แนวคิดของ "กองโปรโตคอลการสื่อสาร" สแต็ค OSI บทคัดย่อ โมเดล OSI เจ็ดเลเยอร์ สแต็กโปรโตคอล ทำความเข้าใจกับโมเดล OSI และสแต็กโปรโตคอล OSI

มีความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างโมเดล OSI และสแต็ก OSI ในขณะที่แบบจำลอง OSI เป็นกรอบแนวคิดสำหรับการทำงานร่วมกัน ระบบเปิดสแต็ก OSI คือชุดข้อกำหนดเฉพาะของโปรโตคอลที่เฉพาะเจาะจงมาก แตกต่างจากสแต็กโปรโตคอลอื่นๆ สแต็ก OSI เป็นไปตามโมเดล OSI อย่างสมบูรณ์ และมีข้อกำหนดโปรโตคอลสำหรับเลเยอร์การทำงานร่วมกันทั้งเจ็ดเลเยอร์ที่กำหนดไว้ในโมเดล ที่ระดับต่ำกว่า สแต็ก OSI รองรับอีเธอร์เน็ต, Token Ring, FDDI, โปรโตคอล WAN, X.25 และ ISDN นั่นคือ ใช้โปรโตคอลระดับต่ำกว่าที่พัฒนานอกสแต็ก เช่นเดียวกับสแต็กอื่นๆ ทั้งหมด มีการระบุและปรับใช้โปรโตคอลเครือข่าย การขนส่ง และเลเยอร์เซสชันของสแต็ก OSI ผู้ผลิตต่างๆแต่ยังไม่แพร่หลาย โปรโตคอลยอดนิยมในสแต็ก OSI คือโปรโตคอลแอปพลิเคชัน ซึ่งรวมถึง: โปรโตคอลการถ่ายโอนไฟล์ RTAM, โปรโตคอลการจำลองเทอร์มินัล VTP, โปรโตคอล โต๊ะช่วยเหลือ X.500, อีเมล X.400 และอื่นๆ อีกมากมาย

โปรโตคอลของสแต็ก OSI มีลักษณะเฉพาะด้วยความซับซ้อนและความคลุมเครือของข้อกำหนดอย่างมาก คุณสมบัติเหล่านี้เป็นผล นโยบายทั่วไปนักพัฒนาสแต็กที่ต้องการคำนึงถึงกรณีการใช้งานทั้งหมดและเทคโนโลยีที่มีอยู่และที่เกิดขึ้นใหม่ทั้งหมดในโปรโตคอลของตน

เนื่องจากความซับซ้อน โปรโตคอล OSI จึงต้องใช้พลังงาน CPU จำนวนมาก ทำให้เหมาะสำหรับเครื่องจักรที่ทรงพลังมากกว่าเครือข่าย คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล.

สแต็ค OSI- มาตรฐานสากลที่ไม่ขึ้นกับผู้ผลิต ได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาลสหรัฐฯ ในโครงการ GOSIP ตามที่กล่าวมาทั้งหมด เครือข่ายคอมพิวเตอร์,

ที่ติดตั้งในหน่วยงานรัฐบาลของสหรัฐอเมริกาหลังปี 1990 จะต้องสนับสนุนสแต็ก OSI โดยตรงหรือจัดเตรียมช่องทางในการโยกย้ายไปยังสแต็กนั้นในอนาคต หนึ่งในผู้ผลิตรายใหญ่ที่สุดที่สนับสนุน OSI คือ AT&T เครือข่าย Stargroup นั้นใช้สแต็กนี้ทั้งหมด

สแต็ก TCP/IPได้รับการพัฒนาตามความคิดริเริ่มของกระทรวงกลาโหมสหรัฐอเมริกาเมื่อกว่า 20 ปีที่แล้ว มหาวิทยาลัยเบิร์กลีย์มีส่วนสำคัญในการพัฒนาสแต็ก TCP/IP ซึ่งได้รับการตั้งชื่อมาจากโปรโตคอล IP และ TCP ที่ได้รับความนิยม โดยการนำสแต็กโปรโตคอลไปใช้งานในเวอร์ชันของ UNIX OS ความนิยมของระบบปฏิบัติการนี้นำไปสู่การใช้ TCP, IP และสแต็กโปรโตคอลอื่นๆ อย่างกว้างขวาง ปัจจุบันสแต็กนี้ใช้เพื่อเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์บนอินเทอร์เน็ต รวมถึงในเครือข่ายองค์กรจำนวนมาก

สแต็ก TCP/IP ที่ระดับต่ำกว่ารองรับมาตรฐานยอดนิยมทั้งหมดของเลเยอร์ฟิสิคัลและดาต้าลิงก์: เครือข่ายท้องถิ่น- เหล่านี้คือ Ethernet, Token Ring, FDDI สำหรับระดับโลก - โปรโตคอลสำหรับการทำงานกับสายสวิตช์แบบอะนาล็อกและแบบเช่า SLIP, PPP, โปรโตคอล เครือข่ายอาณาเขต X.25 และ ISDN

โปรโตคอลหลักของสแต็กซึ่งตั้งชื่อให้คือ IP และ TCP โปรโตคอลเหล่านี้ในคำศัพท์เฉพาะของโมเดล OSI เป็นของเลเยอร์เครือข่ายและการขนส่งตามลำดับ IP ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแพ็กเก็ตเดินทางข้ามเครือข่ายคอมโพสิต และ TCP ช่วยให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือของการจัดส่ง

ในการใช้งานเป็นเวลาหลายปีในเครือข่ายของประเทศและองค์กรต่างๆ TCP/IP Stack ได้รวมเข้าด้วยกัน จำนวนมากโปรโตคอลระดับแอปพลิเคชัน ซึ่งรวมถึงโปรโตคอลยอดนิยมเช่นโปรโตคอลการส่งต่อ ไฟล์เอฟทีพี, โปรโตคอลการจำลองเทอร์มินัล telnet, โปรโตคอลเมล SMTP ที่ใช้ อีเมลเครือข่ายอินเทอร์เน็ต บริการไฮเปอร์เท็กซ์ WWW และอื่นๆ อีกมากมาย

ปัจจุบัน TCP/IP stack เป็นหนึ่งในสแต็กโปรโตคอลการขนส่งที่พบมากที่สุดในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ อินเทอร์เน็ตเพียงอย่างเดียวเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ประมาณ 10 ล้านเครื่องทั่วโลกซึ่งมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันโดยใช้สแต็กโปรโตคอล TCP/IP

การเติบโตอย่างรวดเร็วความนิยมของอินเทอร์เน็ตยังนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในความสมดุลของพลังงานในโลกของโปรโตคอลการสื่อสาร - โปรโตคอล TCP/IP ที่ใช้สร้างอินเทอร์เน็ตเริ่มที่จะผลักดันผู้นำที่ไม่มีปัญหาของปีก่อน ๆ ออกไปอย่างรวดเร็ว - IPX/SPX stack ของ Novell ขณะนี้ระบบปฏิบัติการทางอุตสาหกรรมใดๆ ก็ตามจำเป็นต้องรวมการใช้งานซอฟต์แวร์ของสแต็กนี้ไว้ในแพ็คเกจการจัดส่งด้วย

แม้ว่าโปรโตคอล TCP/IP จะเชื่อมโยงกับอินเทอร์เน็ตและแต่ละกองเรือมูลค่าหลายล้านดอลลาร์อย่างแยกไม่ออก คอมพิวเตอร์อินเตอร์เน็ตทำงานบนพื้นฐานของสแต็กนี้ มีเครือข่ายท้องถิ่น องค์กร และอาณาเขตจำนวนมากที่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของอินเทอร์เน็ตโดยตรง ซึ่งใช้โปรโตคอล TCP/IP เช่นกัน เพื่อแยกความแตกต่างจากอินเทอร์เน็ต เครือข่ายเหล่านี้เรียกว่าเครือข่าย TCP/IP หรือเรียกง่ายๆ ว่าเครือข่าย IP

เนื่องจากเดิมทีสแต็ก TCP/IP ได้รับการออกแบบมาสำหรับอินเทอร์เน็ตทั่วโลก จึงมีคุณสมบัติมากมายที่ทำให้ได้เปรียบเหนือโปรโตคอลอื่นๆ เมื่อพูดถึงการสร้างเครือข่ายที่มีการสื่อสารบริเวณกว้าง โดยเฉพาะมาก ทรัพย์สินที่มีประโยชน์ทำให้สามารถใช้โปรโตคอลนี้ได้ใน เครือข่ายขนาดใหญ่คือความสามารถในการกระจายแพ็กเก็ต แท้จริงแล้ว เครือข่ายคอมโพสิตขนาดใหญ่มักประกอบด้วยเครือข่ายที่สร้างขึ้นอย่างสมบูรณ์ หลักการที่แตกต่างกัน- แต่ละเครือข่ายเหล่านี้สามารถตั้งค่าของตัวเองสำหรับความยาวสูงสุดของหน่วยข้อมูลที่ส่ง (เฟรม) ในกรณีนี้ เมื่อย้ายจากเครือข่ายหนึ่งที่มีความยาวสูงสุดมากกว่าไปยังเครือข่ายที่เล็กกว่า ความยาวสูงสุดอาจจำเป็นต้องแบ่งเฟรมที่ส่งออกเป็นหลายส่วน โปรโตคอล IP ของสแต็ก TCP/IP ช่วยแก้ปัญหานี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

คุณสมบัติอีกประการหนึ่งของเทคโนโลยี TCP/IP คือระบบการกำหนดแอดเดรสที่ยืดหยุ่น ซึ่งทำให้การรวมเครือข่ายของเทคโนโลยีอื่น ๆ เข้ากับอินเทอร์เน็ตได้ง่ายขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับโปรโตคอลอื่น ๆ ที่มีวัตถุประสงค์คล้ายคลึงกัน คุณสมบัตินี้ยังอำนวยความสะดวกในการใช้สแต็ก TCP/IP สำหรับการสร้างเครือข่ายที่ต่างกันขนาดใหญ่

สแต็ก TCP/IP ใช้ความสามารถในการออกอากาศเพียงเล็กน้อย คุณสมบัตินี้จำเป็นอย่างยิ่งเมื่อทำงานกับช่องทางการสื่อสารที่ช้าซึ่งมีลักษณะเฉพาะของเครือข่ายอาณาเขต

