Совокупность протоколов Internet

СОВОКУПНОСТЬ ПРОТОКОЛОВ INTERNET

Стек, или семейство протоколов TCP/IP, отличается от вы-шерассмотренной модели OSI. Обе архитектуры включают похожие уровни, однако в TCP/IP несколько «слоев» OSI-модели объединены в один.

Взаимодействие на уровне прикладных протоколов осуществляется путем обмена командами установления/прекращения соединений (типа open/close), приема/передачи (send/receive) и собственно данными. Прикладные протоколы (Telnet, электронная почта, Gopher, Ftp, Http, Wais) будут рассмотрены далее, совместно с информационными сервисами доступа к информационным ресурсам, здесь же мы ограничимся рассмотрением собственно протоколов TCP/IP — канального, сетевого, транспортного уровней. Вот эти протоколы:

TCP — Transmission Control Protocol — базовый транспортный протокол, давший название всему семейству протоколов

TCP/IP;

UDP — User Datagram Protocol — второй по распространенности транспортный протокол семейства TCP/IP;

IP — Internet Protocol — межсетевой протокол;

ARP — Address Resolution Protocol — используется для определения соответствия IP-адресов и Ethernet-адресов;

SLIP — Serial Line Internet Protocol — протокол передачи данных по телефонным линиям;

РРР — Point to Point Protocol — протокол обмена данными «точка-точка»;

RPC — Remote Process Control — протокол управления удаленными процессами;

TFTP — Trivial File Transfer Protocol — тривиальный протокол передачи файлов;

DNS — Domain Name System — система доменных имен;

RIP — Routing Information Protocol — протокол маршрутизации.

Некоторые предварительные замечания. На каждом из уровней коммуникация осуществляется физически блоками (пакетами), и при переходе с уровня на уровень реализуются следующие преобразования форматов: инкапсуляция/экскапсуляция; фрагментация/дефрагментация.

Инкапсуляция — способ упаковки данных в формате вышестоящего протокола в формат нижестоящего протокола. При этом один или несколько первичных пакетов преобразуются в один вторичный пакет и снабжаются управляющей информацией, характерной для принимающего уровня. Например, помещение пакета IP в качестве данных Ethernet-кадра, помещение TCP-сегмента в качестве данных в IP-пакет. При возврате на верхний уровень исходный формат восстанавливается в соответствии с обратной процедурой — экскапсуляцией.

Фрагментация — реализуется, если разрешенная длина пакета нижнего уровня недостаточна для размещения первичного пакета, при этом осуществляется «нарезка» пакетов (например, на пакеты SLIP или фреймы РРР), аналогично при возврате на первичный уровень пакет должен быть дефрагментирован.

Протоколы канального уровня SLIP и РРР применяются на телефонных каналах. С помощью этих каналов к сети подключается большинстве индивидуальных пользователей, а также небольшие локальные сети. Подобные линии связи могут обеспечивать скорость передачи данных до 115 200 бит/с.

Serial Line IP (S LI P). Обычно этот протокол применяют как на выделенных, так и на коммутируемых линиях связи со скоростью передачи от 1200 до 19 200 бит в секунду.

В рамках протокола SLIP осуществляется фрагментация IP-пакетов, при этом SLIP-пакет должен начинаться символом ESC (восьмеричное 333 или десятичное 219) и заканчиваться символом end (восьмеричное 300 или десятичное 192). Стандарт не определяет размер SLIP-пакета, поэтому любой интерфейс имеет специальное поле, в котором пользователь должен указать эту длину.

Соединения типа «точка — точка» — протокол РРР (Point to Point Protocol). Данный протокол обеспечивает стандартный метод взаимодействия двух узлов сети. Предполагается, что обеспечивается двунаправленная одновременная передача данных. Собственно говоря, РРР состоит из трех частей: механизма инкапсуляции (encapsulation), протокола управления соединением (link control protocol) и семейства протоколов управления сетью (network control protocols).

Под датаграммой в РРР понимается информационная единица сетевого уровня (применительно к IP — IP-пакет). Под фреймом понимают информационную единицу канального уровня (согласно модели OSI). Для обеспечения быстрой {SITELINK-S108}обработки информации {/SITELINK}длина фрейма РРР должна быть кратна 32 битам.

Фрейм состоит из заголовка и хвоста, между которыми содержатся данные. Датаграмма может быть инкапсулирована в один или несколько фреймов. Пакетом называют информационную единицу обмена между модулями сетевого и канального уровней. Обычно каждому пакету ставится в соответствие один фрейм, за исключением тех случаев, когда канальный уровень требует большей фрагментации данных или, наоборот, объединяет пакеты для более эффективной передачи.

Протокол управления соединением предназначен для установки соглашения между узлами сети о параметрах инкапсуляции (размер фрейма и т. п.), кроме того, он позволяет проводить идентификацию узлов. Первой фазой установки соединения является проверка готовности физического уровня передачи данных. При этом такая проверка может осуществляться периодически, позволяя реализовать механизм автоматического восстановления физического соединения, как это бывает при работе через модем по коммутируемой линии. Если физическое соединение установлено, то узлы начинают обмен пакетами протокола управления соединением, настраивая параметры сессии.

