Основи tcp / ip.

сьогодні протокол TCP / IP використовується для зв`язку через Інтернет на більшості комп`ютерних мереж. У цій статті розглядаються основні поняття як працює TCP / IP.TCP / IP стенди для Transmission Control Protocol / Internet Protocol. Якщо це змушує вас думати, що це не один протокол, то ви маєте рацію. Насправді, це не просто два протоколи, TCP / IP являють собою набір протоколів.

Як і більшість мережевих протоколів TCP / IP являє собою шаруватий протокол. Кожен шар спирається на шар під ним, додаючи нові функціональні можливості. Найнижчий рівень протоколу стосується виключно для бізнес-відправки та отримання вихідних даних для конкретного мережевого обладнання. На вершині знаходяться протоколи, розроблені спеціально для таких завдань, як передача файлів або доставка електронної пошти. Між ними знаходяться рівні з речами, такими як маршрутизація і надійність. Перевага в тому, що шаруватий стек протоколів дає вам досить багато, наприклад, якщо ви винайшли новий додаток або новий тип устаткування мережі, вам необхідно буде тільки створити протокол для цього додатка або апаратного забезпечення: і вам не доведеться переписувати весь стек.

TCP / IP складається з чотирьох шарів протоколів, як показано вище. Найнижчий рівень, на канальному рівні, реалізується в мережевому адаптері і його драйвер. Як і все TCP / IP протоколи, він визначається стандартами. Тип загальних стандартів в Ethernet-мережах визначається комітетом IEEE 802: наприклад, IEEE 802.3 для мереж Ethernet, або 802,5 IEE для маркера мереж кільце. Інші канальні рівні протоколів, які можуть бути використані, включають Serial IP лінії (SLIP) або точка-Point Protocol (PPP), які використовується при підключенні до мережі через асинхронне комутоване з`єднання.
Ethernet
Так як Ethernet є найбільш поширеним типом мережі, давайте подивимося на це трохи більш докладно. Ethernet протокол, призначений для передачі блоків даних, які називаються кадрами. Кадр складається з заголовка, що містить 48-бітові апаратні призначення і джерела адрес (які визначають конкретні мережеві адаптери), два байта поля довжини і деякий контроль поля. А потім слідують дані, які мають 32-бітний циклічний контроль надмірності (CRC) області.
Дані частини кадру Ethernet повинні бути не менше 38 байт, так що, при необхідності вставляється наповнювач байт. Це означає, що кадри не менше 64 байт, навіть якщо вони мають тільки один байт даних користувача: значні накладні витрати в деяких типах додатків.
Рамки мають максимальний розмір. Менший заголовок, максимальний розмір кадру Ethernet становить 1492 байт, що є максимальним блоком передачі (MTU) для Ethernet. Всі протоколи канального рівня мають MTU. Характерно, що протокол більш високого рівня повинен бути в курсі, тому що великі блоки даних повинні бути роздроблена шматки, які вписуються в MTU, а потім зібрані після прибуття до місця призначення.
Наступний шар вгорі по посиланню, призначається на мережевому рівні. Найбільш важливий протокол на цьому рівні IP, Інтернет-протокол. Його робота полягає в посилці пакету або дейтаграми - термін, який означає «блок даних» - з однієї точки в іншу. Для досягнення цієї мети він використовує протокол канального рівня.
Обидва шару мережі і зв`язок шару, пов`язані з отриманням даних з точки А в точку B. Однак, в той час як на мережевому рівні працює в TCP / IP, канального рівня мають справу з реальним світом. Все це робиться орієнтованим на мережеве обладнання, яке він використовує.
IP-адреса являє собою «м`який» адреса. Це трохи схоже на виклик вашого офісу блоку «Пан-Галактичний будинок», а не його реальну адресу, 2326 Західного бульвару. Перший з них не використовують для листоноші, який повинен доставити листи, якщо він не може використовувати його, щоб дізнатися останні. канальний рівень Ethernet протоколу повинен знати унікальний апаратний адресу конкретного мережевого адаптера якому він повинен доставити повідомлення, і, в разі помилки, в адресі він не прийде.
Щоб зробити це можливим, пакет TCP / IP протоколу канального рівня включає в себе протоколи, чия робота полягає в перетворенні між IP і апаратним адрес. Address Resolution Protocol (ARP) з`ясовує фізичний адресу, відповідний IP-адресою. Він робить це, передаючи запит ARP в мережі. Коли господар визнає запит ARP, що містить його власний IP-адреса, він посилає ARP відповідь, що містить його апаратну адресу.
Існує й протокол Reverse ARP (RARP). Він використовує хост, щоб дізнатися свій IP-адреса, якщо він не має можливості це зробити, крім як через мережу.
