Протоколы и стеки протоколов

В настоящее время в компьютерных сетях используется большое количество протоколов, и стеков коммуникационных протоколов. Наиболее популярными являются: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS /SMB, OSI.

Все эти стеки на нижних уровнях (физический и канальный) используют одни и те же стандартизированные протоколы семейства 802.х, что позволяет во всех сетях использовать одну и ту же аппаратуру.

Однако на верхних уровнях эти стеки работают по своим собственным протоколам. Эти протоколы часто не соответствуют разбиению по уровням в модели OSI. В частности, функции сеансового и представительского уровня объединены с прикладным уровнем. Такое несоответствие связано с тем, что модель OSI появилась как результат обобщения уже существующих стеков протоколов.

Стек OSI

Стек OSI представляет собой набор конкретных спецификаций протоколов (модель OSI является концептуальной схемой взаимодействия открытых систем). В отличие от других популярных стеков протоколов, стек OSI полностью соответствует модели OSI. На нижних уровнях стек OSI поддерживает ETHERNET, Token Ring.

Протоколы сетевого, транспортного и сеансового уровня специфицированы и реализованы различными производителями, но распространены в настоящее время мало.

Стек TCP /IP

Разработан в 1984 году по инициативе Министерства обороны США для связи экспериментальной сети ARPAnet с другими сетями как набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды. Данный стек протоколов получил название по популярным протоколам TCP и IP (TCP –Transmission Control Protocol, IP –Internet Protocol).Протоколы TCP и IP были реализованы в операционной системе Unix.

В настоящее время стек протоколов TCP/IP используется для связи компьютеров в сети Internet и в большом количестве корпоративных сетей. Стек TCP /IP поддерживает все стандарты физического и канального уровней модели OSI (ETHERNET, Token Ring). За время своего развития стек TCP /IP включил в свой состав большое количество протоколов прикладного уровня, например: FTP (File Transfer Protocol), Telnet, WWW.

В настоящее время стек протоколов TCP /IP является самым распространенным стеком коммуникационных протоколов компьютерных сетей и обладает следующими преимуществами перед другими протоколами:

1) Способность фрагментации пакетов. При передаче сообщений в глобальной сети Internet возникает необходимость деления передаваемого пакета на несколько частей за счет соединения сетей с различными топологиями, дисциплиной обслуживания и т.д.

2) Гибкая система адресации. В систему адресации TCP /IP включаются сети, работающие с другими стеками протоколов.

Стек IPX/SPX

Этот стек был разработан фирмой Novell для операционной системы NetWare (в начале 80-х годов XX века):

IPX (Internetwork Packet eXchange) –сетевой уровень

SPX (Sequenced Packet eXchange) –cеансовый уровень

Использование стека IPX/SPX обусловлено на работу в локальных сетях небольших размеров под управлением операционной системы Novell NetWare.

В настоящее время стек IPX/SPX реализован не только в сетевой ОС Novell NetWare, но и в других популярных ОС (Unix, Microsoft Windows NT, Sun Solaris). Это позволяет применить стек IPX/SPX для работы в корпоративных и глобальных сетях.

Стек NetBIOS/SMB

Этот стек протоколов используются компаниями IBM и Microsoft. Протокол NetBIOS (Net Basic Input/Output System) появился в 1984 году как сетевое расширение стандартных функций базовой системы ввода-вывода. Впоследствии этот протокол был заменен протоколом расширенного пользовательского интерфейса NetBEUI (BIOS Extended User Interface).

Данный протокол выполняет функции транспортного и сеансового уровней модели OSI, однако, с его помощью невозможна маршрутизация пакета. Это ограничивает возможности использования данного протокола в локальных сетях и делает невозможным его использование в составных сетях. Протокол SMB (Server Message Block) выполняет функции представительного и прикладного уровня модели OSI. На основе протокола SMB реализуется файловая служба, а также службы печати и передачи сообщений между приложениями пользователя.

 

Соответствие популярных стеков протоколов уровням модели OSI Таблица 1

Уровни модели OSI	OSI	TCP /IP	Novell	IBM / Microsoft
Прикладной	Х.400 Х.500	FTP Telnet WWW SMTP SNMP	NCP SAP	SMB
Представительный	Представительный протокол OSI
Сеансовый	Сеансовый протокол OSI	TCP	NetBIOS (NetBEUI)
Транспортный	Транспортный протокол OSI	SPX
Сетевой	ES-ES IS-IS	IP	IPX	-
Канальный	SLIP, FDDI, 802.3, 802.5, 100 VG-AnyLAN, X.25
Физический	коаксиал, радиоволны, оптоволокно, витая пара

 

 

Указанное соответствие (табл.1) весьма условно, так как модель OSI это общее руководство к действию, а конкретные протоколы разрабатываются для решения специфических задач, причем многие из них были разработаны до появления модели OSI.