อย่างไรก็ตาม เช่นเคย คุณจะต้องจ่ายตามผลประโยชน์ที่คุณได้รับ และราคาที่นี่จะกลายเป็น ความต้องการสูงทรัพยากรและความซับซ้อนของการจัดการเครือข่าย IP ฟังก์ชันการทำงานอันทรงพลังของสแต็กโปรโตคอล TCP/IP ต้องใช้ต้นทุนการคำนวณสูงในการดำเนินการ ระบบที่ยืดหยุ่นการระบุและการปฏิเสธการออกอากาศนำไปสู่การมีอยู่ในเครือข่าย IP ของบริการรวมศูนย์ต่างๆ เช่น DNS, DHCP เป็นต้น แต่ละบริการเหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่ออำนวยความสะดวกในการบริหารเครือข่ายรวมถึงการอำนวยความสะดวกในการกำหนดค่าอุปกรณ์ แต่ในขณะเดียวกันก็ต้องได้รับการดูแลอย่างใกล้ชิดจาก ผู้ดูแลระบบ

พื้นฐานระเบียบวิธีสำหรับการกำหนดมาตรฐานในเครือข่ายคอมพิวเตอร์เป็นแนวทางหลายระดับในการพัฒนาเครื่องมือ ปฏิสัมพันธ์ของเครือข่าย- มันเป็นแนวทางที่รูปแบบมาตรฐานของการโต้ตอบระหว่างเปิดนี้ ระบบโอเอสไอ(การเชื่อมต่อโครงข่ายแบบเปิด) มันถูกสร้างขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1980 ตามข้อเสนอทางเทคนิค สถาบันนานาชาติ มาตรฐานไอเอสโอและมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาเครือข่ายคอมพิวเตอร์

แบบจำลอง OSI กำหนดระดับต่างๆ ของการโต้ตอบระหว่างระบบ ชื่อมาตรฐานและระบุฟังก์ชันที่แต่ละระดับควรปฏิบัติ แบบจำลอง ISO/OSI ได้รับการพัฒนาจากพื้นฐานขนาดใหญ่ ประสบการณ์จริงได้รับระหว่างการสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเครือข่ายระดับโลกในปี 1970

ในแบบจำลอง OSI (รูปที่ 1.1) วิธีการสื่อสารแบ่งออกเป็นเจ็ดชั้น: แอปพลิเคชัน การนำเสนอ เซสชัน การขนส่ง ลิงก์ ฟิสิคัล และเครือข่าย ใช้ระดับสูงสุด ในขั้นตอนนี้ ผู้ใช้โต้ตอบกับระบบคอมพิวเตอร์ ระดับต่ำสุด - ทางกายภาพ - ช่วยให้มั่นใจในการแลกเปลี่ยนสัญญาณระหว่างอุปกรณ์ การแลกเปลี่ยนข้อมูลในระบบการสื่อสารเกิดขึ้นโดยการย้ายข้อมูลจากระดับบนลงสู่ระดับล่าง จากนั้นจึงขนส่งไปตามสายการสื่อสาร และสุดท้ายเล่นข้อมูลในคอมพิวเตอร์ของลูกค้าอันเป็นผลมาจากการเคลื่อนย้ายจากระดับล่างขึ้นสู่ระดับบน

เพื่อให้แน่ใจว่ามีความเข้ากันได้ที่จำเป็นในแต่ละสถาปัตยกรรมเครือข่ายคอมพิวเตอร์ทั้งเจ็ดระดับจึงมีความพิเศษ โปรโตคอลมาตรฐาน- เป็นกฎที่เป็นทางการซึ่งกำหนดลำดับและรูปแบบของข้อความที่แลกเปลี่ยนระหว่างส่วนประกอบเครือข่ายที่อยู่ในระดับเดียวกัน แต่อยู่ในโหนดเครือข่ายต่างกัน

ชุดโปรโตคอลที่จัดระเบียบตามลำดับชั้นที่เพียงพอเพื่อให้แน่ใจว่ามีปฏิสัมพันธ์ของโหนดในเครือข่ายเรียกว่าสแต็กโปรโตคอลการสื่อสาร ควรมีความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างโมเดล OSI และสแต็ก โปรโตคอล OSI- โมเดล OSI เป็นกรอบแนวคิดสำหรับการเชื่อมต่อระหว่างระบบเปิด และสแต็กโปรโตคอล OSI คือชุดของข้อกำหนดโปรโตคอลที่เฉพาะเจาะจงมากสำหรับเลเยอร์การทำงานร่วมกันเจ็ดเลเยอร์ที่กำหนดไว้ในโมเดล OSI

โปรโตคอลการสื่อสารสามารถใช้ได้ทั้งในซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ โปรโตคอลชั้นล่างมักถูกนำมาใช้โดยใช้ซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์รวมกัน ในขณะที่โปรโตคอลชั้นล่างกว่ามักจะถูกนำมาใช้เพียงอย่างเดียว ซอฟต์แวร์.

โมดูลที่ใช้โปรโตคอลของเลเยอร์ข้างเคียงและอยู่ในโหนดเครือข่ายเดียวกันจะต้องโต้ตอบซึ่งกันและกันตามกฎที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนและใช้รูปแบบข้อความที่เป็นมาตรฐาน

กฎเหล่านี้เรียกว่าอินเทอร์เฟซแบบข้ามเลเยอร์ อินเทอร์เฟซกำหนดชุดบริการที่มอบให้โดยเลเยอร์ที่กำหนดให้กับเพื่อนบ้าน โดยพื้นฐานแล้ว โปรโตคอลและอินเทอร์เฟซเป็นแนวคิดที่คล้ายกัน แต่โดยทั่วไปแล้วจะถูกกำหนดไว้ในเครือข่าย พื้นที่ที่แตกต่างกันการดำเนินการ: โปรโตคอลกำหนดกฎสำหรับการโต้ตอบของโมดูลในระดับเดียวกันในโหนดที่แตกต่างกันของเครือข่าย และอินเทอร์เฟซจะกำหนดกฎสำหรับการโต้ตอบของโมดูลในระดับใกล้เคียงกันในโหนดเดียวกัน

ลองพิจารณาว่าในโมเดล OSI เจ็ดชั้น การแลกเปลี่ยนข้อมูลเกิดขึ้นระหว่างผู้ใช้เครือข่ายสองคนที่ตั้งอยู่ในเมืองต่างๆ:

ในระดับแอปพลิเคชันโดยใช้ การใช้งานพิเศษผู้ใช้สร้างเอกสาร (ข้อความ ภาพวาด ฯลฯ );

ในระดับตัวแทน ระบบปฏิบัติการ (OS) ของคอมพิวเตอร์จะบันทึกตำแหน่งของข้อมูลที่สร้างขึ้น (ใน หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่มในไฟล์บนฮาร์ดไดรฟ์ ฯลฯ ) และจัดเตรียมการโต้ตอบกับระดับถัดไป

ในระดับเซสชัน คอมพิวเตอร์ของผู้ใช้จะโต้ตอบกับเครือข่ายท้องถิ่นหรือระดับโลก โปรโตคอลในระดับนี้จะตรวจสอบสิทธิ์ของผู้ใช้ในการ "ออกอากาศ" และส่งเอกสารไปยังโปรโตคอลการขนส่ง

ที่เลเยอร์การขนส่ง เอกสารจะถูกแปลงเป็นรูปแบบที่ข้อมูลจะถูกส่งบนเครือข่ายที่ใช้งานอยู่ ดังนั้นเอกสารจึงสามารถแบ่งออกเป็นแพ็คเกจขนาดเล็กขนาดมาตรฐานได้

เลเยอร์เครือข่ายกำหนดเส้นทางการเคลื่อนย้ายข้อมูลบนเครือข่าย ตัวอย่างเช่น หากในระดับการขนส่ง ข้อมูลถูก "ตัด" ออกเป็นแพ็กเก็ต ดังนั้นในระดับเครือข่าย แต่ละแพ็กเก็ตจะต้องได้รับที่อยู่ซึ่งจะถูกส่งโดยแยกจากที่อื่น

เลเยอร์ลิงก์เป็นสิ่งจำเป็นในการปรับสัญญาณที่ไหลเวียนที่เลเยอร์ฟิสิคัลตามข้อมูลที่ได้รับจากเลเยอร์เครือข่าย ในคอมพิวเตอร์ ฟังก์ชั่นเหล่านี้ดำเนินการโดยการ์ดเครือข่ายหรือโมเด็ม

การถ่ายโอนข้อมูลจริงเกิดขึ้นที่ชั้นกายภาพ ไม่มีเอกสาร ไม่มีแพ็กเก็ต หรือแม้แต่ไบต์ มีเพียงบิตเท่านั้น นั่นคือ หน่วยพื้นฐานของการแสดงข้อมูล สิ่งอำนวยความสะดวกฟิสิคัลเลเยอร์ตั้งอยู่ภายนอกคอมพิวเตอร์ บนเครือข่ายท้องถิ่นโดยใช้ โมเด็มโทรศัพท์นี่คือเส้น การสื่อสารทางโทรศัพท์,สวิตชิ่งอุปกรณ์ การแลกเปลี่ยนทางโทรศัพท์และอื่น ๆ

บนคอมพิวเตอร์ของผู้รับข้อมูล กระบวนการแปลงย้อนกลับเกิดขึ้น - จากสัญญาณบิตไปยังเอกสารโดยค่อยๆ ย้ายจากการโต้ตอบระดับล่างขึ้นบน

สแต็ค OSI

มีความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างโมเดล OSI และสแต็ก OSI แม้ว่าโมเดล OSI จะเป็นพิมพ์เขียวแนวความคิดสำหรับวิธีที่ระบบเปิดเชื่อมต่อกัน แต่สแต็ก OSI ก็เป็นชุดของข้อกำหนดเฉพาะของโปรโตคอลที่เฉพาะเจาะจงมาก แตกต่างจากสแต็กโปรโตคอลอื่นๆ สแต็ก OSI เป็นไปตามโมเดล OSI อย่างสมบูรณ์ และมีข้อกำหนดโปรโตคอลสำหรับเลเยอร์การทำงานร่วมกันทั้งเจ็ดเลเยอร์ที่กำหนดไว้ในโมเดล ที่ระดับต่ำกว่า สแต็ก OSI รองรับอีเธอร์เน็ต, Token Ring, FDDI, โปรโตคอล WAN, X.25 และ ISDN นั่นคือ ใช้โปรโตคอลระดับต่ำกว่าที่พัฒนานอกสแต็ก เช่นเดียวกับสแต็กอื่นๆ ทั้งหมด โปรโตคอลของเลเยอร์เครือข่าย การขนส่ง และเซสชันของสแต็ก OSI ได้รับการระบุและนำไปใช้โดยผู้ผลิตหลายราย แต่ยังไม่แพร่หลาย โปรโตคอลยอดนิยมในสแต็ก OSI คือโปรโตคอลแอปพลิเคชัน ซึ่งรวมถึง: โปรโตคอลการถ่ายโอนไฟล์ FTAM, โปรโตคอลการจำลองเทอร์มินัล VTP, โปรโตคอลแหล่งช่วยเหลือ X.500, โปรโตคอลอีเมล X.400 และอื่นๆ อีกมากมาย

