Сетевые протоколы. TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) и Internet, страница 3

На уровне Network interface (сетевой интерфейс) лежит аппаратно-зависимое программное обеспечение, реализующие распространение информации на том или ином отрезке среды передачи данных. Отметим, что TCP/IP, изначально ориентированный на независимость от среды передачи, никаких ограничений «от себя» на программное обеспечение этих двух уровней не накладывает. Понятие «среда передачи данных» и «программное обеспечение сетевого интерфейса» могут на практике иметь различные по сложности и функциональности наполнения – это могут быть и простое модемное двухточечное звено, и представляющая сложную многоузловую коммуникационную структуру сеть X.25 или Frame Relay.

Уровень Internet (межсетевой) и есть протокол IP. Его главная задача – маршрутизация (выбор пути через множество промежуточных узлов) при доставке информации от узла-отправителя до узла-адресата. Вторая важная задача протокола IP – сокрытие аппаратно-программных особенностей среды передачи данных и предоставление вышележащим уровням единого унифицированного и аппаратно независимого интерфейса для доставки информации. Именно этим и обеспечивается многоплатформенность приложений на базе TCP/IP.

При этом напомним, что протокол IP не обеспечивает транспортную службу в том смысле, что не гарантирует доставку пакетов, сохранение порядка и целостности потока пакетов и не различает логические объекты (процессы), порождающие поток информации. Это задачи других протоколов TCP и UDP, относящихся к следующему уровню – транспортному.

Выше, на уровне application – лежат прикладные задачи, которые пользуются сервисом, предоставляемым транспортным уровнем.

Следует также обратить внимание на терминологию, традиционно используемую в литературе по TCP/IP для обозначения информационных объектов, распространяемых между различными уровнями.

Приложение передает транспортному уровню сообщение (message). Его размер и семантика зависят от конкретного приложения.

Транспортный уровень «разрезает» это сообщение (если оно велико) на пакеты, которые передаются межсетевому уровню (то есть протоколу IP).

Internet формирует свои собственные пакеты (их еще называют IP-дейтаграммами).

Затем происходит их упаковка в формат. Приемлемый для данной физической среды передачи информации. Эти, уже аппаратно зависимые пакеты, принято именовать кадрами (frame).

Архитектурная концепция

Концепция сети проста и поучительна. Мир в ней представляется как множество значимых для нас компьютеров (обычно их называют хостами (host). Эти компьютеры подключены к некоторой единой интерсети. Нас, как пользователей, не интересует внутреннее устройство этой интерсети. Пользователю важно, что он может со своего хоста соединиться с любым другим, подключенным к сети.

рисунок

Если же заглянуть внутрь этого «связующего нас облака», то можно увидеть множество маленьких «облачков», называемых физическими сетями (physical networks), соединенных между собой маршрутизаторами (router).

Строго говоря, физические сети могут не являться носителями IP протокола. Это могут быть локальные сети, работающие под управлением некоторых аппаратно зависимых протоколов (Ethernet, Token Ring) и любые другие.

Все функции протокола IP исполняют хосты и маршрутизаторы.

Адреса IP

Физические объекты (хосты, маршрутизаторы, подсети) в IP-сети идентифицируются при помощи имен, называемых IP-адресами.

Если хост соединен с двумя сетями, он будет иметь два IP-адреса, относящиеся к каждой из сетей.

Net1          address1       Host           address2          Net2

IP- адреса представляют собой 32 – разрядные идентификаторы, структура которых оптимизирована для решения основной задачи протокола IP – маршрутизации. Обычно для удобства представления IP – адресов используют так называемое цифровое написание IP – адресов (dotted decimal notation), когда адрес записывается как десятичное представление 4 байт, разделенных точками (например, 192.171.153.60).

Классы IP – адресов

В общем случае каждый IP- адрес можно представить как пару идентификаторов  (NetID, HostID) где NetID – идентификатор сети, HostID – идентификатор хоста.

Все IP-адреса разделены на 5 классов. Практическое применение находят в основном три первых.

Класс A

01234            8                              16                            24                        31

0

NetID

HostID

Класс B