TCP-protocol . 8

UDP-protocol. 8

Protocoldoelstellingen UDP . 9

Wereldwijd Web. 14

Conclusie. 17

Sollicitatie. 19

Lijst met gebruikte literatuur... 20

Invoering

Over het algemeen verwijst de term TCP/IP naar een hele familie protocollen: TCP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) voor betrouwbare bezorging data, UDP (User Datagram Protocol) voor niet-gegarandeerde levering, IP (Internet Protocol) en andere applicatiediensten.

TCP/IP is een open communicatieprotocol. Openheid betekent dat communicatie via elke combinatie van apparaten mogelijk is, ongeacht hoe verschillend ze op fysiek niveau zijn.

Het TCP/IP-protocol heeft het internet gemaakt tot wat het nu is. Als gevolg hiervan heeft het internet een revolutie teweeggebracht in de manier waarop we leven en werken, bijna net zo veel als de drukpers, elektriciteit en de computer. Zonder populaire protocollen en diensten – zoals HTTP, SMTP en FTP – zou het internet eenvoudigweg bestaan grote hoeveelheid computers verstrikt in een nutteloze kluwen.

Het TCP/IP-protocol is alomtegenwoordig. Dit is een familie van protocollen waarmee iedereen met een computer, een modem en een contract bij een internetprovider toegang kan krijgen tot informatie via internet. Gebruikers van AOL Instant Messenger en ICQ (ook eigendom van AOL) ontvangen en verzenden meer dan 750 miljoen berichten per dag.

TCP/IP is de reden dat er elke dag vele miljoenen transacties worden voltooid – misschien wel miljarden, omdat internet niet beperkt is tot e-mail en berichtenuitwisseling. Bovendien zal TCP/IP zijn positie in de nabije toekomst niet opgeven. Dit is een stabiele, goed ontwikkelde en redelijk complete familie van protocollen.

In zijn cursus werk Ik beschrijf een algemeen overzicht van de TCP/IP-protocolfamilie, de basisprincipes van hun werking en taken, Kort verhaal World Wide Web en HTTP.

OSI-referentiemodel

De Internationale Organisatie voor Standaardisatie (ISO) heeft een referentiemodel voor interoperabiliteit ontwikkeld open systemen(OSI, Open Systems Interconnection) in 1978/1979 om de open onderlinge verbinding van computersystemen te vergemakkelijken. Open is interoperabiliteit die kan worden ondersteund in heterogene omgevingen met systemen van verschillende leveranciers. Het OSI-model stelt een mondiale standaard vast die de samenstelling van functionele lagen definieert open interactie tussen computers.

Opgemerkt moet worden dat het model zo succesvol was in het bereiken van zijn oorspronkelijke doelen dat de verdiensten ervan momenteel praktisch niet worden besproken. De voorheen gesloten, geïntegreerde aanpak wordt in de praktijk niet meer gehanteerd; tegenwoordig is open communicatie verplicht. Vreemd genoeg voldoen maar heel weinig producten volledig aan de OSI-standaard. In plaats daarvan wordt de gelaagde basisstructuur vaak aangepast aan nieuwe normen. Het OSI-referentiemodel blijft echter een waardevol hulpmiddel om aan te tonen hoe een netwerk werkt.

Referentiemodel TCP / IK P

in tegenstelling tot referentiemodel OSI, het TCP/IP-model, is meer gericht op het bieden netwerk interacties in plaats van een rigide indeling van functionele niveaus. Daartoe erkent zij het belang ervan hiërarchische structuur functioneert, maar biedt protocolontwerpers voldoende flexibiliteit bij de implementatie. Dienovereenkomstig is het OSI-referentiemodel veel beter geschikt om de werking van computer-naar-computer-communicatie uit te leggen, maar TCP/IP is het belangrijkste internetwerkprotocol geworden.

Flexibiliteit van het TCP/IP-referentiemodel vergeleken met het referentiemodel OSI-model weergegeven in de figuur.

Anatomie van het TCP/IP-model

De TCP/IP-protocolstack bestaat uit vier functionele lagen: applicatie-, host-to-host-, internetwerk- en netwerktoegangslagen.

Applicatielaag

De applicatielaag bevat protocollen voor externe toegang en delen bronnen. Bekende applicaties - zoals Telnet, FTP, SMTP, HTTP en vele andere - werken op dit niveau en zijn afhankelijk van de functionaliteit van de niveaus lager in de hiërarchie. Elke applicatie die gebruik maakt van IP-netwerken (inclusief amateur- en commerciële programma's) behoren tot dit niveau van het model.

Inter-host-niveau

Functies van deze laag omvatten het segmenteren van gegevens in applicaties voor verzending via het netwerk, het uitvoeren van wiskundige controles op de integriteit van ontvangen data en het multiplexen van datastromen (zowel verzonden als ontvangen) voor meerdere applicaties tegelijk. Hieruit volgt dat de host-naar-host-laag een manier heeft om applicaties te identificeren en in staat is om ontvangen gegevens in de verkeerde volgorde te herschikken.

Momenteel bestaat de host-to-host-laag uit twee protocollen: het besturingsprotocol TCP-transmissie en UDP-gebruikersdatagramprotocol. Nu het internet steeds meer transactiegericht werd, werd een derde protocol gedefinieerd, voorlopig het Transaction/Transmission Control Protocol (T/TCP) genoemd. De meeste internettoepassingsservices maken echter gebruik van TCP- en UDP-protocollen op host-to-host-niveau.

Internetlaag

De IPv4-internetwerklaag bestaat uit alle protocollen en procedures die ervoor zorgen dat de gegevensstroom tussen hosts meerdere netwerken kan passeren. Daarom moeten pakketten die gegevens bevatten, routeerbaar zijn. Het IP-protocol (Internet Protocol) is verantwoordelijk voor de routeerbaarheid van pakketten.

De internetwerklaag moet routerings- en routebeheerfuncties ondersteunen. Deze functies worden geleverd door externe protocollen die routeringsprotocollen worden genoemd. Deze omvatten IGP (Interior Gateway Protocols) en EGP (Exterior Gateway Protocols).