โปรโตคอลของสแต็ก OSI มีลักษณะพิเศษที่มีความซับซ้อนและความคลุมเครืออย่างมาก คุณสมบัติเหล่านี้เป็นผลมาจากนโยบายทั่วไปของนักพัฒนาสแต็กที่พยายามคำนึงถึงกรณีการใช้งานทั้งหมดและเทคโนโลยีที่มีอยู่และที่เกิดขึ้นใหม่ทั้งหมดในโปรโตคอลของตน นอกจากนี้ เรายังต้องเพิ่มผลที่ตามมาของการประนีประนอมทางการเมืองจำนวนมากที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เมื่อนำมาตรฐานสากลมาใช้ในประเด็นเร่งด่วน เช่น การสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบเปิด

เนื่องจากความซับซ้อน โปรโตคอล OSI จึงมีราคาแพง พลังการคำนวณ CPU ทำให้เหมาะสมที่สุดสำหรับเครื่องจักรที่ทรงพลังมากกว่าเครือข่ายของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล

OSI stack เป็นมาตรฐานสากลที่ไม่ขึ้นกับผู้จำหน่าย ได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาลสหรัฐฯ ผ่านโปรแกรม GOSIP ซึ่งกำหนดให้เครือข่ายคอมพิวเตอร์ทั้งหมดที่ติดตั้งในหน่วยงานรัฐบาลของสหรัฐอเมริกาหลังปี 1990 ต้องสนับสนุนสแต็ก OSI โดยตรงหรือจัดให้มีช่องทางในการโยกย้ายไปยังสแต็กนั้นในอนาคต อย่างไรก็ตาม สแต็ก OSI ได้รับความนิยมในยุโรปมากกว่าในสหรัฐอเมริกา เนื่องจากมีเครือข่ายเดิมเหลืออยู่น้อยลงในยุโรปที่ใช้โปรโตคอลของตนเอง องค์กรส่วนใหญ่ยังคงวางแผนการโยกย้ายไปยังสแต็ก OSI และมีเพียงไม่กี่แห่งที่เริ่มโครงการนำร่อง ในบรรดาผู้ที่ทำงานในทิศทางนี้ ได้แก่ กระทรวงกองทัพเรือสหรัฐฯ และเครือข่าย NFSNET หนึ่งในผู้ผลิตรายใหญ่ที่สุดที่สนับสนุน OSI คือ AT&T เครือข่าย Stargroup นั้นใช้สแต็กนี้ทั้งหมด

สแต็ก TCP/IP

TCP/IP stack ได้รับการพัฒนาตามความคิดริเริ่มของกระทรวงกลาโหมสหรัฐอเมริกาเมื่อกว่า 20 ปีที่แล้ว เพื่อเชื่อมต่อเครือข่าย ARPAnet รุ่นทดลองกับเครือข่ายอื่นๆ เป็นชุดของโปรโตคอลทั่วไปสำหรับสภาพแวดล้อมการประมวลผลที่ต่างกัน มหาวิทยาลัยเบิร์กลีย์มีส่วนสำคัญในการพัฒนาสแต็ก TCP/IP ซึ่งได้รับการตั้งชื่อมาจากโปรโตคอล IP และ TCP ที่ได้รับความนิยม โดยการนำสแต็กโปรโตคอลไปใช้งานในเวอร์ชันของ UNIX OS ความนิยมของระบบปฏิบัติการนี้นำไปสู่การใช้ TCP, IP และสแต็กโปรโตคอลอื่นๆ อย่างกว้างขวาง ปัจจุบันสแต็กนี้ใช้เพื่อเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์บนอินเทอร์เน็ต รวมถึงในเครือข่ายองค์กรจำนวนมาก

สแต็ค TCP/IP ที่ระดับต่ำกว่ารองรับมาตรฐานยอดนิยมทั้งหมดของเลเยอร์ฟิสิคัลและดาต้าลิงก์: สำหรับเครือข่ายท้องถิ่น - เหล่านี้คือ Ethernet, Token Ring, FDDI สำหรับเครือข่ายทั่วโลก - โปรโตคอลสำหรับการทำงานกับ dial-up แบบอะนาล็อกและสายเช่า SLIP , PPP, โปรโตคอลสำหรับเครือข่ายอาณาเขต X.25 และ ISDN

ในการใช้งานเป็นเวลาหลายปีในเครือข่ายของประเทศและองค์กรต่างๆ สแต็ค TCP/IP ได้รวมโปรโตคอลระดับแอปพลิเคชันจำนวนมาก ซึ่งรวมถึงโปรโตคอลยอดนิยม เช่น โปรโตคอลการถ่ายโอนไฟล์ FTP, โปรโตคอลการจำลองเทอร์มินัล telnet, โปรโตคอลเมล SMTP ที่ใช้ในอีเมลอินเทอร์เน็ต, บริการไฮเปอร์เท็กซ์ของบริการ WWW และอื่นๆ อีกมากมาย

ปัจจุบัน TCP/IP stack เป็นหนึ่งในสแต็กโปรโตคอลการขนส่งที่พบมากที่สุดในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ แท้จริงแล้ว อินเทอร์เน็ตเพียงอย่างเดียวเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ประมาณ 10 ล้านเครื่องทั่วโลกซึ่งมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันโดยใช้สแต็กโปรโตคอล TCP/IP

การเติบโตอย่างรวดเร็วของความนิยมของอินเทอร์เน็ตยังนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในความสมดุลของพลังงานในโลกของโปรโตคอลการสื่อสาร - โปรโตคอล TCP/IP ที่ใช้สร้างอินเทอร์เน็ตเริ่มที่จะผลักดันผู้นำที่ไม่มีปัญหาในช่วงหลายปีที่ผ่านมาออกไปอย่างรวดเร็ว - ของ Novell สแตก IPX/SPX ทุกวันนี้ในโลก จำนวนคอมพิวเตอร์ทั้งหมดที่ติดตั้งสแต็ค TCP/IP กลายเป็นจำนวนเท่ากับจำนวนคอมพิวเตอร์ทั้งหมดที่ใช้งานสแต็ค IPX/SPX และสิ่งนี้บ่งชี้ถึงการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในทัศนคติของผู้ดูแลระบบเครือข่ายท้องถิ่น ไปยังโปรโตคอลที่ใช้ คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะเนื่องจากพวกเขาประกอบขึ้นเป็นสวนคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ของโลก และโปรโตคอลของ Novell ซึ่งจำเป็นสำหรับการเข้าถึงไฟล์เซิร์ฟเวอร์ NetWare เคยใช้งานได้เกือบทุกที่ กระบวนการสร้างสแต็ก TCP/IP เป็นสแต็กอันดับหนึ่งในเครือข่ายทุกประเภทยังคงดำเนินต่อไป และตอนนี้ระบบปฏิบัติการทางอุตสาหกรรมใดๆ ก็ตามจำเป็นต้องรวมการใช้งานซอฟต์แวร์ของสแต็กนี้ไว้ในแพ็คเกจการจัดส่ง

แม้ว่าโปรโตคอล TCP/IP จะเชื่อมโยงกับอินเทอร์เน็ตอย่างแยกไม่ออก และคอมพิวเตอร์อินเทอร์เน็ตมูลค่าหลายล้านดอลลาร์แต่ละเครื่องก็ทำงานบนพื้นฐานของสแต็กนี้ แต่ก็มีเครือข่ายท้องถิ่น องค์กร และอาณาเขตจำนวนมากที่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายโดยตรง อินเทอร์เน็ตที่ใช้โปรโตคอล TCPDR ด้วย เพื่อแยกความแตกต่างจากอินเทอร์เน็ต เครือข่ายเหล่านี้เรียกว่าเครือข่าย TCP/IP หรือเรียกง่ายๆ ว่าเครือข่าย IP

เนื่องจากเดิมทีสแต็ก TCP/IP ได้รับการออกแบบมาสำหรับอินเทอร์เน็ตทั่วโลก จึงมีคุณสมบัติมากมายที่ทำให้ได้เปรียบเหนือโปรโตคอลอื่นๆ เมื่อพูดถึงการสร้างเครือข่ายที่มีการสื่อสารบริเวณกว้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คุณลักษณะที่มีประโยชน์มากที่ทำให้โปรโตคอลนี้เป็นไปได้ในเครือข่ายขนาดใหญ่คือความสามารถในการแยกส่วนแพ็กเก็ต แท้จริงแล้ว เครือข่ายคอมโพสิตขนาดใหญ่มักประกอบด้วยเครือข่ายที่สร้างขึ้นบนหลักการที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง แต่ละเครือข่ายเหล่านี้สามารถตั้งค่าของตัวเองสำหรับความยาวสูงสุดของหน่วยข้อมูลที่ส่ง (เฟรม) ในกรณีนี้ เมื่อย้ายจากเครือข่ายหนึ่งที่มีความยาวสูงสุดมากกว่าไปยังเครือข่ายที่มีความยาวสูงสุดสั้นกว่า อาจจำเป็นต้องแบ่งเฟรมที่ส่งออกเป็นหลายส่วน โปรโตคอล IP ของสแต็ก TCP/IP ช่วยแก้ปัญหานี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

อย่างไรก็ตาม เช่นเคย คุณจะต้องจ่ายตามผลประโยชน์ที่คุณได้รับ และราคานี้คือความต้องการทรัพยากรที่สูงและความซับซ้อนในการดูแลเครือข่าย IP ฟังก์ชันการทำงานอันทรงพลังของสแต็กโปรโตคอล TCP/IP ต้องใช้ต้นทุนการคำนวณสูงในการดำเนินการ ระบบการระบุแอดเดรสที่ยืดหยุ่นและการปฏิเสธการออกอากาศนำไปสู่การมีอยู่ในเครือข่าย IP ของบริการรวมศูนย์ต่างๆ เช่น DNS, DHCP เป็นต้น แต่ละบริการเหล่านี้มีวัตถุประสงค์เพื่ออำนวยความสะดวกในการบริหารเครือข่าย รวมถึงการอำนวยความสะดวกในการกำหนดค่าอุปกรณ์ แต่ในเวลาเดียวกัน เวลาต้องการการดูแลอย่างใกล้ชิดจากผู้ดูแลระบบ

มีข้อโต้แย้งอื่นๆ สำหรับและต่อต้าน Internet Protocol Stack แต่ความจริงก็คือในปัจจุบันนี้ มันเป็นโปรโตคอล Stack ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในเครือข่ายระดับโลกและท้องถิ่น

สแตก IPX/SPX

สแต็กนี้เป็นสแต็กโปรโตคอล Novell ดั้งเดิมที่พัฒนาขึ้นสำหรับระบบปฏิบัติการเครือข่าย NetWare ในช่วงต้นทศวรรษที่ 80 โปรโตคอลเครือข่ายและเลเยอร์เซสชัน Internetwork Packet Exchange (IPX) และ Sequenced Packet Exchange (SPX) ซึ่งตั้งชื่อให้กับสแต็ก เป็นการดัดแปลงโดยตรงของโปรโตคอล Xerox XNS ซึ่งแพร่หลายน้อยกว่าสแต็ก IPX/SPX มาก ความนิยมของ IPX/SPX stack เกี่ยวข้องโดยตรงกับระบบปฏิบัติการ Novell NetWare ซึ่งยังคงรักษาความเป็นผู้นำระดับโลกในด้านจำนวนระบบที่ติดตั้ง แม้ว่า เมื่อเร็วๆ นี้ความนิยมลดลงบ้างและอัตราการเติบโตยังตามหลังอยู่ ไมโครซอฟต์ วินโดวส์เอ็น.ที.

