Рівні моделі міжмережевої взаємодії TCP/IP та їх характеристика. Переваги стека протоколів TCP/IP.

TCP/IP

Протокол TCP/IP — промисловий стандарт, що дозволяє організувати комп'ютерну локальну мережу підприємства і зв'язувати комп'ютери, що працюють під управлінням Windows XP Professional.

Використання протоколу TCP/IP у Windows XP Professional дає наступні переваги:

мережний протокол з маршрутизацією підтримують майже всі операційні системи. Крім того, майже усі великі мережі засновані на TCP/IP;

ця технологія дозволяє з'єднувати різнорідні системи за допомогою стандартних утиліт зв'язку для доступу і передачі даних. В Windows XP Professional входять деякі з цих стандартних утиліт;

забезпечує надійне, розширюване інтегроване середовище на основі моделі «клієнт — сервер», яка працює на різних платформах. TCP/IP підтримує інтерфейс Microsoft Windows Sockets (Winsock), що ідеально підходить для розробки прикладних програм «клієнт — сервер» на стеках Winsock;

можливість отримання доступу до ресурсів Інтернет.

Прикладний рівень[ред. • ред. код]

Протоколи прикладного рівня TCP/IP визначають процедури організації взаємодії прикладних процесів (програм) різних мережевих комп'ютерів і форми подання інформації за такої взаємодії. За ознаками взаємодії прикладних процесів виділяють два типи прикладного програмного забезпечення: програма-клієнт та програма-сервер. Протоколи прикладного рівня зорієнтовано на конкретні прикладні завдання. Серед традиційних послуг, котрі забезпечують протоколи прикладного рівня з сімейства TCP/IP, сьогодні найпопулярнішими є електронна пошта — протоколи SMTP та POP3, передача файлів — FTP та TFTP, емуляція віддаленого терміналу — TELNET тощо.

З середини 1990-х років в Інтернеті активно запроваджуються послуги, які базуються на технології WWW, яка ґрунтується на протоколі передачі гіпертексту HTTP.

Сьогодні популярні послуги пакетної IP-телефонії на базі стандартів IETF, до яких відносяться спеціальні протоколи прикладного, транспортного і мережевого рівнів, наприклад сигналізації SIP, передачі в режимі реального часу RTP та RTCP, резервування ресурсів RSVP, рекомендацій ITU H.323 тощо.

Транспортний рівень[ред. • ред. код]

Протоколи транспортного рівня TCP/IP надають транспортні послуги прикладним процесам. Основними протоколами транспортного рівня TCP/IP є протокол керування передачеюTCP (Transmission Control Protocol) і протокол користувальницьких дейтаграм UDP (User Datagram Protocol). Транспортні послуги цих протоколів суттєво відрізняються. ПротоколUDP доставляє дейтаграми без установлення з'єднання. При цьому він не гарантує їхнього доставляння. Протокол TCP забезпечує надійне доставляння байтових потоків (сегментів) із попереднім встановленням транспортного дуплексного з'єднання (віртуального каналу) між модулями TCP мережевих комп'ютерів. Для розв'язання транспортних завдань протоколи TCP та UDP при передачі даних формують і додають до даних свої заголовки обсягом 20 байт та 8 байт відповідно.

Кожен прикладний процес взаємодіє з модулем транспортного рівня TCP або UDP через окремий порт, що дозволяє при взаємодії систем однозначно ідентифікувати прикладні процеси. Ці порти нумеруються починаючи з нуля. При передачі запиту прикладної програми клієнта до прикладної програми сервера транспортний модуль, формуючи дейтаграму чи сегмент, вказує номери портів програмних модулів прикладних протоколів сервера й клієнта. З цією метою в заголовку пакета протоколу транспортного рівня виділено два поля — «порт одержувача» і «порт відправника», обсягом по 2 байти. Номери портів TCP та UDP до прикладних протоколів сервера стандартизовані IETF. Для цього надано номери в діапазоні від 1 до 1023. Наприклад, програмний модуль TCP сервера зазвичай взаємодіє з модулем протоколу HTTP через порт з номером 80. Взаємодія модуля TCP чи UDP клієнта з будь-яким модулем прикладного протоколу відбувається через порт, якому надається вільний номер, більший за 1023.

Мережевий рівень[ред. • ред. код]

Протоколи мережевого рівня TCP/IP забезпечують взаємодію мереж різної архітектури тощо. Основним протоколом мережного рівня технології TCP/IP є міжмережевий протокол IPта його допоміжні протоколи: адресний протокол ARP; реверсний адресний протокол RARP (Reverse ARP); протокол діагностичних повідомлень ICMP (Internet Control Message Protocol), який надсилає повідомлення вузлам мережі про помилки на маршруті, які виникають при передачі пакетів тощо.

Головне завдання міжмережевого протоколу IP — це маршрутизація пакетів даних між різнотипними комп'ютерними мережами. Для розв'язання цього завдання протокол IPпідтримує IP-адресацію мереж та вузлів, використовує таблицю маршрутизації пакетів, виконує, за необхідності, фрагментацію та дефрагментацію цих пакетів.

Функціонування мережевого рівня також забезпечує низка протоколів динамічної маршрутизації RIP, OSPF, які динамічно формують маршрути таблиці маршрутизації за алгоритмами вектора VDA (Vector Distance Algorithm) і стану зв'язку LSA (Link State Algorithm) відповідно; протоколів політики зовнішньої маршрутизації EGP (Exterior Gateway Protocol), BGP (Border Gateway Protocol) тощо.

Рівень доступу до середовища передачі (Network Access Layer)[ред. • ред. код]

Функції:

· відображення IP-адреси в фізичні адреси мережі (MAC-адреси);

· інкапсуляція IP-дейтаграм в кадри для передачі по фізичному каналу і передачі кадрів.

На цьому рівні працює протокол ARP, який здійснює відображення адреси IP-> MAC.

 

Оскільки стек TCP/IP спочатку створювався для глобальної мережі Інтернет, він має багато особливостей, які забезпечують йому перевагу перед іншими протоколами, коли йдеться про побудову мереж, що включають глобальні зв’язки. Зокрема, дуже корисною властивістю, завдяки якій цей протокол може застосовуватися у великих мережах, є його здатність фрагментувати пакети. Дійсно, складна складена мережа часто складається з мереж, побудованих за зовсім різними принципами. У кожній із цих мереж може бути встановлена власна величина максимальної довжини одиниці переданих даних (кадру). У такому разі при переході з однієї мережі, що має більшу максимальну довжину кадру, в іншу, з його меншою максимальною довжиною, може виникнути необхідність поділу переданого кадру на кілька частин. Протокол IP стека TCP/IP ефективно розв’язує це завдання.

Іншою особливістю технології TCP/IP є гнучка система адресації, що дозволяє більш просто в порівнянні з іншими протоколами аналогічного призначення включати до інтермережі (об’єднаної мережі) мережі інших технологій. Ця властивість також сприяє застосуванню стека TCP/IP для побудови великих гетерогенних (різнорідних) мереж.