Netwerktoegangsniveau

De netwerktoegangslaag bestaat uit alle functies die daarvoor nodig zijn fysieke verbinding en gegevensoverdracht via het netwerk. In het OSI-referentiemodel (Open Systems Interconnection) is deze set functies verdeeld in twee lagen: fysieke en datalink. Het TCP/IP-referentiemodel is gemaakt naar de protocollen die in de naam aanwezig zijn, en heeft deze twee lagen samengevoegd, aangezien de verschillende IP-protocollen stoppen bij de internetwerklaag. Het IP-protocol gaat ervan uit dat alle functies op laag niveau worden geleverd door een lokaal netwerk of een seriële verbinding.

Voordelen van TCP/IP

Het TCP/IP-protocol maakt platformonafhankelijke netwerken mogelijk (dat wil zeggen communicatie tussen heterogene netwerken). Bijvoorbeeld een netwerk onder Windows-besturing NT/2000 kan Unix- en Macintosh-werkstations hosten, en zelfs andere netwerken van lagere orde. TCP/IP heeft de volgende kenmerken:

O Goede faciliteiten herstel na mislukkingen.

o Mogelijkheid om nieuwe netwerken toe te voegen zonder het huidige werk te onderbreken.

o Fouttolerantie.

o Onafhankelijkheid van het implementatieplatform.

o Lage overhead voor het overbrengen van servicegegevens.

Niveaus en protocollen TCP/ IK P

De TCP- en IP-protocollen werken samen om datastromen (zowel inkomend als uitgaand) op een netwerk te beheren. Maar als IP pakketten eenvoudigweg doorgeeft zonder zich om de uitkomst te bekommeren, moet TCP ervoor zorgen dat de pakketten op de juiste plaats aankomen. Specifiek is TCP verantwoordelijk voor het uitvoeren van de volgende taken:

o Een sessie openen en sluiten.

o Pakketbeheer.

o Controle van de gegevensstroom.

o Foutdetectie en afhandeling.

TCP/IP-model

Het TCP/IP-protocol wordt doorgaans gezien in de context van een referentiemodel dat de structurele verdeling van zijn functies definieert. Het TCP/IP-model werd echter veel later ontwikkeld dan het protocolcomplex zelf, zodat het op geen enkele manier als model kon worden gebruikt bij het ontwerpen van protocollen.

TCP/IP-protocolfamilie

De IP-protocolfamilie bestaat uit verschillende protocollen, vaak gezamenlijk “TCP/IP” genoemd:

o IP – internetwerklaagprotocol;

o TCP is een inter-hostprotocol dat een betrouwbare levering garandeert;

TCP/IP-protocolstack

Een bedrijfsnetwerk is een complex systeem dat bestaat uit: groot nummer verschillende apparaten: computers, hubs, routers, schakelaars, systeemapplicatiesoftware, enz. De belangrijkste taak van systeemintegrators en netwerkbeheerders is ervoor te zorgen dat dit systeem de verwerking van informatiestromen zo goed mogelijk afhandelt en het mogelijk maakt de juiste oplossingen te verkrijgen voor gebruikersproblemen in bedrijfsnetwerk. Applicatiesoftware vraagt ​​om een ​​dienst die communicatie met andere applicatieprogramma's mogelijk maakt. Deze dienst is het internetwerkmechanisme.

Bedrijfsinformatie, de intensiteit van de stromen ervan en de manier waarop deze wordt verwerkt, veranderen voortdurend. Een voorbeeld van een dramatische verandering in de verwerkingstechnologie bedrijfsinformatie er was een ongekende toename in populariteit globaal netwerk Internet in de afgelopen 2-3 jaar. Netto Internet veranderde de manier waarop informatie wordt gepresenteerd en verzamelde alle soorten informatie op zijn servers: tekst, afbeeldingen en geluid. Transport systeem netwerken Internet vereenvoudigde aanzienlijk de taak van het bouwen van een gedistribueerd bedrijfsnetwerk.

Verbinding en interactie binnen één krachtig computernetwerk was het doel van het ontwerpen en creëren van een familie van protocollen, later een protocolstack genoemd TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internetprotocol) . Het belangrijkste idee van de stapel is het creëren van een internetwerkmechanisme.

De TCP/IP-protocolstack wordt over de hele wereld veel gebruikt om computers in een netwerk met elkaar te verbinden. Internet. TCP/IP - Dit gemeenschappelijke naam, toegewezen aan een familie van protocollen voor gegevensoverdracht die worden gebruikt om te communiceren tussen computers en andere apparatuur op een bedrijfsnetwerk.

Het belangrijkste voordeel van de TCP/IP-protocolstack is dat deze betrouwbare communicatie tussen netwerkapparatuur mogelijk maakt diverse fabrikanten. Dit voordeel wordt verzekerd door de opname in TCP/IP van een set die zich tijdens het gebruik heeft bewezen communicatie protocollen met diverse gestandaardiseerde toepassingen. De protocollen in de TCP/IP-stack bieden een mechanisme voor het doorgeven van berichten, beschrijven details van berichtformaten en specificeren hoe met fouten moet worden omgegaan. Met protocollen kunt u gegevensoverdrachtprocessen beschrijven en begrijpen zonder rekening te houden met het type apparatuur waarop deze processen plaatsvinden.

De geschiedenis van de creatie van de TCP/IP-protocolstack begon toen het Amerikaanse ministerie van Defensie werd geconfronteerd met het probleem van het combineren van een groot aantal computers met verschillende besturingssystemen. Om dit te bereiken werd in 1970 een reeks normen opgesteld. De protocollen die op basis van deze standaarden zijn ontwikkeld, worden gezamenlijk TCP/IP genoemd.

De TCP/IP-protocolstack is oorspronkelijk ontworpen voor het netwerk Netwerk voor geavanceerde onderzoeksprojecten (ARPANET). ARPANET werd beschouwd als een experimenteel gedistribueerd pakketschakelnetwerk.Het experiment met het gebruik van de TCP/IP-protocolstack op dit netwerk eindigde met Positieve resultaten. Daarom werd de protocolstapel aangenomen voor industrieel gebruik en vervolgens in de loop van een aantal jaren uitgebreid en verbeterd. Later werd de stapel aangepast voor gebruik in lokale netwerken. Begin 1980 werd het protocol gebruikt als een integraal onderdeel van het Veg-besturingssysteemkley UNIX v 4.2. In hetzelfde jaar verscheen een verenigd netwerk Internet . Overgang naar technologie Internet werd voltooid in 1983, toen het Amerikaanse ministerie van Defensie vaststelde dat alle computers die op het mondiale netwerk zijn aangesloten, de TCP/IP-protocolstack gebruiken.