คุณสมบัติหลายอย่างของสแต็ก IPX/SPX เกิดจากการวางแนวของ NetWare OS เวอร์ชันแรกๆ (สูงสุดเวอร์ชัน 4.0) สำหรับการทำงานในเครือข่ายท้องถิ่น ขนาดเล็กประกอบด้วยคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่มีทรัพยากรพอประมาณ เป็นที่ชัดเจนว่าสำหรับคอมพิวเตอร์ดังกล่าว Novell ต้องการโปรโตคอลที่การใช้งานจะต้องมี RAM ขั้นต่ำ (จำกัดใน คอมพิวเตอร์ที่เข้ากันได้กับ IBMที่ใช้ MS-DOS ด้วยความจุ 640 KB) และจะทำงานได้อย่างรวดเร็วบนโปรเซสเซอร์ที่ใช้พลังงานการประมวลผลต่ำ ด้วยเหตุนี้ โปรโตคอลของสแต็ก IPX/SPX จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ทำงานได้ดีในเครือข่ายท้องถิ่นและทำงานได้ไม่ดีนักในเครือข่ายขนาดใหญ่ เครือข่ายองค์กรเนื่องจากมีการโหลดลิงก์ส่วนกลางที่ช้ามากเกินไปด้วยแพ็กเก็ตการออกอากาศซึ่งถูกใช้อย่างหนาแน่นโดยโปรโตคอลหลายตัวในสแต็กนี้ (เช่น เพื่อสร้างการสื่อสารระหว่างไคลเอนต์และเซิร์ฟเวอร์) สถานการณ์นี้ รวมถึงข้อเท็จจริงที่ว่าสแต็ค IPX/SPX เป็นทรัพย์สินของ Novell และต้องมีใบอนุญาตจึงจะนำไปใช้ได้ (กล่าวคือ ไม่รองรับข้อกำหนดแบบเปิด) เป็นเวลานานจำกัดความชุกของมันเท่านั้น เครือข่ายเน็ตแวร์- อย่างไรก็ตาม นับตั้งแต่เปิดตัว NetWare 4.0 Novell ได้ทำและยังคงทำการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญกับโปรโตคอลโดยมีเป้าหมายเพื่อปรับใช้ให้ทำงานในเครือข่ายองค์กร ปัจจุบัน IPX/SPX stack ไม่เพียงแต่ถูกนำไปใช้ใน NetWare เท่านั้น แต่ยังรวมถึงระบบปฏิบัติการเครือข่ายยอดนิยมอื่นๆ อีกหลายระบบด้วย เช่น SCO UNIX, Sun Solaris, Microsoft Windows NT

สแต็ก NetBIOS/SMB

สแต็กนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์จาก IBM และ Microsoft ที่ระดับฟิสิคัลและดาต้าลิงค์ของสแต็กนี้ ทั้งหมดนี้พบได้บ่อยที่สุด โปรโตคอลอีเทอร์เน็ต, Token Ring, FDDI และอื่นๆ โปรโตคอล NetBEUI และ SMB ทำงานที่ระดับบน

โปรโตคอล NetBIOS (Network Basic Input/Output System) ปรากฏในปี 1984 เป็นส่วนขยายเครือข่าย คุณสมบัติมาตรฐาน IBM PC Basic Input/Output System (BIOS) สำหรับ โปรแกรมเครือข่ายเครือข่ายพีซีจากไอบีเอ็ม โปรโตคอลนี้ถูกแทนที่ด้วยโปรโตคอลเพิ่มเติมที่เรียกว่าในภายหลัง หน้าจอผู้ใช้ NetBEUI - ส่วนต่อประสานผู้ใช้แบบขยาย NetBIOS เพื่อให้มั่นใจถึงความเข้ากันได้ของแอปพลิเคชัน อินเทอร์เฟซ NetBIOS จะถูกเก็บไว้เป็นอินเทอร์เฟซกับโปรโตคอล NetBEUI โปรโตคอล NetBEUI ได้รับการออกแบบให้เป็นโปรโตคอลที่มีประสิทธิภาพและมีทรัพยากรต่ำสำหรับเครือข่ายที่มีเวิร์กสเตชันไม่เกิน 200 เครื่อง โปรโตคอลนี้มีประโยชน์มากมาย ฟังก์ชั่นเครือข่ายซึ่งสามารถนำมาประกอบกับเลเยอร์เครือข่าย การขนส่ง และเซสชันของโมเดล OSI แต่ไม่สามารถใช้เพื่อกำหนดเส้นทางแพ็กเก็ตได้ นี่เป็นการจำกัดการใช้โปรโตคอล NetBEUI กับเครือข่ายท้องถิ่นที่ไม่ได้แบ่งออกเป็นเครือข่ายย่อย และทำให้ไม่สามารถใช้ในเครือข่ายคอมโพสิตได้ ข้อจำกัดบางประการของ NetBEUI ได้รับการแก้ไขโดยการใช้ NBF (NetBEUI Frame) ของโปรโตคอลนี้ ซึ่งรวมอยู่ในระบบปฏิบัติการ Microsoft Windows NT

โปรโตคอล SMB (Server Message Block) ทำหน้าที่ของเซสชัน เลเยอร์ตัวแทน และเลเยอร์แอปพลิเคชัน SMB ใช้เพื่อใช้บริการไฟล์ตลอดจนบริการการพิมพ์และการส่งข้อความระหว่างแอปพลิเคชัน

SNA ของ IBM, DECnet ของอุปกรณ์ดิจิทัล และโปรโตคอล AppleTalk/AFP แอปเปิลส่วนใหญ่จะใช้ในระบบปฏิบัติการและอุปกรณ์เครือข่ายของบริษัทเหล่านี้

ในรูป รูปที่ 1.30 แสดงความสอดคล้องของโปรโตคอลยอดนิยมบางส่วนกับระดับของแบบจำลอง OSI บ่อยครั้งที่การติดต่อนี้มีเงื่อนไขอย่างมากเนื่องจากแบบจำลอง OSI เป็นเพียงแนวทางในการดำเนินการและค่อนข้างกว้างและโปรโตคอลเฉพาะได้รับการพัฒนาเพื่อแก้ไขปัญหาเฉพาะและหลาย ๆ โปรโตคอลก็ปรากฏขึ้นก่อนการพัฒนาแบบจำลอง OSI ในกรณีส่วนใหญ่ นักพัฒนาสแต็กจะจัดลำดับความสำคัญของความเร็วเครือข่ายมากกว่าความเป็นโมดูล ไม่มีสแต็กอื่นใดนอกจากสแต็ก OSI ที่จะถูกแบ่งออกเป็นเจ็ดเลเยอร์ ส่วนใหญ่แล้วระดับ 3-4 จะมีความแตกต่างอย่างชัดเจนในสแต็ก: ระดับของอะแดปเตอร์เครือข่ายซึ่งมีการใช้โปรโตคอลของเลเยอร์ฟิสิคัลและดาต้าลิงค์, เลเยอร์เครือข่าย, ชั้นการขนส่งและชั้นบริการซึ่งรวมถึงฟังก์ชันของชั้นเซสชัน การนำเสนอ และแอปพลิเคชัน

ข้าว. 1.30.ความสอดคล้องของสแต็กโปรโตคอลยอดนิยมกับโมเดล OSI

สแต็กเหล่านี้ทั้งหมด ยกเว้น SNA ที่ระดับต่ำกว่า - ฟิสิคัลและดาต้าลิงก์ - ใช้งานเหมือนกัน ได้มาตรฐานโปรโตคอล Ethernet, Token Ring, FDDI และอื่นๆ อีกมากมายซึ่งช่วยให้คุณสามารถใช้อุปกรณ์เดียวกันในทุกเครือข่าย แต่ในระดับบน สแต็กทั้งหมดจะทำงานตามโปรโตคอลของตัวเอง โปรโตคอลเหล่านี้มักไม่สอดคล้องกับการแบ่งชั้นที่แนะนำโดยแบบจำลอง OSI โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ฟังก์ชันของเลเยอร์เซสชันและการนำเสนอมักจะรวมเข้ากับเลเยอร์แอปพลิเคชัน ความคลาดเคลื่อนนี้เกิดจากการที่โมเดล OSI ปรากฏขึ้นอันเป็นผลมาจากลักษณะทั่วไปของสแต็กที่มีอยู่แล้วและใช้จริง และไม่ใช่ในทางกลับกัน

สแต็ค OSI

ควรสร้างความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างโมเดล OSI และสแต็ก OSI หากโมเดล OSI เป็นกรอบแนวคิดสำหรับการเชื่อมต่อระหว่างระบบเปิด สแต็ก OSI จะเป็นชุดของข้อกำหนดเฉพาะของโปรโตคอลที่เฉพาะเจาะจงมาก

แตกต่างจากสแต็กโปรโตคอลอื่นๆ สแต็ก OSI เป็นไปตามโมเดล OSI อย่างสมบูรณ์ โดยมีข้อกำหนดทางเทคนิคของโปรโตคอลสำหรับเลเยอร์การทำงานร่วมกันทั้งเจ็ดเลเยอร์ที่กำหนดไว้ในโมเดลนั้น ที่ชั้นล่าง สแต็ก OSI รองรับอีเทอร์เน็ต, Token Ring, FDDI, โปรโตคอล WAN, X.25 และ ISDN นั่นคือใช้โปรโตคอลชั้นล่างที่พัฒนานอกสแต็ก เช่นเดียวกับสแต็กอื่นๆ ทั้งหมด โปรโตคอลของเลเยอร์เครือข่าย การขนส่ง และเซสชันของสแต็ก OSI ได้รับการระบุและนำไปใช้โดยผู้ผลิตหลายราย แต่ยังไม่แพร่หลาย โปรโตคอลยอดนิยมในสแต็ก OSI คือโปรโตคอลแอปพลิเคชัน ซึ่งรวมถึง: โปรโตคอลการถ่ายโอนไฟล์ FTAM, โปรโตคอลการจำลองเทอร์มินัล VTP, โปรโตคอลแหล่งช่วยเหลือ X.500, โปรโตคอลอีเมล X.400 และอื่นๆ อีกมากมาย

