9.2 Уровневое взаимодействие Internet протоколов

9.2.1 Сетевые протоколы обычно разрабатываются по уровням, причем каждый уровень отвечает за собственную фазу коммуникаций. Семейства протоколов, такие как TCP/IP, это комбинации различных протоколов на различных уровнях. В таблице 10 представлены уровни эталонной модели взаимодействия открытых систем.

Таблица 10 - Уровни ЭМВОС

№	Уровень	Свойства
7	Прикладной	Telnet, FTP, DNS, RIP, TFTP, e-mail и так далее
6	Представления	Трансляция
5	Сеансовый	Организация логические каналы
4	Транспортный	TCP,UDP
3	Сетевой	IP, ICMP, IGMP
2	Канальный	Драйвер устройства и интерфейсная плата
1	Физический	RC-232, RJ-45 и так далее

9.2.2. Каждый уровень несет собственную функциональную нагрузку:

-Физический уровень. Реализует управление каналом связи, что сводится к подключению и отключению канала связи и форматированию сигналов, представляющих передаваемые данные.

-Канальный уровень (link layer). Еще его называют уровнем сетевого интефейса. Обычно включает в себя драйвер устройства в операционной системе и соответствующую сетевую интерфейсную плату в компьютере. Вместе они обеспечивают аппаратную поддержку физического соединения с сетью (с кабелем или с другой используемой средой передачи).

-Сетевой уровень (network layer), иногда называемый уровнем межсетевого взаимодействия, отвечает за передачу пакетов по сети. Маршрутизация пакетов осуществляется именно на этом уровне. IP (Internet Protocol - протокол Internet), ICMP (Internet Control Message Protocol - протокол управления сообщениями Internet) и IGMP (Internet Group Management Protocol - протокол управления группами Internet) обеспечивают сетевой уровень в семействе протоколов TCP/IP.

-Транспортный уровень (transport layer) отвечает за передачу потока данных между двумя компьютерами и обеспечивает работу прикладного уровня, который находится выше. В семействе протоколов TCP/IP существует два транспортных протокола: TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol). TCP осуществляет надежную передачу данных между двумя компьютерами. Он обеспечивает деление данных, передающихся от одного приложения к другому, на пакеты подходящего для сетевого уровня размера, подтверждение принятых пакетов, установку тайм-аутов, в течение которых должно прийти подтверждение на пакет, и так далее. Так как надежность передачи данных гарантируется на транспортном уровне, на прикладном уровне эти детали игнорируются. UDP предоставляет более простой сервис для прикладного уровня. Он просто отсылает пакеты, которые называются дейтаграммами (datagram) от одного компьютера к другому. При этом нет никакой гарантии, что дейтаграмма дойдет до пункта назначения. За надежность передачи данных, при использовании дейтаграмм отвечает прикладной уровень. Для каждого транспортного протокола существуют различные приложения, которые их используют.

-Сеансовый уровень. Организует сеансы связи на период взаимодействия процессов. На этом уровне по запросам процессов создаются порты для приёма и передачи сообщений и организуется соединения – логические каналы.

-Представления уровень. Осуществляет трансляцию различных языков, форматов данных и кодов для взаимодействия разнотипных компьютеров, оснащённых специфичными операционными системами и работающих в различных кодах между собой и с терминалами разных типов. Взаимодействие процессов, базирующихся на различных языках представления и обработки данных, организуется на основе стандартных форм представления заданий и наборов данных. Процедуры уровня представления интерпретируют стандартные сообщения применительно к конкретным системам, компьютерам и терминалам. Этим создаётся возможность взаимодействия, например, одной программы с терминалами разных типов.

-Прикладной уровень (application layer) определяет детали каждого конкретного приложения. Существует несколько распространенных приложений TCP/IP, которые присутствуют практически в каждой реализации:

-Telnet – терминальный доступ к удалённым серверам;

-FTP (File Transfer Protocol) - протокол передачи файлов;

-SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) - простой протокол передачи электронной почты;

-SNMP (Simple Network Management Protocol) - простой протокол управления сетью;

Иерархию TCP/IP-сетях обычно представляют в виде пятиуровневой концептуальной модели (RFC-791 и RFC-1349), приведённой на рисунке 102

Аббревиатуры на рисунке 102 имеют следующие значения:

- ARP (Address Resolution Protocol) - протокол используется для определения соответствия IP-адресов и Ethernet-адресов;

- SLIP (Serial Line Internet Protocol) - протокол передачи данных по телефонным линиям;

- PPP (Point to Point Protocol) протокол обмена данными "точка-точка".

- RIP (Routing Information Protocol) – протокол дистанционной векторной маршрутизации;

- RPC (Remote Process Control) - протокол управления удаленными процессами;

- NFS (Network File System0 - распределенная файловая система и система сетевой печати;

- DNS (Domain Name System) - система доменных имен;

- TFTP (Trivial File Transfer Protocol) - тривиальный протокол передачи файлов.

Рисунок 102 - Архитектура и совокупность протоколов TCP/IP узла связи сети Internet