De TCP/IP-protocolstack biedt gebruikerstwee hoofddienstendie toepassingsprogramma's gebruiken:

Datagram pakketbezorgvoertuig . Dit betekent dat de TCP/IP-stackprotocollen de transmissieroute bepalen klein bericht, uitsluitend gebaseerd op de adresgegevens in dit bericht. De levering vindt plaats zonder dat er een logische verbinding tot stand is gebracht. Door dit type levering kunnen TCP/IP-protocollen worden aangepast aan een breed scala aan netwerkapparatuur.

Betrouwbaar streamingvoertuig . Voor de meeste toepassingen is communicatiesoftware nodig om automatisch te herstellen van transmissiefouten, pakketverlies of tussentijdse storingen. routers. Met een betrouwbaar transport kunt u een logische verbinding tussen applicaties tot stand brengen en vervolgens grote hoeveelheden gegevens over die verbinding verzenden.

De belangrijkste voordelen van de TCP/IP-protocolstack zijn:

Onafhankelijkheid van netwerktechnologie. De TCP/IP-protocolstack is onafhankelijk van de apparatuur van de eindgebruiker, omdat deze alleen het transmissie-element (het datagram) definieert en de manier beschrijft waarop deze zich door het netwerk beweegt.

Universele verbondenheid. Met een stapel kunnen elk paar computers die dit ondersteunen met elkaar communiceren. Aan elke computer wordt een logisch adres toegewezen, en elk verzonden datagram bevat de logische adressen van de afzender en de ontvanger. Tussenliggende routers gebruiken het bestemmingsadres om routeringsbeslissingen te nemen.

Eind tot eind bevestiging.De protocollen van de TCP/IP-stack bieden bevestiging van de juiste doorgang van informatie bij uitwisseling tussen de zender en de ontvanger.

Standaard applicatieprotocollen. De TCP/IP-protocollen bevatten functies ter ondersteuning van algemene toepassingen, zoals E-mail, bestandsoverdracht, toegang op afstand enz.

Scherpe netwerkgroei Internet en natuurlijk vereiste de versnelde ontwikkeling van de TCP/IP-protocolstack dat ontwikkelaars een reeks documenten moesten maken die zouden bijdragen aan de verdere ordelijke ontwikkeling van protocollen. Organisatie Raad voor Internetactiviteiten (IAB) ) ontwikkelde een reeks documenten genaamd RFC (Verzoek om commentaar). Sommige RFC's beschrijven netwerkdiensten of protocollen en hun implementatie, andere documenten beschrijven de voorwaarden voor het gebruik ervan. Inclusief in RFC Er zijn TCP/IP-protocolstackstandaarden gepubliceerd. Houd er rekening mee dat TCP/IP-standaarden altijd als documenten worden gepubliceerd. RFC's, maar niet alle RFC's normen definiëren.

RFC-documenten werden oorspronkelijk elektronisch gepubliceerd en er kon commentaar op worden gegeven door degenen die aan de discussie deelnamen. Het document kon verschillende wijzigingen ondergaan totdat algemene overeenstemming over de inhoud ervan werd bereikt. Als het document gereguleerd is nieuw idee, vervolgens kreeg het een nummer en werd het bij anderen geplaatst RFC . In dit geval krijgt elk nieuw document een status toegewezen die de noodzaak van implementatie ervan regelt. Vrijgave van een nieuw document RFC betekent niet dat alle hardware- en softwarefabrikanten dit in hun producten moeten implementeren. Bijlage nr. 2 bevat beschrijvingen van enkele documenten RFC's en hun statussen.

1. Stand van standaardisatie. Een protocol kan verschillende statussen hebben:

de protocolstandaard is goedgekeurd;

de protocolstandaard wordt ter overweging voorgesteld;

er wordt een experimenteel protocol voorgesteld;

Het protocol is verouderd en wordt momenteel niet gebruikt.

2. Protocolstatus. Een protocol kan verschillende statussen hebben:

het protocol is vereist voor implementatie;

het protocol kan naar keuze door de fabrikant worden geïmplementeerd;

Bij het exploiteren van een complex bedrijfsnetwerk doen zich veel niet-gerelateerde problemen voor. Het is bijna onmogelijk om ze op te lossen met de functionaliteit van één protocol. Een dergelijk protocol zou:

netwerkstoringen herkennen en de functionaliteit ervan herstellen;

netwerkbandbreedte distribueren en manieren kennen om de gegevensstroom te verminderen bij overbelasting;

vertragingen en pakketverliezen herkennen, weten hoe u de schade hiervan kunt beperken;

fouten in gegevens herkennen en applicatiesoftware hierover informeren;

zorgen voor een ordelijke beweging van pakketten in het netwerk.

Deze hoeveelheid functionaliteit gaat de mogelijkheden van één protocol te boven. Daarom werd een reeks interoperabele protocollen gecreëerd, een stapel genaamd.

Omdat de TCP/IP-protocolstack vóór het referentiemodel is ontwikkeld OSI , en vervolgens de correspondentie van de niveaus met de niveaus van het model OSI Nogal voorwaardelijk.Structuur van de TCP/IP-protocolstackgetoond in afb. 1.1.

Rijst. 1.1. Structuur van de TCP/IP-protocolstack.

Rijst. 12. Berichtpad.

Theoretisch gezien betekent het verzenden van een bericht van het ene applicatieprogramma naar het andere de opeenvolgende verzending van het bericht door aangrenzende lagen van de stapel van de afzender, waarbij berichten worden doorgegeven langs de netwerkinterfacelaag (laag IV ) of, volgens het referentiemodel OSI Op de fysieke laag: de ontvangst van een bericht door de ontvanger en de verzending ervan via aangrenzende lagen protocolsoftware.In de praktijk is de interactie tussen stapelniveaus veel gecompliceerder. Elke laag bepaalt of een bericht correct is en onderneemt een specifieke actie op basis van het type bericht of het bestemmingsadres. In de structuur van de TCP/IP-protocolstack is er een duidelijk “zwaartepunt”: dit is de netwerklaag en het protocol IP erin. IP-protocol kan communiceren met meerdere protocolmodules hoog niveau en verschillende netwerkinterfaces. Dat wil zeggen dat in de praktijk het proces van het doorgeven van berichten van het ene applicatieprogramma naar het andere er als volgt uit zal zien: de afzender verzendt een bericht dat op het niveau is III pro IP-protocol in een datagram geplaatst en naar het netwerk (netwerk 1) verzonden. Optussenapparaten bijvoorbeeld routers, datagramdoorgegeven tot op protocolniveau IK P , die het terugstuurt naar het andere netwerk (netwerk 2). Wanneer het datagram arriveert, ontvangt u la, IP-protocol selecteert het bericht en verzendt het naar de hogere niveaus.Rijst. 1.2 illustreert dit proces.