โปรโตคอลในสแต็ก OSI มีลักษณะเฉพาะด้วยความซับซ้อนและข้อกำหนดที่ไม่ชัดเจน คุณสมบัติเหล่านี้เป็นผลมาจากนโยบายทั่วไปของนักพัฒนาสแต็กที่พยายามคำนึงถึงทุกกรณีและเทคโนโลยีที่มีอยู่ในโปรโตคอลของตน นอกจากนี้ เรายังต้องเพิ่มผลที่ตามมาของการประนีประนอมทางการเมืองจำนวนมากที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เมื่อนำมาตรฐานสากลมาใช้ในประเด็นเร่งด่วน เช่น การสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบเปิด

เนื่องจากความซับซ้อน โปรโตคอล OSI จึงต้องการพลังการประมวลผลของ CPU จำนวนมาก ทำให้เหมาะสำหรับเครื่องที่ทรงพลังมากกว่าเครือข่ายคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล

ซ้อนกัน โอเอสไอ- เป็นอิสระจากผู้ผลิต มาตรฐานสากล- ได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาลสหรัฐฯ ผ่านโปรแกรม GOSIP ซึ่งกำหนดให้เครือข่ายคอมพิวเตอร์ทั้งหมดที่ติดตั้งในหน่วยงานรัฐบาลของสหรัฐอเมริกาหลังปี 1990 ต้องสนับสนุน OSI Stack โดยตรง หรือจัดให้มีช่องทางในการโยกย้ายไปยัง Stack นั้นในอนาคต อย่างไรก็ตาม สแต็ก OSI ได้รับความนิยมในยุโรปมากกว่าในสหรัฐอเมริกา เนื่องจากมีเครือข่ายเดิมเหลืออยู่น้อยลงในยุโรปที่ใช้โปรโตคอลดั้งเดิม องค์กรส่วนใหญ่เพิ่งวางแผนการเปลี่ยนไปใช้สแต็ก OSI และมีเพียงไม่กี่องค์กรที่เริ่มสร้างโครงการนำร่อง ในบรรดาผู้ที่ทำงานในทิศทางนี้ ได้แก่ กระทรวงกองทัพเรือสหรัฐฯ และเครือข่าย NFSNET หนึ่งในผู้ผลิตรายใหญ่ที่สุดที่สนับสนุน OSI คือ AT&T เครือข่าย Stargroup นั้นใช้สแต็กนี้ทั้งหมด

สแต็ก TCP/IP

TCP/IP stack ได้รับการพัฒนาตามความคิดริเริ่มของกระทรวงกลาโหมสหรัฐอเมริกาเมื่อกว่า 20 ปีที่แล้ว เพื่อเชื่อมต่อเครือข่าย ARPAnet รุ่นทดลองกับเครือข่ายอื่นๆ เป็นชุดของโปรโตคอลทั่วไปสำหรับสภาพแวดล้อมการประมวลผลที่ต่างกัน ผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัยเบิร์กลีย์ได้มีส่วนสนับสนุนอย่างมากในการพัฒนาสแต็ก TCP/IP ซึ่งได้ชื่อมาจากโปรโตคอล IP และ TCP ที่ได้รับความนิยม โดยผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัยเบิร์กลีย์ซึ่งนำโปรโตคอลสแต็กไปใช้ในเวอร์ชัน UNIX OS ความนิยมของระบบปฏิบัติการนี้นำไปสู่การใช้ TCP, IP และสแต็กโปรโตคอลอื่นๆ อย่างกว้างขวาง ปัจจุบันสแต็กนี้ใช้เพื่อเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์บนอินเทอร์เน็ต รวมถึงในเครือข่ายองค์กรจำนวนมาก

สแต็ก TCP/IP ที่ระดับต่ำกว่ารองรับมาตรฐานยอดนิยมทั้งหมดของเลเยอร์ฟิสิคัลและดาต้าลิงก์: สำหรับเครือข่ายท้องถิ่น - อีเธอร์เน็ต, Token Ring, FDDI สำหรับเครือข่ายทั่วโลก - โปรโตคอลสำหรับการทำงานกับการเรียกผ่านสายโทรศัพท์แบบอะนาล็อกและสายเช่า SLIP, PPP โปรโตคอลสำหรับเครือข่ายอาณาเขต X.25 และ ISDN

ปัจจุบัน TCP/IP stack เป็นหนึ่งในสแต็กโปรโตคอลการขนส่งที่พบมากที่สุดในเครือข่ายคอมพิวเตอร์

แท้จริงแล้ว อินเทอร์เน็ตเพียงอย่างเดียวเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ประมาณ 10 ล้านเครื่องทั่วโลกซึ่งมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันโดยใช้สแต็กโปรโตคอล TCP/IP

การเติบโตอย่างรวดเร็วของความนิยมทางอินเทอร์เน็ตยังนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในความสมดุลของอำนาจในโลก โปรโตคอลการสื่อสาร- โปรโตคอล TCP/IP ซึ่งใช้ในการสร้างอินเทอร์เน็ต ได้เริ่มเบียดเบียนผู้นำที่ไม่มีใครโต้แย้งในปีที่ผ่านมาอย่างรวดเร็ว - IPX/SPX stack ของ Novell ในปัจจุบัน จำนวนคอมพิวเตอร์ทั้งหมดที่ติดตั้งสแต็ค TCP/IP เกินจำนวนคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานสแต็ค IPX/SPX และสิ่งนี้บ่งชี้ถึงการเปลี่ยนแปลงในทัศนคติของผู้ดูแลระบบเครือข่ายท้องถิ่นต่อโปรโตคอลที่ใช้ บนคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อป เนื่องจากเป็นโปรโตคอลที่ใช้ในเกือบทุกที่ที่โปรโตคอล Novell ที่จำเป็นในการเข้าถึงไฟล์เซิร์ฟเวอร์ NetWare ทำงานได้ กระบวนการส่งเสริมสแต็ก TCP/IP ให้เป็นผู้นำในเครือข่ายทุกประเภทยังคงดำเนินต่อไป และตอนนี้ระบบปฏิบัติการทางอุตสาหกรรมใดๆ จะต้องมีการนำซอฟต์แวร์ไปใช้งานในสแต็กนี้

แม้ว่าโปรโตคอล TCP/IP จะเชื่อมโยงกับอินเทอร์เน็ตอย่างแยกไม่ออก และคอมพิวเตอร์อินเทอร์เน็ตมูลค่าหลายล้านดอลลาร์แต่ละเครื่องก็ทำงานบนสแต็กนี้ แต่ก็มีเครือข่ายท้องถิ่น องค์กร และอาณาเขตจำนวนมากที่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของอินเทอร์เน็ตโดยตรง ยังใช้โปรโตคอล TCP/IP เพื่อแยกแยะเครือข่ายเหล่านี้จากอินเทอร์เน็ต เรียกว่าเครือข่าย TCP/IP หรือเรียกง่ายๆ ว่าเครือข่าย IP

เนื่องจากเดิมทีสแต็ก TCP/IP ได้รับการออกแบบมาสำหรับอินเทอร์เน็ตทั่วโลก จึงมีคุณสมบัติมากมายที่ทำให้ได้เปรียบเหนือโปรโตคอลอื่นๆ เมื่อพูดถึงการสร้างเครือข่ายที่มีการสื่อสารบริเวณกว้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คุณลักษณะที่มีประโยชน์มากที่ทำให้โปรโตคอลนี้มีประโยชน์ในเครือข่ายขนาดใหญ่คือความสามารถในการแยกส่วนแพ็กเก็ต อันที่จริง เครือข่ายคอมโพสิตที่ซับซ้อนมักประกอบด้วยเครือข่ายที่สร้างขึ้นบนหลักการที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง แต่ละเครือข่ายเหล่านี้สามารถตั้งค่าของตัวเองสำหรับความยาวสูงสุดของหน่วยข้อมูลที่ส่ง (เฟรม) ในกรณีนี้ เมื่อย้ายจากเครือข่ายหนึ่งที่มีความยาวสูงสุดมากกว่า ไปยังอีกเครือข่ายหนึ่งที่มีความยาวสูงสุดน้อยกว่า อาจจำเป็นต้องแบ่งเฟรมที่ส่งออกเป็นหลายส่วน โปรโตคอล IP ของสแต็ก TCP/IP ช่วยแก้ปัญหานี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

คุณสมบัติอีกประการหนึ่งของเทคโนโลยี TCP/IP คือระบบการกำหนดแอดเดรสที่ยืดหยุ่น ซึ่งทำให้การรวมเครือข่ายของเทคโนโลยีอื่น ๆ เข้ากับอินเทอร์เน็ต (อินเทอร์เน็ตหรือเครือข่ายคอมโพสิต) ได้ง่ายขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับโปรโตคอลอื่นที่มีวัตถุประสงค์คล้ายคลึงกัน คุณสมบัตินี้ยังอำนวยความสะดวกในการใช้สแต็ก TCP/IP สำหรับการสร้างเครือข่ายที่ต่างกันขนาดใหญ่

สแต็ก TCP/IP ใช้ความสามารถในการออกอากาศเพียงเล็กน้อย คุณสมบัตินี้จำเป็นเมื่อทำงานในช่องทางการสื่อสารที่ช้าตามแบบฉบับของเครือข่ายอาณาเขต

อย่างไรก็ตาม ราคาที่ต้องจ่ายสำหรับข้อได้เปรียบที่นี่คือความต้องการทรัพยากรที่สูงและความซับซ้อนในการดูแลเครือข่าย IP ที่จะตระหนักถึงพลัง ฟังก์ชั่นโปรโตคอลสแต็ก TCP/IP ต้องใช้ต้นทุนการคำนวณจำนวนมาก ระบบการระบุแอดเดรสที่ยืดหยุ่นและการปฏิเสธการออกอากาศนำไปสู่การมีอยู่ในเครือข่าย IP ของบริการแบบรวมศูนย์ต่างๆ เช่น DNS, DHCP เป็นต้น แต่ละบริการเหล่านี้ทำให้การบริหารเครือข่ายและการกำหนดค่าอุปกรณ์ง่ายขึ้น แต่ในขณะเดียวกันก็ต้องปิดเอง ความสนใจจากผู้บริหาร

คุณสามารถให้ข้อโต้แย้งอื่นๆ เพื่อคัดค้านได้ แต่ข้อเท็จจริงยังคงอยู่ว่าในปัจจุบัน TCP/IP เป็นโปรโตคอลสแต็กที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในเครือข่ายระดับโลกและระดับท้องถิ่น

