|
3.1 Структура сетевого протокола TCP/IP
По аналогии с другими протоколами взаимодействия сетей - например, моделью взаимодействия открытых систем OSI - архитектуру и функции TCP/IP лучше всего представить в виде иерархической модели. Однако в отличие от OSI в архитектуре протокола TCP/IP можно выделить лишь 4 уровня вместо 7 (см. рис. 3-1).
Данные уровни можно охарактеризовать следующим образом:
Уровень канала данных: определяет характеристики физического соединения с определенной средой передачи и формат информационного фрейма, передаваемого или получаемого данной средой. TCP/IP поддерживает различные технологии передачи данных, такие как Ethernet (с различными скоростями передачи), ATM, кольцевая сеть с маркерным доступом (token ring), оптоволоконный распределенный интерфейс данных (FDDI) и frame relay.
TCP/IP имеет определенное преимущество, поскольку может применяться практически в любых физических сетях.
Уровень IP: отвечает за транспортировку пакетов данных от источника к пункту назначения. Каждый пакет содержит поле IP-адреса адресата, которое используется уровнем IP для пересылки пакета пункту назначения.
IP может оперировать на различных хостах, включая хост источника и хост адресата. IP также используется устройствами коммутации и транспортировки пакетов данных, т. е. маршрутизаторами, принципы работы которых будут подробно рассмотрены ниже. Уровень IP осуществляет передачу данных без установления соединения, т. е. перед началом передачи не требуется создавать путь (маршрут) для соединения с адресатом. Теоретически, любой пакет можно доставить одному и тому же адресату с использованием различных маршрутов. Поэтому IP не гарантирует, доставлен ли пакет к месту назначения, полностью ли он доставлен и т. д. Разработчики IP полагают, что таким образом системе нет необходимости дополнительно сохранять статус каждого соединения или данных. Следует отметить, что выше уровня IP существует множество функций транспортного и прикладного уровней, а ниже уровня IP существует множество технологий, используемых канальным уровнем. Однако именно компоненты IP являются точками конвергенции TCP/IP и Internet.
В настоящее время существует 2 версии IP: IPv4 и IPv6. Сейчас используется IPv4. IPv6 считается версией IP нового поколения (IPng) и представляет собой существенно упрощенную версию, где многие функции усовершенствованы. Самое важное усовершенствование – значительное увеличение адресного пространства. Для получения детального описания IPv6, пожалуйста, обратитесь к соответствующим техническим документам.
Уровень TCP/UDP: данный уровень, называемый уровнем передачи, действует выше уровня IP. Он состоит из двух протоколов. Между источником и пунктом назначения TCP обеспечивает надежную, ориентированную на соединение передачу данных. UDP, напротив, может обеспечить лишь ненадежную передачу без установления соединения. Как TCP, так и UDP оперируют на хост-узле, обеспечивая специфические услуги для различных приложений.
Прикладной уровень: Различные приложения пользуются услугами нижнего уровня TCP/IP. Вот, например, некоторые из хорошо известных приложений TCP/IP: Telnet, используемый для эмуляции терминала, протокол передачи файлов FTP, используемый для передачи файлов, протокол передачи гипертекстовых файлов HTTP, используемый для просмотра в Интернет информационных home-страниц, и протокол электронной почты SMTP, используемый электронной почтой E-mail.
Кроме протокольного стека TCP/IP включает два основных элемента: пакет IP и маршрутизатор. Определение пакета очень просто (см. рис. 3-2).
Data link header – заголовок канала передачи данных
IP header – заголовок IP
Transmission header – заголовок передачи
Payload – полезная (информационная) нагрузка
IP-пакет состоит из последовательных полей полезной (информационной) нагрузки (payload), заголовка передачи (transmission header), заголовка IP (IP header) и заголовка канала передачи данных (data link header). Когда пакет передается через ту или иную среду (например, Ethernet), заголовок канала передачи данных используется для продвижения пакета от источника к адресату. Если на пути передачи пакета от источника адресату используются различные технологии организации канала, содержимое данного заголовка будет разным. Приведем реальный пример. Путь от источника к месту назначения включает локальную сеть Ethernet, frame relay PVC и локальную кольцевую сеть с маркерным доступом (token ring). Заголовок передачи может состоять из заголовка TCP и заголовка UDP. Они могут быть опущены в случае, если приложение само обеспечивает функцию передачи, не пользуясь услугами уровня передачи, обеспечиваемыми протоколами TCP или UDP. Заголовок IP определенно необходим, так как он содержит окончательный адрес узла назначения IP-пакета.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