De structuur van de TCP/IP-protocolstack kan worden onderverdeeld in: vier niveaus. De laagste - netwerkinterfacelaag (laag IV) -komt overeen met de fysieke en kanaalniveaus van het model OSI. Op de stapel TCP/IP-protocollen regelen dit niveau niet. Netwerkniveauinterface is verantwoordelijk voor het ontvangen van datagrammen en het verzenden ervan naar specifiekegeen netwerk. De interface met het netwerk kan worden geïmplementeerd door de monddriverzwermen of complex Systeem, dat zijn eigen protocol gebruiktnationaal niveau (switch, router). Hij steunt het kampdarts van fysieke en link laag populaire lokale netwerken: Ethernet, Token Pang, FDDI enz. Voor ondersteuning van gedistribueerde netwerkenPPP-verbindingen zijn lek en SLIP , en voor mondiale netwerken - X.25-protocol. Biedt ondersteuning bij het gebruik van ontwikkelentechnologieën voor celschakeling - Geldautomaat . Het is gebruikelijk geworden om dit op te nemenintegratie van nieuwe lokale of distributietechnologieën in de TCP/IP-protocolstackgedistribueerde netwerken en hun regulering door nieuwe documenten RFC.

Netwerklaag (laag III) - dit is het niveau van internetwerkinteractieacties. De laag beheert de interactie tussen gebruikers innetwerken. Het ontvangt een verzoek van de transportlaag om een ​​pakket van de afzender te verzenden, samen met het adres van de ontvanger. De laag kapselt het pakket in een datagram in, vult de header ervan en optioneelbridge maakt gebruik van een routeringsalgoritme. Niveauprocessen opbinnenkomende datagrammen en controleert de juistheid van de ontvangen informatiematie. Aan de ontvangende kant: netwerklaagsoftwareverwijdert de header en bepaalt welk transportprotocolzal het pakket verwerken.

Als het primaire netwerklaagprotocol in de TCP/IP-stack protocol gebruikt IK P , die is gemaakt met het doel informatie over te dragenformaties in gedistribueerde netwerken. Voordeel van het protocol IK P is de mogelijkheid van effectieve werking ervan in netwerken met complexe topologieënaan haar. In dit geval gebruikt het protocol rationeel de doorvoermethodevan communicatielijnen met lage snelheid. De kern van het protocol IK P neergelegd datagrameen methode die de bezorging van het pakket niet garandeert, maargericht op de uitvoering ervan.

Dit niveau omvat alle protocollen die onderrouteringstabellen onderhouden en bijwerken. Bovendien hieroverniveau bestaat er een protocol voor het uitwisselen van informatie over fouten tussendu routers op het netwerk en door afzenders.

Volgende niveau -vervoer (niveau II). Hoofd het De taak is om de interactie tussen applicatiesystemen te garanderengram. De transportlaag regelt de informatiestroom van debetrouwbare transmissie garanderen. Hiervoor werd een bevestigingsmechanisme gebruiktwachten op correcte ontvangst met duplicatie van verzending van verloren ofpakketten die met fouten zijn aangekomen. De transportlaag accepteert gegevensgegevens uit verschillende applicatieprogramma's en verzendt deze laag niveau. Daarbij voegt het aanvullende informatie aan elk toepakket, inclusief de waarde van de berekende controlesom.

Op dit niveau werkt het transmissiecontroleprotocol TCP-gegevens (Transmission Control Protocol). ) en transmissieprotocol wanneergeneste pakketten met behulp van de datagrammethode UDP (Gebruikersdatagramprotocol). TCP-protocol biedt gegarandeerde gegevenslevering dankzijvorming van logische verbindingen tussen externe applicatiesprocessen. Protocolwerking UDP vergelijkbaar met hoe het protocol werkt IK P, maar zijn hoofdtaak is het uitvoeren van de functies van een binderde koppeling tussen het netwerkprotocol en verschillende applicaties.

Het hoogste niveau (niveau Ik heb me aangemeld . Het implementeert veelgebruikte applicatielaagservices. Aan hen vangedragen: protocol voor bestandsoverdracht tussen systemen op afstand, overProtocol voor emulatie van terminals op afstand, mailprotocollen, enz. ElkJa ik applicatieprogramma kiest het type transport - of nieteen continue stroom van berichten, of een reeks individuele berichtencommunicatie. Het applicatieprogramma verzendt gegevens naar de transportlaagnaakt in de gewenste vorm.

Beschouwing van de werkingsprincipes van de protocolstack Het is raadzaam om TCP/IP te implementeren, beginnend bij de protocollen op het derde niveauNee. Dit komt door het feit dat protocollen op een hoger niveau in hunwerk is gebaseerd functionaliteit protocollen op een lager niveau. Om routeringsproblemen in gedistribueerde netwerken te begrijpenHet wordt aanbevolen om protocollen in de volgende netwerken te bestuderen: opeenvolgingen: IP, ARP, ICMP, UDP en TCP . Dit komt door het feit dat om informatie te leveren tussen systemen op afstand in een gedistribueerd netwerk, de hele familie van systemen tot op zekere hoogte wordt gebruiktka TCP/IP-protocollen.