{SITELINK-S509}Межсетевые протоколы{/SITELINK}. К данной группе относятся протоколы IP, ICMP, ARP.

Протокол IP является основным в иерархии протоколов TCP/IP и используется для управления рассылкой ТСР/ТР-пакетов по сети Internet. Среди различных функций, возложенных на IP, обычно выделяют следующие:

определение пакета, который является базовым понятием и единицей передачи данных в сети Internet;

определение адресной схемы, которая используется в сети Internet;

передача данных между канальным уровнем (уровнем доступа к сети) и транспортным уровнем (другими словами, преобразование транспортных датаграмм во фреймы канального уровня);

маршрутизация пакетов по сети, т. е. передача пакетов от одного шлюза к другому с целью передачи пакета машине-получателю;

фрагментация и дефрагментация пакетов транспортного уровня.

Таким образом, вся информация о пути, по которому должен пройти пакет, определяется по состоянию сети в момент прохождения пакета. Эта процедура называется маршрутизацией в отличие от коммутации, используемой для предварительного установления маршрута следования отправляемых данных.

Маршрутизация представляет собой ресурсоемкую процедуру, так как предполагает анализ каждого пакета, который проходит через шлюз или маршрутизатор, в то время как при коммутации анализируется только управляющая информация, устанавливается канал (физический или виртуальный), и все пакеты пересылаются по этому каналу без анализа маршрутной информации. Однако при неустойчивой работе сети пакеты могут пересылаться по различным маршрутам и затем собираться в единое сообщение. При коммутации путь придется устанавливать заново для каждого пакета и при этом потребуется больше накладных затрат, чем при маршрутизации.

Фактически в заголовке пакета определены все основные данные, необходимые для перечисленных выше функций протокола IP: адрес отправителя, адрес получателя, общая длина пакета и тип пересылаемой датаграммы.

Используя данные заголовка, машина может определить, на какой сетевой интерфейс отправлять пакет. Если IP-адрес получателя принадлежит одной из ее сетей, то на интерфейс этой сети пакет и будет отправлен, в противном случае пакет отправят на другой шлюз.

При обычной процедуре инкапсулирования пакет просто помещается в поле данных фрейма, а в случае, когда это не может быть осуществлено, разбивается на более мелкие фрагменты. Размер максимально возможного фрейма, который передается по сети, определяется величиной MTU (Maximum Transsion Unit), определенной для протокола канального уровня. Для последующего восстановления пакет IP должен содержать информацию о своем разбиении и для этой цели используются поля «flags» и «fragmentation offset». В этих полях определяется, какая часть пакета получена в данном фрейме, если этот пакет был фрагментирован на более мелкие части.

I С М Р (Internet Control Message Protocol) — наряду с IP и ARP относится к межсетевому уровню. Протокол используется для рассылки информационных и управляющих сообщений. При этом используются следующие виды сообщений.

Flow control — если принимающая машина (шлюз или реальный получатель информации) не успевает перерабатывать информацию, то данное сообщение приостанавливает отправку пакетов по сети.

Detecting unreachable destination — если пакет не может достичь места назначения, то шлюз, который не может доставить пакет, сообщает об этом отправителю пакета.

Redirect routing — это сообщение посылается в том случае, если шлюз не может доставить пакет, но у него есть на этот счет некоторые соображения, а именно адрес другого шлюза.

Checking remote host — в этом случае используется так называемое icmp Echo Message. Если необходимо проверить наличие стека TCP/IP на удаленной машине, то на нее посылается сообщение данного типа. Как только система получит это сообщение, она немедленно высылает подтверждение.

ICMP используется также для получения сообщения об истечении срока «жизни» пакета на шлюзе. При этом используется время жизни пакета, которое определяет число шлюзов, через которые пакет может пройти. Программа, которая использует эту информацию (сообщение time execeed протокола ICMP), называется traceroute.

Популярные статьи

 

БАНКИ ДАННЫХ
ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ УПРАВЛЕНИЯ
ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ
ВИДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ АЛГОРИТМОВ
ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ОФИСА
КОМПЛЕКСНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ
КОМПОНЕНТЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ АВТОМАТИЗАЦИИ ОФИСА
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО СПЕЦИАЛИСТА
ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАТИЗАЦИИ
ПОНЯТИЕ МУНИЦИПАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ 
РЕЖИМЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
ФУНКЦИИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ
ПРАВИЛА ЗАЩИТЫ ОТ КОМПЬЮТЕРНЫХ ВИРУСОВ
ДОКУМЕНТАЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
ПРОТОКОЛЫ ТЕСТИРОВАНИЯ
ДЕСТРУКТИВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ВИРУСОВ
КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ, ЛОГИЧЕСКАЯ И ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛИ
КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ ТЕКСТОВЫХ ДОКУМЕНТОВ
ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ
ДИАЛОГОВЫЙ РЕЖИМ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