міжмережевий протокол
IP є основою протоколу TCP / IP. Кожне повідомлення і кожний шматок даних, переданих по будь TCP / IP мережі передається у вигляді IP-пакетів. Робота IP полягає в наданні даних, що передаються між країнами і між мережами. Звідси і назва: між-мережний протокол. У невеликій локальній мережі, він додається трохи до того, що може бути досягнуто, якщо мережеві додатки говорили безпосередньо Ethernet. Якщо кожен комп`ютер підключений до того ж кабелю Ethernet, кожне повідомлення може бути відправлено безпосередньо на цільовий комп`ютер.
Як тільки ви почнете підключення мереж прямий зв`язок Ethernet стає непрактичною. На рівні додатку ви можете звернутися з повідомленням для комп`ютерів на протилежному боці земної кулі, але ваша мережева карта не може взаємодіяти з мережевою картою на комп`ютері. Для початку потрібно запобігти фізичні обмеження Ethernet . Було б погано, в будь-якому випадку небажано для всіх комп`ютерів світі, щоб він був підключений до однієї великої мережі. Кожне відправлене повідомлення, повинна бути почута кожним комп`ютером, в результаті буде бедлам. Інтернет досить перевантажений як він є на сьогоднішній день!
Замість цього, зокрема, чиста зв`язок відбувається за допомогою одного або декількох «стрибків». Ваша Ethernet-карта взаємодіятиме з іншими пристроями Ethernet на шляху до кінцевого пункту призначення. Маршрутизація є важливою можливістю, що IP додає до протоколу мережевого обладнання. Перш ніж приступити до цього, ми будемо розглядати деякі інші особливості IP.
IP є протоколом без встановлення з`єднання. Це означає, що він поняття не має про роботу чи сесії. Кожен пакет розглядається як суб`єкт сам по собі. IP скоріше як сортування поштових листів працівником. Він не займається сортуванням - чи є пакет одним з партії. Він просто перенаправляє пакети по одному, до іншого розташуванню на маршрут доставки.
IP також байдужий до пакету досягає він свого можливого призначення, або ж вони приходять в оригінальному порядок. Не існує ніякої інформації в пакеті, щоб ідентифікувати його як частину послідовності або приналежності до певної роботи. Таким чином, IP не може сказати, якщо пакети було втрачено або чи були вони отримані в порядку. IP є ненадійним протоколом. Будь-які механізми забезпечення того, щоб дані, які передаються приходили правильні і в цілості забезпечується на більш високому рівні протоколів в наборі.
IP-пакет складається з IP-заголовка та об`єктивності даних. Тема включає в себе 4-бітний протокол номера версії, довжину заголовка, 16-бітну загальну довжину, деякі поля управління контрольну суму заголовка і 32-розрядні адреси джерела і призначення IP. Це становить 20 байт. Не будемо вдаватися в деталі всіх IP-полів управління. Проте, поле протоколу має важливе значення. Воно визначає, який високий рівень TCP / IP протокол направляє дані. Коли дані надходять в пункт призначення (або адреса призначення пакета дорівнює власному адресою IP хоста або це широкомовна адреса) у цій області розповідається, який протокол IP-модуля використовується для передачі.
Одне поле управління і час життя (TTL) поля, це цікаво. Вони ініціалізують відправника до певного значення, як правило, 64, і зменшуються на одиницю (або кількість секунд) кожного маршрутизатора, куди проходить пакет. Коли воно досягає нуля, пакет відкидається і відправнику відправляється повідомлення з використанням Internet Control Message Protocol (ICMP), протокол мережевого рівня для відправки мережевих повідомлень. Поле TTL є запобіжним механізмом, який запобігає пакети від подорожі по Інтернету назавжди в маршрутних петлях. Він експлуатується в діагностичному інструменті Traceroute.
Хоча загальна довжина поля в заголовку IP-протоколу 16 біт, IP-пакети, як правило, набагато менше, ніж 64 байта. З одного боку, на канальному рівні доведеться розбити їх на більш дрібні шматки, так що більшість ефективності та переваги передачі даних в великих блоках втрачається. З іншого боку, стандарти в області ІС історично не вимагали прийняти пакет з більш ніж 576 байт. багато TCP / IP додатки обмежують собі у використанні блоків по 512 байт, з цієї причини, хоча нині більшість реалізацій протоколу не так обмежені.

Відео: Урок 1. Основи tcp ip, модель osi

Продовження статті випливає, стежте за публікаціями.

P.P.S. Якщо у Вас є питання, бажання прокоментувати або поділитися досвідом, напишіть, будь ласка, в коментарях нижче.

Відео: Web-технології. Мережеві протоколи