De TCP/IP-protocolstack bevat een groot aantalprotocollen op applicatieniveau. Deze protocollen voeren verschillende taken uitfuncties, waaronder: netwerkbeheer, bestandsoverdracht, levering van gedistribueerde diensten bij gebruik van bestanden, termemulatievissen, e-mailbezorging, enz. Protocol voor bestandsoverdracht ( Protocol voor bestandsoverdracht - FTP ) kunt u bestanden tussen computers verplaatsencomputersystemen. Protocol Telnet biedt virtuele terminimale emulatie. Eenvoudig netwerkbeheerprotocol ( Eenvoudig netwerkbeheerprotocol - SNMP ) is een controleprotocolnetwerkdetectie, gebruikt om abnormale netwerkomstandigheden te meldenen het vaststellen van de waarden van aanvaardbare drempels in het netwerk. Eenvoudig protocol e-mailoverdracht (Simple Mail Transfer Protocol - SMTP) biedt e-mailtransmissiemechanisme. Deze protocollen en andere toepassingentoepassingen maken gebruik van de diensten van de TCP/IP-stack om gebruikers te voorzienbasis netwerkdiensten.

Meer informatie over de applicatielaagprotocollen van de protocolstackTCP/IP binnen van dit materiaal worden niet beschouwd.

Voordat we de protocollen van de TCP/IP-stack gaan bekijken, willen we eerst de basis introducerentermen die de namen definiëren van stukjes informatie die worden overgebrachttussen niveaus. De naam van het gegevensblok dat via het netwerk wordt verzondenhangt af van op welke laag van de protocolstapel het zich bevindt. Het gegevensblok waarmee een netwerkinterface te maken heeft, wordt genoemd kader . Als het datablok zich tussen de netwerkinterface en het netwerk bevindtniveau, heet dat IP-datagram (of gewoon datagramMijn). Een blok gegevens dat circuleert tussen transport en netwerk niveaus en hoger wordt genoemd IP-pakket.In afb. 1.3 toont de verhoudingCorrespondentie van datablokaanduidingen met de niveaus van de TCP/IP-protocolstack.

Rijst. 1. 3. Aanduiding van stukjes informatie op het niveau van de TCP/IP-stack.

Het is erg belangrijk om de beschrijving van de lagen van de TCP/IP-protocolstack aan te vullen met een beschrijving van het verschil tussen verzending van een zender rechtstreeks naar een ontvanger en verzending over meerdere netwerken. In afb. Figuur 4 laat het verschil tussen dit soort transmissies zien.

Rijst.1.4. Methoden voor het verzenden van informatie.

Wanneer een bericht via een router via twee netwerken wordt afgeleverd, worden er twee verschillende gebruikt netwerkframe(frame 1 en frame 2). Frame 1 - voor verzending van de afzender naar de router, frame 2 - van de router naar de ontvanger.

De applicatielaag en de transportlaag kunnen verbindingen tot stand brengen, dus het gelaagdheidsprincipe dicteert dat het pakket dat wordt ontvangen door de transportlaag van de ontvanger identiek moet zijn aan het pakket dat wordt verzonden door de transportlaag van de zender.

Interactie tussen computers op internet vindt plaats via netwerkprotocollen, een overeengekomen reeks specifieke regels, volgens welke verschillende apparaten datatransmissies wisselen informatie uit. Er zijn protocollen voor foutcontroleformaten en andere soorten protocollen. Wereldwijd internetwerken Het meest gebruikte protocol is TCP-IP.

Wat voor soort technologie is dit? De naam TCP-IP komt van twee netwerkprotocollen: TCP en IP. Uiteraard beperkt de constructie van netwerken zich niet tot deze twee protocollen, maar ze zijn fundamenteel voor zover het de organisatie van de datatransmissie betreft. In feite is TCP-IP een reeks protocollen waarmee individuele netwerken kunnen worden samengevoegd

Het TCP-IP-protocol, dat niet alleen kan worden beschreven door de definities van IP en TCP, omvat ook UDP-protocollen, SMTP, ICMP, FTP, telnet en meer. Deze en andere TCP-IP-protocollen bieden het meeste voltijdbaan Internetnetwerken.

Hieronder geven we een gedetailleerde beschrijving van elk protocol dat is opgenomen in algemeen concept TCP-IP.

. Internet Protocol(IP) is verantwoordelijk voor de directe overdracht van informatie op het netwerk. De informatie wordt in delen (dat wil zeggen pakketten) verdeeld en door de afzender naar de ontvanger verzonden. Voor een nauwkeurige adressering moet u het exacte adres of de coördinaten van de ontvanger opgeven. Dergelijke adressen bestaan ​​uit vier bytes, die door punten van elkaar zijn gescheiden. Het adres van elke computer is uniek.

Het gebruik van alleen het IP-protocol is echter mogelijk niet voldoende voor een correcte gegevensoverdracht, aangezien het volume van de meeste verzonden informatie meer dan 1500 tekens bedraagt, wat niet langer in één pakket past, en sommige pakketten verloren kunnen gaan tijdens de verzending of verzonden kunnen worden. de verkeerde volgorde, wat nodig is.

. Transmissiecontroleprotocol(TCP) wordt op een hoger niveau gebruikt dan het vorige. Gebaseerd op het vermogen van het IP-protocol om informatie van de ene host naar de andere over te dragen, maakt het TCP-protocol het mogelijk grote hoeveelheden informatie te verzenden. TCP is ook verantwoordelijk voor scheiding verzonden informatie in afzonderlijke delen - pakketten - en goed herstel gegevens van pakketten die na verzending worden ontvangen. In dit geval herhaalt dit protocol automatisch de verzending van pakketten die fouten bevatten.

Het beheren van de organisatie van gegevensoverdracht in grote volumes kan worden uitgevoerd met behulp van een aantal protocollen die speciale functionele doeleinden hebben. Er zijn met name de volgende typen TCP-protocollen.

1. FTP (Bestandsoverdracht Protocol) organiseert de bestandsoverdracht en wordt gebruikt om informatie over te dragen tussen twee internetknooppunten met behulp van TCP-verbindingen in de vorm van een binair of eenvoudig tekstbestand, als een benoemd gebied in het computergeheugen. In dit geval maakt het niet uit waar deze knooppunten zich bevinden en hoe ze met elkaar zijn verbonden.

2. Gebruikersdatagramprotocol, of User Datagram Protocol, is verbindingsonafhankelijk en verzendt gegevens in pakketten die UDP-datagrammen worden genoemd. Dit protocol is echter niet zo betrouwbaar als TCP, omdat de afzender niet weet of het pakket daadwerkelijk is ontvangen.

