Стек протоколов tcp/ip
Развитие сети ARPAnet привело к созданию сетевой архитектуры DARPA, которая и послужила основой сети Internet. Эта архитектура базируется на двух основных протоколах:
TCP (Transmission Control Protocol) — протокол управления передачей;
IP (Internet Protocol) — протокол межсетевого взаимодействия.
В дальнейшем всю иерархию протоколов сети Интернет стали называть стеком (stack – набор, комплект) TCP/IP по аналогии с другой системой для локальных сетей – стеком IPX/SPX компании Novell.
Стек
TCP/IP был разработан ранее концепции ВОС
(OSI) и поэтому лишь ориентировочно может
быть отображен на ее 7-уровневую модель.
Структурно стек TCP/IP делится на 4 уровня (см. рис.):
1 — прикладной; 2 — транспортный; 3 — сетевой (межсетевого взаимодействия); 4 — сетевых интерфейсов.
Дадим краткую характеристику уровней этой архитектуры.
Уровень I стекаTcp/ip
Верхний (прикладной) уровень содержит все службы, предоставляемые системой пользовательским приложениям. Он реализуется программными системами, построенными в архитектуре «клиент – сервер». Этот уровень постоянно расширяется за счет включения новых служб. К протоколам данного уровня относятся:
FTP (File Transfer Protocol) — протокол передачи файлов;
TFTP (Trivial FTP) — простой протокол передачи файлов;
Telnet — протокол эмуляции удаленного терминала;
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — простой почтовый протокол;
SNMP (Simple Network Management Protocol) — простой протокол управления сетью;
DNS (Domain Name System) — протокол разрешения имен;
HTTP (HyperText Transfer Protocol) — гипертекстовый транспортный протокол и т. д.
К
аждая
прикладная программа выбирает тип
транспортировки по сети (непрерывный
поток сообщений или последовательность
отдельных сообщений) и передает данные
транспортному уровню в требуемой форме.
Уровень II стекаTcp/ip
Уровень II (транспортный) обеспечивает взаимодействие между прикладными программами. Он управляет потоком информации и отвечает за надежность передачи. На этом уровне реализуется обнаружение ошибок, механизм подтверждения, повторной передачи потерянных или искаженных пакетов.
На уровне функционируют:
Протокол управления передачей TCP, который обеспечивает надежную доставку сообщений между удаленными системами за счет образования логических соединений. Обмен осуществляется в дуплексном режиме. TCP делит данные на сегменты и передает их IP-уровню.
Протокол UDP(User Datagram Protocol) обеспечивает дейтаграммную передачу пользуясь услугами протокола IP. Он выполняет функции связующего звена (мультиплексора) между сетевым протоколом и службами прикладного уровня.
Протокол T/TCP(Transaction Transmission Control Protocol) – протокол управления транзакциями. Был предложен недавно для поддержки передачи транзакций в Internet.
Уровень III стекаTcp/ip
Это уровень межсетевого взаимодействия, который реализует концепцию передачи пакетов в режиме без установления соединения, и является стержнем всей архитектуры TCP/IP. Для передачи используется тот маршрут, который в данный момент представляется наиболее рациональным. Этот уровень называют также уровнем internet в соответствии с его основной функцией — передачей данных через составную сеть.
Уровень принимает от транспортного уровня пакет с указанием адреса передачи. Пакет инкапсулируется в дейтаграмму, заполняется заголовок и при необходимости используется алгоритм маршрутизации. Аналогично производится прием дейтаграмм и передача пакетов транспортному протоколу.
В качестве основного протокола данного уровня используется протокол IP (Internet Protocol).
К этому же уровню относятся протоколы маршрутизации, такие как:
RIP (Routing Internet Protocol);
OSPF (Open Shortest Path First);
EGP (Exterior Gateway Protocol);
IGP (Interior Gateway Protocol);
ARP (Address Resolution Protocol);
RARP (Reverse Address Resolution Protocol) и т.д.
На этом же уровне функционирует и протокол ICMP (Internet Control Message Protocol) — протокол межсетевых управляющих сообщений. С помощью данного протокола (посылкой специальных пакетов) сообщается о таких ситуациях, как:
невозможность доставки пакета;
превышение времени жизни пакета;
превышение продолжительности сборки пакета из фрагментов;
аномальные значения параметров;
изменение маршрута пересылки и типа обслуживания;
состояние системы и т.д.