สแตก IPX/SPX

ความนิยมของ IPX/SPX stack นั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับระบบปฏิบัติการ Novell NetWare ซึ่งรักษาความเป็นผู้นำระดับโลกในด้านจำนวนระบบที่ติดตั้งมาเป็นเวลานาน แม้ว่าความนิยมจะลดลงอย่างมากเมื่อเร็ว ๆ นี้และอัตราการเติบโตก็ตามหลัง Microsoft อย่างเห็นได้ชัด วินโดวส์เอ็นที

คุณสมบัติหลายประการของสแต็ก IPX/SPX เกิดจากการวางแนวของ NetWare OS เวอร์ชันแรกๆ (สูงสุดเวอร์ชัน 4.0) สำหรับการทำงานในเครือข่ายท้องถิ่นขนาดเล็กซึ่งประกอบด้วยคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่มีทรัพยากรพอประมาณ เป็นที่ชัดเจนว่าสำหรับคอมพิวเตอร์ดังกล่าว Novell ต้องการโปรโตคอลที่ต้องใช้ RAM ขั้นต่ำ (จำกัดในคอมพิวเตอร์ที่เข้ากันได้กับ IBM ที่ใช้ MS-DOS ที่มีความจุ 640 KB) และจะทำงานอย่างรวดเร็วบนโปรเซสเซอร์ที่มีพลังการประมวลผลต่ำ เป็นผลให้โปรโตคอล IPX/SPX สแต็กจนกระทั่งเมื่อเร็วๆ นี้ทำงานได้ดีในเครือข่ายท้องถิ่นและไม่ดีนักในเครือข่ายองค์กรขนาดใหญ่ เนื่องจากพวกมันโอเวอร์โหลดลิงก์ทั่วโลกที่ช้ามากเกินไปด้วยแพ็กเก็ตการออกอากาศที่ใช้อย่างเข้มข้นโดยโปรโตคอลหลายตัวในสแต็กนี้ (เช่น สร้างการสื่อสารระหว่างไคลเอนต์และเซิร์ฟเวอร์) สถานการณ์นี้ รวมถึงความจริงที่ว่าสแต็ค IPX/SPX เป็นกรรมสิทธิ์ของ Novell และต้องได้รับอนุญาตให้นำไปใช้งาน (นั่นคือ ไม่รองรับข้อกำหนดแบบเปิด) เป็นเวลานานซึ่งจำกัดขอบเขตของกิจกรรมไว้เฉพาะในเครือข่ายเท่านั้น

การแลกเปลี่ยนข้อมูลเป็นกระบวนการแบบมัลติฟังก์ชั่น ฟังก์ชันที่เกี่ยวข้องจะถูกจัดกลุ่มตามวัตถุประสงค์ และกลุ่มเหล่านี้เรียกว่า "ระดับของการโต้ตอบ" การรวมระดับช่วยให้คุณสร้างเครือข่ายที่ต่างกันด้วยโทโพโลยีที่ซับซ้อน การรวมจะขึ้นอยู่กับแนวคิดของแบบจำลองเครือข่ายอ้างอิง โมเดลดังกล่าวอธิบายเฉพาะลำดับของการโต้ตอบของเครือข่าย ซึ่งนำไปใช้ในรูปแบบของโปรโตคอลสแต็ก

การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายเป็นงานที่ซับซ้อนมาก เนื่องจากปัจจุบันมีผู้ผลิตฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์จำนวนมาก ระบบคอมพิวเตอร์- ทางออกเดียวคือการรวมวิธีการเชื่อมต่อระบบเข้าด้วยกันนั่นคือการใช้งาน ระบบเปิด- ระบบเปิดโต้ตอบกับระบบอื่นๆ ตามมาตรฐานและข้อกำหนดทั่วไปที่เปิดเผยต่อสาธารณะ

ในปี 1984 องค์การระหว่างประเทศเพื่อการมาตรฐาน (ISO) ได้แนะนำมาตรฐานอุตสาหกรรม - รูปแบบปฏิสัมพันธ์ของระบบเปิด(แบบจำลองอ้างอิงการเชื่อมต่อโครงข่ายแบบเปิด - OSI/RM ในวรรณกรรมโซเวียต - EMVOS) เพื่อช่วยผู้จำหน่ายสร้างฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์เครือข่ายที่เข้ากันได้ ตามรุ่นนี้ก็มีครับ ระดับถัดไป(รูปที่ 1):

ข้าว. 1. โมเดลอ้างอิง OSI

ทางกายภาพ (ทางกายภาพ);
ช่องทาง (ดาต้าลิงค์);
เครือข่าย (เครือข่าย);
การขนส่ง (การขนส่ง);
เซสชั่น (เซสชั่น);
ตัวแทน (การนำเสนอ);
นำไปใช้ (แอปพลิเคชัน)

ตามแบบจำลองอ้างอิง OSI เลเยอร์เหล่านี้จะโต้ตอบดังแสดงในรูป 2. ดังนั้นงานที่ซับซ้อนในการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์บนเครือข่ายจึงถูกแบ่งออกเป็นงานย่อยที่ค่อนข้างอิสระและซับซ้อนน้อยกว่าจำนวนหนึ่ง ปฏิสัมพันธ์ระหว่างระดับที่อยู่ติดกัน.

ข้าว. 2. ปฏิสัมพันธ์ระหว่างชั้น OSI

การสื่อสารระหว่างชั้นของโหนดเครือข่ายทั้งสอง ( ปฏิสัมพันธ์ในแนวนอน) ดำเนินการตามกฎแบบรวม - โปรโตคอลการโต้ตอบ

ใน ระบบอัตโนมัติการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างระดับ ( ปฏิสัมพันธ์ในแนวตั้ง) ดำเนินการผ่าน อินเทอร์เฟซเอพีไอ

ขอบเขตระหว่างเซสชันและชั้นการขนส่งถือได้ว่าเป็นขอบเขตระหว่างโปรโตคอลชั้นแอปพลิเคชันและโปรโตคอลชั้นล่าง หากเลเยอร์แอปพลิเคชัน การนำเสนอ และเซสชันจัดเตรียมกระบวนการแอปพลิเคชันของเซสชันการโต้ตอบ เลเยอร์ชั้นล่างทั้งสี่จะแก้ปัญหาการส่งข้อมูลได้

ระดับต่ำสุดสองระดับ - ฟิสิคัลและแชนเนล - ถูกนำมาใช้ในฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ ส่วนอีกห้าระดับที่สูงกว่าที่เหลือจะถูกนำไปใช้ตามกฎในซอฟต์แวร์

เมื่อส่งข้อมูลจากกระบวนการสมัครไปยังเครือข่าย ชั้นทางกายภาพการประมวลผลเกิดขึ้นซึ่งประกอบด้วยการแบ่งข้อมูลที่ส่งออกเป็นบล็อกแยกกัน การแปลงรูปแบบการนำเสนอหรือการเข้ารหัสข้อมูลในบล็อกและเพิ่มลงในแต่ละบล็อก หัวข้อ(ส่วนหัว) ของระดับที่เหมาะสม (ดูตัวอย่าง) แต่ละส่วนหัวจะระบุลักษณะของโปรโตคอลการประมวลผลข้อมูลที่ใช้ และแต่ละเลเยอร์จะรับรู้ว่าเป็นข้อมูลที่บล็อกทั้งหมดได้รับจากเลเยอร์ก่อนหน้า รวมถึงส่วนหัวที่แนบด้วย การก่อสร้างดังกล่าว โมเดลอ้างอิงช่วยให้คุณวาง ( แค็ปซูล) ในแต่ละอันที่ส่งผ่านสื่อทางกายภาพ บล็อกข้อมูลข้อมูลที่จำเป็นในการเลือกลำดับของโปรโตคอลที่จะนำไปใช้ การแปลงผกผันทางด้านรับ.

ชั้นทางกายภาพ

ระดับนี้กำหนดระดับเครื่องกล ไฟฟ้า ขั้นตอน และ ลักษณะการทำงานการสร้าง การรักษา และการทำลายการเชื่อมต่อทางกายภาพระหว่างระบบปลายทาง เลเยอร์ฟิสิคัลกำหนดคุณลักษณะการเชื่อมต่อ เช่น ระดับแรงดันไฟฟ้า เวลาและอัตราข้อมูลทางกายภาพ ระยะการส่งข้อมูลสูงสุด พารามิเตอร์การออกแบบตัวเชื่อมต่อ และคุณลักษณะอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน มาตรฐานที่รู้จักกันดี RS-232-C, V.24 และ IEEE 802.3 (Ethernet)

ดาต้าลิงค์เลเยอร์

ชั้นดาต้าลิงค์ (data link layer, data link layer) มีหน้าที่รับผิดชอบในการส่งข้อมูลที่เชื่อถือได้ผ่าน ช่องทางทางกายภาพกล่าวคือ:

ให้ที่อยู่ทางกายภาพ (ตรงข้ามกับเครือข่ายหรือการกำหนดที่อยู่แบบลอจิคัล)
ให้การตรวจจับข้อผิดพลาดในการส่งและการกู้คืนข้อมูล
ตรวจสอบโทโพโลยีเครือข่ายและรับรองระเบียบวินัยในการใช้งาน ช่องทางเครือข่ายระบบสุดท้าย
แจ้งข้อผิดพลาด
ให้การจัดส่งบล็อคข้อมูลอย่างเป็นระเบียบและการควบคุมการไหลของข้อมูล

สำหรับ LAN เลเยอร์ลิงก์จะแบ่งออกเป็นสองระดับย่อย:

LLC (การควบคุมลิงก์แบบลอจิคัล) - ให้การควบคุมลิงก์แบบลอจิคัลเช่น ฟังก์ชันที่แท้จริงของเลเยอร์ลิงก์
MAC (การควบคุมการเข้าถึงสื่อ) - จัดเตรียมวิธีการพิเศษในการเข้าถึงสื่อการเผยแพร่

เลเยอร์เครือข่าย

เลเยอร์นี้ให้การเชื่อมต่อและการเลือกเส้นทางระหว่างระบบปลายทางสองระบบที่เชื่อมต่ออยู่ ซับเน็ตที่แตกต่างกัน(เซ็กเมนต์) ซึ่งอาจแยกจากกันด้วยเครือข่ายย่อยหลายเครือข่ายและอาจอยู่ในที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกัน โปรโตคอลการกำหนดเส้นทางอนุญาตให้เครือข่ายของเราเตอร์สามารถเลือกได้ เส้นทางที่เหมาะสมที่สุดผ่านเครือข่ายย่อยที่เชื่อมต่อถึงกัน

ชั้นขนส่ง

ชั้นการขนส่งให้บริการขนส่งข้อมูลไปยังชั้นที่สูงกว่า ได้แก่ :

ให้การขนส่งข้อมูลที่เชื่อถือได้ผ่านเครือข่ายที่เชื่อมต่อถึงกัน
จัดเตรียมกลไกสำหรับการสร้าง การบำรุงรักษา และการยกเลิกช่องทางเสมือนอย่างเป็นระเบียบ
ให้การตรวจจับและกำจัดข้อผิดพลาดในการขนส่ง
ช่วยให้มั่นใจได้ว่าระบบปลายทางจะไม่โอเวอร์โหลด จำนวนมากข้อมูล.