3. ICMP(Internet Control Message Protocol) bestaat om foutmeldingen te verzenden die optreden tijdens de gegevensuitwisseling in Internetnetwerken. Het ICMP-protocol rapporteert echter alleen fouten, maar elimineert niet de redenen die tot deze fouten hebben geleid.

4. Telnet- die wordt gebruikt om een ​​tekstinterface op een netwerk te implementeren met behulp van het TCP-transport.

5. SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) is een specialiteit per email, dat het formaat definieert van berichten die worden verzonden vanaf de ene computer, een zogenaamde SMTP-client, naar een andere computer waarop een SMTP-server draait. Waarin deze zending kan enige tijd worden uitgesteld totdat zowel de client als de server zijn geactiveerd.

Gegevensoverdrachtschema via TCP-IP-protocol

1. Het TCP-protocol verdeelt de volledige hoeveelheid gegevens in pakketten en nummert deze, waardoor ze in TCP-enveloppen worden verpakt, waardoor u de volgorde kunt herstellen waarin delen van de informatie worden ontvangen. Wanneer gegevens in een dergelijke envelop worden geplaatst, wordt een controlesom berekend, die vervolgens in de TCP-header wordt geschreven.

3. TCP controleert vervolgens of alle pakketten zijn ontvangen. Als tijdens de ontvangst de nieuw berekende waarde niet overeenkomt met de informatie die op de envelop staat, geeft dit aan dat een deel van de informatie verloren is gegaan of vervormd is tijdens de verzending, vraagt ​​het TCP-IP-protocol opnieuw om het doorsturen van dit pakket. Bevestiging van de ontvangst van gegevens van de ontvanger is ook vereist.

4. Nadat de ontvangst van alle pakketten is bevestigd, rangschikt het TCP-protocol ze dienovereenkomstig en voegt ze opnieuw samen tot één geheel.

Het TCP-protocol maakt gebruik van herhaalde gegevensoverdrachten en wachtperioden (of time-outs) om een ​​betrouwbare levering van informatie te garanderen. Pakketten kunnen tegelijkertijd in twee richtingen worden verzonden.

Het TCP-IP-protocol elimineert dus de noodzaak om te gebruiken heruitzendingen en verwachtingen voor applicatieprocessen (zoals Telnet en FTP).

internet- mondiaal systeem onderling verbonden computer-, lokale en andere netwerken die met elkaar communiceren via de TCP/IP-protocolstack (Fig. 1).

Figuur 1 – Algemeen diagram van internet

Het internet zorgt voor de uitwisseling van informatie tussen alle computers die erop zijn aangesloten. Type computer en wat deze gebruikt besturingssysteem maakt niet uit.

De belangrijkste cellen van internet zijn lokale netwerken (LAN). Lokaal gebied netwerk). Als iets het lokale netwerk rechtstreeks verbonden met internet, en vervolgens elk werkstation dit netwerk kan er ook verbinding mee maken. Er zijn ook computers die onafhankelijk zijn verbonden met internet. Ze heten host-computers(gastheer – eigenaar).

Elke computer die op het netwerk is aangesloten, heeft een eigen adres, waar een abonnee het overal ter wereld kan vinden.

Belangrijk kenmerk Het voordeel van internet is dat het, hoewel het verschillende netwerken verenigt, geen enkele hiërarchie creëert: alle computers die op het netwerk zijn aangesloten, hebben gelijke rechten.

Nog een onderscheidend kenmerk Het internet is zeer betrouwbaar. Als sommige computers en communicatielijnen uitvallen, blijft het netwerk functioneren. Deze betrouwbaarheid wordt verzekerd door het feit dat er geen enkel controlecentrum op internet is. Als sommige communicatielijnen of computers uitvallen, kunnen berichten via andere communicatielijnen worden verzonden, omdat er altijd verschillende manieren zijn om informatie te verzenden.

Het internet is dat niet commerciële organisatie en is van niemand. Er zijn internetgebruikers in bijna alle landen van de wereld.

Gebruikers maken verbinding met het netwerk via computers van speciale organisaties die internetproviders worden genoemd. De internetverbinding kan permanent of tijdelijk zijn. Internetproviders hebben veel lijnen om gebruikers te verbinden en hogesnelheidslijnen om verbinding te maken met de rest van het internet. Vaak zijn kleinere leveranciers aangesloten op grotere, die op hun beurt weer zijn aangesloten op andere leveranciers.

Organisaties die met elkaar verbonden zijn via de snelste communicatielijnen vormen het kernonderdeel van het netwerk, of de ruggengraat van het Backbon-internet. Als de leverancier rechtstreeks op de nok is aangesloten, is de snelheid van informatieoverdracht maximaal.

In werkelijkheid is het verschil tussen gebruikers en internetproviders tamelijk willekeurig. Elke persoon die zijn computer of zijn lokale computer heeft aangesloten computer netwerk op internet en geïnstalleerd noodzakelijke programma's, kan netwerkverbindingsdiensten aan andere gebruikers leveren. Eén gebruiker kan in principe via een hogesnelheidslijn rechtstreeks verbinding maken met de ruggengraat van het internet.

Over het algemeen wisselt internet informatie uit tussen twee computers die op het netwerk zijn aangesloten. Computers die met internet zijn verbonden, worden vaak internetknooppunten of sites genoemd. , van het Engelse woord site, wat zich vertaalt als plaats, locatie. Hosts die bij internetproviders zijn geïnstalleerd, bieden gebruikers toegang tot internet. Er zijn ook knooppunten die gespecialiseerd zijn in het verstrekken van informatie. Veel bedrijven creëren bijvoorbeeld sites op internet waarop zij informatie over hun producten en diensten verspreiden.

Hoe wordt informatie overgedragen? Er worden twee hoofdconcepten gebruikt op internet: adres en protocol. Elke computer die met internet is verbonden, heeft zijn eigen unieke adres. Net zoals postadres bepaalt op unieke wijze de locatie van een persoon; een internetadres bepaalt op unieke wijze de locatie van een computer op het netwerk. Internetadressen vormen het belangrijkste onderdeel ervan en zullen hieronder in detail worden besproken.

Gegevens die via internet van de ene computer naar de andere worden verzonden, worden in pakketten opgesplitst. Ze bewegen zich tussen de computers waaruit ze bestaan netwerk knooppunten. Pakketten met hetzelfde bericht kunnen verschillende routes volgen. Elk pakket heeft zijn eigen markering, die zorgt voor de juiste montage van het document op de computer waaraan het bericht is gericht.

Wat is een protocol? Zoals eerder gezegd, zijn een protocol de regels voor interactie. Het diplomatieke protocol schrijft bijvoorbeeld voor wat te doen bij het ontmoeten van buitenlandse gasten of het houden van een receptie. Het netwerkprotocol schrijft ook bedieningsregels voor voor computers die op het netwerk zijn aangesloten. Standaard protocollen kracht verschillende computers‘dezelfde taal spreken’. Dit maakt het mogelijk om verschillende soorten computers met verschillende besturingssystemen met internet te verbinden.

Basisprotocollen Het internet is een stapel TCP/IP-protocollen. Allereerst is het noodzakelijk om dit te verduidelijken in het technische begrip van TCP/IP - dit is niet één netwerkprotocol, maar twee protocollen die op verschillende niveaus liggen netwerkmodel(dit is de zgn protocolstapel). TCP-protocol - protocol vervoer niveau. Hij bepaalt wat hoe gegevensoverdracht plaatsvindt. IP-protocol - adres. Hij hoort erbij netwerkniveau en bepaalt waar de overdracht plaatsvindt.

Protocol TCP. Volgens het TCP-protocol , de verzonden gegevens worden in kleine pakketjes “geknipt”, waarna elk pakketje zo wordt gemarkeerd dat het de gegevens bevat die nodig zijn voor correcte montage document op de computer van de ontvanger.

Om de essentie van het TCP-protocol te begrijpen, kunt u zich een correspondentieschaakspel voorstellen, waarbij twee deelnemers tegelijkertijd een tiental spellen spelen. Elke zet wordt op een aparte kaart genoteerd, waarop het spelnummer en het zetnummer vermeld staan. In dit geval zijn er tussen twee partners via hetzelfde mailkanaal maar liefst een dozijn verbindingen (één per partij). Twee computers die door één met elkaar zijn verbonden fysieke verbinding, kan op dezelfde manier meerdere TCP-verbindingen tegelijkertijd ondersteunen. Twee tussenliggende netwerkservers kunnen bijvoorbeeld gelijktijdig via één communicatielijn in beide richtingen veel TCP-pakketten van meerdere clients naar elkaar verzenden.

Als we op internet werken, dan één telefoonlijn Wij kunnen tegelijkertijd documenten accepteren uit Amerika, Australië en Europa. Pakketten van elk document worden afzonderlijk ontvangen, gescheiden in de tijd, en zodra ze worden ontvangen, worden ze verzameld in verschillende documenten.

Protocol IK P . Laten we nu eens kijken naar het adresprotocol: IP (Internet Protocol). De essentie is dat elke deelnemer Wereld wijde web moet een eigen uniek adres (IP-adres) hebben. Zonder dit kunnen we niet praten over een nauwkeurige levering van TCP-pakketten op de gewenste bestemming. werkplek. Dit adres wordt heel eenvoudig uitgedrukt: vier cijfers, bijvoorbeeld: 195.38.46.11. We zullen later meer in detail kijken naar de structuur van een IP-adres. Het is zo georganiseerd dat elke computer waar een TCP-pakket doorheen gaat, aan de hand van deze vier getallen kan bepalen welke van zijn dichtstbijzijnde “buren” het pakket moet doorsturen, zodat het “dichter” bij de ontvanger is. Als resultaat van een eindig aantal overdrachten bereikt het TCP-pakket de geadresseerde.

Het woord ‘dichterbij’ staat niet voor niets tussen aanhalingstekens. IN in dit geval Het is niet de geografische ‘nabijheid’ die wordt beoordeeld. De communicatievoorwaarden en doorvoer lijnen. Twee computers op verschillende continenten, maar verbonden door een krachtige lijn communicatie in de ruimte, worden als dichter bij elkaar beschouwd dan twee computers uit naburige dorpen die eenvoudig met elkaar verbonden zijn telefoon draad. Er wordt aandacht besteed aan de oplossing van de vragen wat als ‘dichterbij’ en wat als ‘verder’ wordt beschouwd speciale middelen - routers. De rol van routers in een netwerk wordt meestal gespeeld door gespecialiseerde computers, maar dit kunnen ook speciale programma's zijn die op de knooppuntservers van het netwerk draaien.

TCP/IP-protocolstack

TCP/IP-protocolstack- een reeks protocollen voor netwerkgegevensoverdracht die worden gebruikt in netwerken, waaronder internet. De naam TCP/IP komt van de twee belangrijkste protocollen van de familie: Transmission Control Protocol (TCP) en Internet Protocol (IP), die als eerste in deze standaard zijn ontwikkeld en beschreven.

Protocollen werken met elkaar in een stapel. stapel, stack) - dit betekent dat het protocol dat zich op een hoger niveau bevindt, “bovenop” het lagere niveau werkt, met behulp van inkapselingsmechanismen. Het TCP-protocol draait bijvoorbeeld bovenop het IP-protocol.

De TCP/IP-protocolstack bestaat uit vier lagen:

• applicatielaag
• transport laag(transport laag),
• netwerklaag (internetlaag),
• linklaag.

De protocollen van deze niveaus implementeren de functionaliteit van het OSI-model volledig (tabel 1). Alle gebruikersinteractie in IP-netwerken is gebaseerd op de TCP/IP-protocolstack. De stack is onafhankelijk van het fysieke datatransmissiemedium.

tafel 1– Vergelijking van de TCP/IP-protocolstack en het OSI-referentiemodel

Applicatielaag

Op toepassingsniveau(Applicatielaag) voert de meeste netwerkapplicaties uit.

Deze programma's hebben hun eigen communicatieprotocollen, bijvoorbeeld HTTP voor WWW, FTP (bestandsoverdracht), SMTP (e-mail), SSH ( beveiligde verbinding Met externe machine), DNS (symbolische namen omzetten naar IP-adressen) en vele anderen.