กล่าวอีกนัยหนึ่ง เลเยอร์การขนส่งจัดเตรียมอินเทอร์เฟซระหว่างกระบวนการและเครือข่าย สร้างช่องทางลอจิคัลระหว่างกระบวนการ และรับประกันการส่งข้อมูลบล็อกผ่านช่องทางเหล่านี้ ช่องสัญญาณลอจิคัลเหล่านี้เรียกว่าช่องทางการขนส่ง

เลเยอร์เซสชั่น

เลเยอร์เซสชันใช้การสร้าง การบำรุงรักษา และการยกเลิกเซสชันของการโต้ตอบระหว่างกระบวนการสมัครเป็นสมาชิก เลเยอร์เซสชันซิงโครไนซ์บทสนทนาระหว่างออบเจ็กต์ของเลเยอร์ตัวแทน กำหนดจุดซิงโครไนซ์สำหรับการควบคุมระดับกลางและการกู้คืนระหว่างการถ่ายโอนไฟล์ ระดับนี้ยังอนุญาตให้มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลในโหมดที่กำหนดโดยแอปพลิเคชันโปรแกรม หรือให้ความสามารถในการเลือกโหมดการแลกเปลี่ยน

นอกเหนือจากฟังก์ชันการควบคุมกล่องโต้ตอบขั้นพื้นฐานแล้ว เลเยอร์เซสชันยังอำนวยความสะดวกสำหรับคลาสการเลือกบริการและการแจ้งเตือนข้อยกเว้น (ปัญหาเซสชัน การนำเสนอ และเลเยอร์แอปพลิเคชัน)

ระดับตัวแทน

ระดับตัวแทน (ระดับการนำเสนอข้อมูล) กำหนดไวยากรณ์ รูปแบบ และโครงสร้างสำหรับการนำเสนอข้อมูลที่ส่ง (แต่ไม่ส่งผลต่อความหมาย ความหมายของข้อมูล) เพื่อให้ข้อมูลที่ส่งจากเลเยอร์แอปพลิเคชันของระบบหนึ่งสามารถอ่านได้ที่เลเยอร์แอปพลิเคชันของระบบอื่น เลเยอร์ตัวแทนจะแปลระหว่างรูปแบบการนำเสนอข้อมูลที่รู้จักโดยใช้รูปแบบการนำเสนอข้อมูลแบบครบวงจร

ดังนั้นเลเยอร์นี้จึงมีการดำเนินการบริการที่เลือกไว้ที่เลเยอร์แอปพลิเคชันเพื่อตีความข้อมูลที่ส่งและรับ: การควบคุม การแลกเปลี่ยนข้อมูลการแสดงข้อมูลและการจัดการข้อมูลที่มีโครงสร้าง ข้อมูลบริการนี้ช่วยให้คุณสามารถเชื่อมโยงเทอร์มินัลและ สิ่งอำนวยความสะดวกด้านคอมพิวเตอร์ หลากหลายชนิด- ตัวอย่างของโปรโตคอลในเลเยอร์นี้คือ XDR

ชั้นแอปพลิเคชัน

ต่างจากเลเยอร์อื่นๆ เลเยอร์แอปพลิเคชัน—เลเยอร์ OSI ที่ใกล้กับผู้ใช้ที่สุด—ไม่ได้ให้บริการแก่ผู้อื่น ระดับโอเอสไออย่างไรก็ตาม ให้กระบวนการแอปพลิเคชันที่อยู่นอกขอบเขตของโมเดล OSI

เลเยอร์แอปพลิเคชันให้การสนับสนุนโดยตรงสำหรับกระบวนการแอปพลิเคชันและโปรแกรมผู้ใช้ปลายทาง (DBMS, โปรแกรมประมวลผลคำ, โปรแกรมเทอร์มินัลของธนาคาร ฯลฯ) และการจัดการการโต้ตอบของโปรแกรมเหล่านี้กับเครือข่ายข้อมูล:

ระบุและกำหนดสถานะของพันธมิตรการสื่อสารในอนาคต
ซิงโครไนซ์โปรแกรมแอปพลิเคชันที่ทำงานร่วมกัน
จัดทำข้อตกลงเกี่ยวกับขั้นตอนการแก้ไขข้อผิดพลาดและการจัดการความสมบูรณ์ของข้อมูล
กำหนดความเพียงพอของทรัพยากรที่มีอยู่สำหรับการเชื่อมต่อที่เสนอ

โมเดล OSI ไม่ใช่การใช้งาน แต่จะแนะนำลำดับการจัดระเบียบการโต้ตอบระหว่างส่วนประกอบของระบบเท่านั้น การปฏิบัติตามกฎเกณฑ์เหล่านี้คือ สแต็คโปรโตคอล.

สแต็คโปรโตคอล

สแต็ค OSI

โปรโตคอลของสแต็ก OSI และการกระจายระหว่างระดับของโมเดลเครือข่ายแสดงไว้ในรูปที่ 1 3.

สแต็ก NetBIOS/SMB

Microsoft และ IBM ทำงานร่วมกันบน หมายถึงเครือข่ายสำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ดังนั้น NetBIOS/SMB protocol stack จึงเป็นผลงานร่วมกัน เครื่องมือ NetBIOS ปรากฏในปี 1984 โดยเป็นส่วนขยายเครือข่ายของฟังก์ชันมาตรฐานของระบบอินพุต/เอาท์พุตพื้นฐาน (BIOS) ของ IBM PC สำหรับโปรแกรมเครือข่าย IBM PC Network ซึ่งในระดับแอปพลิเคชัน (รูปที่ 4) ใช้โปรโตคอล SMB เพื่อ ใช้บริการเครือข่าย

มาตรการ เน็ตไบออสทำงานในแบบจำลองปฏิสัมพันธ์ของระบบเปิดสามระดับ: เครือข่าย การขนส่ง และเซสชัน- NetBIOS สามารถให้บริการในระดับที่สูงกว่าโปรโตคอล IPX และ SPX แต่ไม่มีความสามารถในการกำหนดเส้นทาง ดังนั้น NetBIOS จึงไม่ใช่โปรโตคอลเครือข่ายในความหมายที่เข้มงวด NetBIOS มีฟังก์ชันเครือข่ายที่เป็นประโยชน์มากมายที่สามารถนำมาประกอบกับเลเยอร์เครือข่าย การขนส่ง และเซสชันได้ แต่ไม่สามารถใช้ในการกำหนดเส้นทางแพ็กเก็ตได้ เนื่องจากโปรโตคอลการแลกเปลี่ยนเฟรม NetBIOS ไม่ได้แนะนำแนวคิดดังกล่าวในฐานะเครือข่าย ซึ่งจะจำกัดการใช้โปรโตคอล NetBIOS กับเครือข่ายท้องถิ่นที่ไม่ได้ซับเน็ต NetBIOS รองรับทั้งการสื่อสารดาต้าแกรมและการเชื่อมต่อ

มาตรการ ธุรกิจขนาดกลางและขนาดย่อมซึ่งสอดคล้องกับระดับแอปพลิเคชันและระดับตัวแทนของโมเดล OSI จะควบคุมการโต้ตอบของเวิร์กสเตชันกับเซิร์ฟเวอร์ ฟังก์ชัน SMB ประกอบด้วยการดำเนินการต่อไปนี้:

การจัดการเซสชัน การสร้างและทำลายช่องทางลอจิคัลระหว่างเวิร์กสเตชันและทรัพยากรเครือข่ายของไฟล์เซิร์ฟเวอร์
การเข้าถึงไฟล์ สถานีงานสามารถติดต่อไฟล์เซิร์ฟเวอร์เพื่อขอสร้างและลบไดเร็กทอรี, สร้าง, เปิดและปิดไฟล์, อ่านและเขียนไฟล์, เปลี่ยนชื่อและลบไฟล์, ค้นหาไฟล์, เรียกคืนและติดตั้ง คุณสมบัติไฟล์, การปิดกั้นบันทึก
บริการพิมพ์. เวิร์กสเตชันสามารถจัดคิวไฟล์สำหรับการพิมพ์บนเซิร์ฟเวอร์และรับข้อมูลเกี่ยวกับคิวการพิมพ์
บริการส่งข้อความ SMB รองรับการส่งข้อความอย่างง่ายด้วยฟังก์ชันต่อไปนี้: ส่งข้อความอย่างง่าย; ส่งข้อความออกอากาศ ส่งจุดเริ่มต้นของบล็อกข้อความ ส่งข้อความบล็อกข้อความ; ส่งจุดสิ้นสุดของบล็อกข้อความ ชื่อผู้ใช้ส่งต่อ; ยกเลิกการจัดส่ง รับชื่อเครื่อง.

เนื่องจากมีแอพพลิเคชั่นที่ใช้งานจำนวนมาก ฟังก์ชัน APIจัดทำโดย NetBIOS ระบบปฏิบัติการเครือข่ายจำนวนมากใช้ฟังก์ชันเหล่านี้เป็นอินเทอร์เฟซสำหรับระบบของตน โปรโตคอลการขนส่ง- NetWare มีโปรแกรมที่จำลองฟังก์ชัน NetBIOS โดยใช้โปรโตคอล IPX และมีซอฟต์แวร์จำลองสำหรับ NetBIOS สำหรับ Windows NT และสแต็ก TCP/IP

สแต็ก TCP/IP

สแต็ก TCP/IP หรือที่เรียกว่าสแต็ก DoD และสแต็กอินเทอร์เน็ต เป็นหนึ่งในสแต็กโปรโตคอลการสื่อสารที่ได้รับความนิยมมากที่สุด สแต็กได้รับการพัฒนาตามความคิดริเริ่มของกระทรวงกลาโหมสหรัฐอเมริกา (DoD) เพื่อเชื่อมต่อเครือข่าย ARPAnet ทดลองกับเครือข่ายดาวเทียมอื่นๆ เป็นชุดของโปรโตคอลทั่วไปสำหรับสภาพแวดล้อมการประมวลผลที่ต่างกัน เครือข่าย ARPA สนับสนุนนักพัฒนาและนักวิจัยในสาขาการทหาร ในเครือข่าย ARPA การสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์สองเครื่องได้ดำเนินการโดยใช้ อินเทอร์เน็ตโปรโตคอล Protocol (IP) ซึ่งจนถึงทุกวันนี้เป็นโปรโตคอลหลักในสแต็ก TCP/IP และปรากฏในชื่อของสแต็ก

มหาวิทยาลัยเบิร์กลีย์มีส่วนสำคัญในการพัฒนาสแต็ก TCP/IP โดยการนำโปรโตคอลสแต็กไปใช้ในระบบปฏิบัติการ UNIX เวอร์ชัน การนำระบบปฏิบัติการ UNIX มาใช้อย่างแพร่หลายยังนำไปสู่การใช้ IP และโปรโตคอลสแต็กอื่นๆ อย่างกว้างขวางอีกด้วย สแต็กนี้ยังขับเคลื่อนอินเทอร์เน็ต ซึ่ง Internet Engineering Task Force (IETF) เป็นผู้มีส่วนสำคัญในการพัฒนามาตรฐานสแต็กที่เผยแพร่ในรูปแบบของข้อกำหนด RFC

เนื่องจากสแต็ก TCP/IP ได้รับการพัฒนาก่อนการมาถึงของแบบจำลองการเชื่อมต่อโครงข่ายระบบเปิด ISO/OSI แม้ว่าจะมีโครงสร้างหลายระดับด้วย ความสอดคล้องของระดับสแต็ก TCP/IP กับระดับของแบบจำลอง OSI ค่อนข้างมีเงื่อนไข .