Deze protocollen werken voor het grootste deel bovenop TCP of UDP en zijn gekoppeld aan een specifieke poort, bijvoorbeeld:

• HTTP naar TCP-poort 80 of 8080,
• FTP naar TCP-poort 20 (voor gegevensoverdracht) en 21 (voor besturingsopdrachten),
• DNS-query's op UDP-poort(minder vaak TCP) 53,

Transport laag

Transportlaagprotocollen kunnen het probleem van ongegarandeerde berichtbezorging oplossen (“heeft het bericht de ontvanger bereikt?”), en ook garanderen juiste volgorde aankomst van gegevens. In de TCP/IP-stack bepalen transportprotocollen voor welke toepassing de gegevens bedoeld zijn.

De automatische routeringsprotocollen die logisch in deze laag worden weergegeven (omdat ze bovenop IP draaien) maken feitelijk deel uit van de netwerklaagprotocollen; bijvoorbeeld OSPF (IP-ID 89).

TCP (IP ID 6) is een ‘gegarandeerd’, vooraf tot stand gebracht transportmechanisme dat een applicatie voorziet van een betrouwbare gegevensstroom, het vertrouwen biedt dat de ontvangen gegevens foutloos zijn, gegevens opnieuw opvraagt ​​als deze verloren gaan, en duplicatie van gegevens elimineert. gegevens. Met TCP kunt u de belasting van het netwerk regelen en de latentie van gegevens verminderen bij verzending over lange afstanden. Bovendien zorgt TCP ervoor dat de ontvangen gegevens in exact dezelfde volgorde worden verzonden. Dit is het belangrijkste verschil met UDP.

UDP (IP ID 17) verbindingsloos datagramoverdrachtprotocol. Het wordt ook wel een “onbetrouwbaar” transmissieprotocol genoemd, in de zin van de onmogelijkheid om de bezorging van een bericht aan de ontvanger te verifiëren, evenals de mogelijke vermenging van pakketten. Toepassingen die een gegarandeerde gegevensoverdracht vereisen, gebruiken het TCP-protocol.

UDP wordt vaak gebruikt in toepassingen zoals video streamen En computer spelletjes, waar pakketverlies acceptabel is en het opnieuw proberen van een verzoek moeilijk of niet gerechtvaardigd is, of in challenge-response-toepassingen (zoals DNS-query's) waar het maken van een verbinding meer bronnen kost dan opnieuw verzenden.

Zowel TCP als UDP gebruiken een nummer dat een poort wordt genoemd om hun protocol op de bovenste laag te identificeren.

Netwerklaag

De internetlaag is oorspronkelijk ontworpen om gegevens van het ene (sub)netwerk naar het andere over te brengen. Met de ontwikkeling van het concept van een mondiaal netwerk werd dit niveau geïntroduceerd extra functies voor verzending van elk netwerk naar elk netwerk, ongeacht protocollen op een lager niveau, evenals de mogelijkheid om gegevens op te vragen van een externe partij, bijvoorbeeld in het ICMP-protocol (gebruikt voor verzending diagnostische informatie IP-verbindingen) en IGMP (gebruikt om multicast-streams te beheren).

ICMP en IGMP bevinden zich boven IP en zouden naar de volgende transportlaag moeten gaan, maar functioneel zijn het netwerklaagprotocollen en kunnen daarom niet in het OSI-model worden ingepast.

IP-netwerkprotocolpakketten kunnen code bevatten die aangeeft welk protocol volgende niveau moet worden gebruikt om gegevens uit het pakket te extraheren. Dit nummer is uniek IP-protocolnummer. ICMP en IGMP zijn respectievelijk genummerd 1 en 2.

Datalinklaag

De Link-laag beschrijft hoe datapakketten via de fysieke laag worden verzonden, inclusief codering(dat wil zeggen speciale reeksen bits die het begin en einde van een datapakket bepalen). Ethernet bevat bijvoorbeeld in de pakketkopvelden een indicatie van voor welke machine of machines op het netwerk het pakket bestemd is.

Voorbeelden van linklaagprotocollen zijn Ethernet, Wi-Fi, Frame Relay, Token-ring, geldautomaat, enz.

De datalinklaag is soms verdeeld in 2 sublagen: LLC en MAC.

Bovendien beschrijft de datalinklaag het datatransmissiemedium (of coaxiale kabel, gedraaid paar, optische vezel of radiokanaal), fysieke eigenschappen een dergelijke omgeving en het principe van datatransmissie (kanaalscheiding, modulatie, signaalamplitude, signaalfrequentie,, responswachttijd en maximale afstand).

Inkapseling

Inkapseling is het verpakken, of nesten, van pakketten van hoog niveau (mogelijk van verschillende protocollen) in pakketten van hetzelfde protocol (lager niveau), inclusief het adres.

Wanneer een toepassing bijvoorbeeld een bericht moet verzenden via TCP, gebeurt dat ook volgende reeks acties (Fig. 2):

Figuur 2 – Inkapselingsproces

• Allereerst vult de applicatie een speciale datastructuur in waarin informatie over de ontvanger wordt weergegeven (netwerkprotocol, IP-adres, TCP-poort);
• verzendt het bericht, de lengte en structuur ervan met informatie over de ontvanger naar de TCP-protocolhandler (transportlaag);
• de TCP-handler genereert een segment waarin het bericht de gegevens zijn en de headers de TCP-poort van de ontvanger bevatten (evenals andere gegevens);
• de TCP-handler geeft het gegenereerde segment door aan de IP-handler (netwerklaag);
• de IP-handler behandelt het door TCP verzonden segment als gegevens en gaat hieraan vooraf met zijn header (die in het bijzonder het IP-adres van de ontvanger bevat, afkomstig uit dezelfde applicatiedatastructuur, en het bovenste protocolnummer;
• De IP-handler verzendt het ontvangen pakket naar de datalinklaag, die er opnieuw rekening mee houdt Huidig ​​pakket als “ruwe” gegevens;
• De handler op linkniveau voegt, vergelijkbaar met eerdere handlers, zijn header toe aan het begin (wat ook het protocolnummer op het hoogste niveau aangeeft, in ons geval is dit 0x0800(IP)) en voegt in de meeste gevallen de laatste controlesom, waardoor een frame wordt gevormd;
• vervolgens wordt het ontvangen frame verzonden naar de fysieke laag, die bits omzet in elektrische of optische signalen en stuurt ze naar het transmissiemedium.

Aan de ontvangende kant wordt het omgekeerde proces (bottom-up), decapsulatie genaamd, uitgevoerd om de gegevens uit te pakken en aan de applicatie te presenteren.

Gerelateerde informatie.