โครงสร้างของโปรโตคอล TCP/IP แสดงไว้ในรูปที่ 1 5. โปรโตคอล TCP/IP แบ่งออกเป็น 4 ระดับ

ระดับต่ำสุด (ระดับ IV) - ระดับของอินเทอร์เฟซเกตเวย์ - สอดคล้องกับเลเยอร์ทางกายภาพและลิงก์ข้อมูลของโมเดล OSI ระดับนี้ไม่ได้รับการควบคุมในโปรโตคอล TCP/IP แต่รองรับมาตรฐานยอดนิยมทั้งหมดของเลเยอร์ฟิสิคัลและดาต้าลิงก์: สำหรับช่องสัญญาณท้องถิ่นคือ Ethernet, Token Ring, FDDI สำหรับ ช่องทางทั่วโลก— โปรโตคอลที่เป็นกรรมสิทธิ์สำหรับการใช้งานบนสายโทรศัพท์แบบอะนาล็อกและสายเช่า SLIP/PPP ซึ่งสร้างการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุดผ่านช่องทางอนุกรมของเครือข่ายทั่วโลก และโปรโตคอลสำหรับเครือข่ายอาณาเขต X.25 และ ISDN ข้อกำหนดพิเศษยังได้รับการพัฒนาเพื่อกำหนดการใช้งานอีกด้วย เทคโนโลยีเอทีเอ็มเป็นการขนส่งเลเยอร์ลิงก์

ระดับถัดไป (ระดับ III) คือระดับ การทำงานผ่านอินเทอร์เน็ตซึ่งเกี่ยวข้องกับการส่งดาตาแกรมโดยใช้เครือข่ายท้องถิ่นต่างๆ เครือข่ายพื้นที่ X.25 สายเฉพาะกิจ ฯลฯ สแต็กใช้โปรโตคอลเป็นโปรโตคอลเลเยอร์เครือข่ายหลัก (ในแง่ของโมเดล OSI) ไอพีซึ่งแต่เดิมได้รับการออกแบบให้เป็นโปรโตคอลสำหรับการส่งแพ็กเก็ตในเครือข่ายคอมโพสิตซึ่งประกอบด้วยเครือข่ายท้องถิ่นจำนวนมากที่เชื่อมต่อกันด้วยการเชื่อมต่อทั้งในระดับท้องถิ่นและระดับโลก ดังนั้นโปรโตคอล IP จึงทำงานได้ดีในเครือข่ายที่มีโทโพโลยีที่ซับซ้อนโดยใช้ระบบย่อยในนั้นอย่างมีเหตุผลและใช้จ่ายอย่างประหยัด ปริมาณงานสายสื่อสารความเร็วต่ำ โปรโตคอล IP เป็นโปรโตคอลดาตาแกรม

ระดับของการทำงานผ่านอินเทอร์เน็ตยังรวมถึงโปรโตคอลทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการรวบรวมและแก้ไขตารางเส้นทาง เช่น โปรโตคอลสำหรับการรวบรวมข้อมูลเส้นทาง ฉีก.(การกำหนดเส้นทางอินเทอร์เน็ตโปรโตคอล) และ สสส(เปิดเส้นทางที่สั้นที่สุดก่อน) รวมถึงโปรโตคอลข้อความควบคุมอินเทอร์เน็ต ไอซีเอ็มพี(โปรโตคอลข้อความควบคุมอินเทอร์เน็ต) โปรโตคอลหลังถูกออกแบบมาเพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลข้อผิดพลาดระหว่างเราเตอร์และเกตเวย์ระบบต้นทางและระบบปลายทางนั่นคือเพื่อจัดระเบียบ ข้อเสนอแนะ- เมื่อใช้แพ็กเก็ต ICMP พิเศษ มีรายงานว่าไม่สามารถส่งแพ็กเก็ตได้ เกินอายุการใช้งานหรือระยะเวลาในการประกอบแพ็กเก็ตจากแฟรกเมนต์ ค่าพารามิเตอร์ที่ผิดปกติ การเปลี่ยนแปลงเส้นทางการส่งต่อและประเภทของบริการ สถานะของ ระบบ ฯลฯ

ระดับถัดไป (ระดับ II) เรียกว่าระดับพื้นฐาน โปรโตคอลควบคุมการส่งสัญญาณทำงานในระดับนี้ TCP(Transmission Control Protocol) และ User Datagram Protocol ยูดีพี(โปรโตคอลเดตาแกรมผู้ใช้) โปรโตคอล TCP ให้การเชื่อมต่อเสมือนที่เสถียรระหว่างกระบวนการแอปพลิเคชันระยะไกล โปรโตคอล UDPให้การส่งผ่าน แพ็คเกจแอปพลิเคชันวิธีดาตาแกรมนั่นคือโดยไม่ต้องสร้าง การเชื่อมต่อเสมือนดังนั้นจึงต้องใช้โอเวอร์เฮดน้อยกว่า TCP

ระดับบนสุด (ระดับ I) เรียกว่าแอปพลิเคชัน ในการใช้งานเป็นเวลาหลายปีในเครือข่ายของประเทศและองค์กรต่างๆ สแต็ก TCP/IP ได้สะสมโปรโตคอลและบริการระดับแอปพลิเคชันจำนวนมาก: โปรโตคอลการคัดลอกไฟล์ FTP, โปรโตคอลการควบคุมระยะไกล Telnet และ ssh, โปรโตคอลเมล SMTP, บริการไฮเปอร์เท็กซ์สำหรับ เข้าถึงข้อมูลระยะไกล เช่น WWW และอื่นๆ อีกมากมาย มาดูโปรโตคอลสแต็กบางส่วนที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับหัวข้อของหลักสูตรนี้โดยย่อ

มาตรการ ส.น.ม(Simple Network Management Protocol) ใช้ในการจัดระเบียบ การจัดการเครือข่าย- ปัญหาการจัดการแบ่งออกเป็นสองปัญหาที่นี่ งานแรกเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนข้อมูล โปรโตคอลการถ่ายโอน ข้อมูลการควบคุมกำหนดขั้นตอนการโต้ตอบระหว่างเซิร์ฟเวอร์และโปรแกรมไคลเอนต์ที่ทำงานบนโฮสต์ของผู้ดูแลระบบ โดยกำหนดรูปแบบข้อความที่มีการแลกเปลี่ยนระหว่างไคลเอนต์และเซิร์ฟเวอร์ รวมถึงรูปแบบของชื่อและที่อยู่ ความท้าทายประการที่สองเกี่ยวข้องกับข้อมูลที่ได้รับการควบคุม มาตรฐานจะกำหนดว่าข้อมูลใดที่ควรจัดเก็บและสะสมในเกตเวย์ ชื่อของข้อมูลนี้ และไวยากรณ์ของชื่อเหล่านี้ มาตรฐาน SNMP กำหนดข้อกำหนด ฐานข้อมูลข้อมูลการจัดการเครือข่าย ข้อกำหนดนี้เรียกว่า Management Information Base (MIB) กำหนดองค์ประกอบข้อมูลที่โฮสต์หรือเกตเวย์ต้องจัดเก็บและการดำเนินการที่ได้รับอนุญาต

โปรโตคอลการถ่ายโอนไฟล์ เอฟทีพี(File Transfer Protocol) นำมาใช้ การเข้าถึงระยะไกลไปที่ไฟล์. เพื่อให้มั่นใจในการส่งข้อมูลที่เชื่อถือได้ FTP จะใช้โปรโตคอล TCP ที่เน้นการเชื่อมต่อเป็นการขนส่ง นอกจากโปรโตคอลการถ่ายโอนไฟล์แล้ว FTP ยังเสนอบริการอื่นๆ อีกด้วย สิ่งนี้ทำให้ผู้ใช้สามารถโต้ตอบกับเครื่องระยะไกลได้ เช่น สามารถพิมพ์เนื้อหาของไดเร็กทอรีได้ FTP อนุญาตให้ผู้ใช้ระบุประเภทและรูปแบบของข้อมูลที่จะจัดเก็บ สุดท้าย FTP จะตรวจสอบสิทธิ์ผู้ใช้ ก่อนที่จะเข้าถึงไฟล์ โปรโตคอลกำหนดให้ผู้ใช้ต้องระบุชื่อผู้ใช้และรหัสผ่านของตน

ในสแต็ก TCP/IP นั้น FTP เสนอชุดบริการไฟล์ที่ครอบคลุมที่สุด แต่ก็เป็นโปรแกรมที่ยากที่สุดเช่นกัน แอปพลิเคชันที่ไม่ต้องการความสามารถเต็มรูปแบบของ FTP สามารถใช้โปรโตคอล Simple File Transfer Protocol อื่นที่คุ้มค่ากว่าได้ ทีทีพี(โปรโตคอลการถ่ายโอนไฟล์เล็กน้อย) โปรโตคอลนี้ใช้การถ่ายโอนไฟล์เท่านั้น และการส่งข้อมูลที่ใช้นั้นง่ายกว่า TCP ซึ่งเป็นโปรโตคอลไร้การเชื่อมต่อ - UDP

มาตรการ เทลเน็ตให้การถ่ายโอนกระแสข้อมูลไบต์ระหว่างกระบวนการ เช่นเดียวกับระหว่างกระบวนการและเทอร์มินัล บ่อยครั้งที่โปรโตคอลนี้ใช้เพื่อจำลองเทอร์มินัลคอมพิวเตอร์ระยะไกล