Какие сетевые протоколы установлены на вашем компьютере
Обновлено: 03.07.2024
Понимание работы сетей на базовом уровне имеет очень важное значение для каждого администратора сервера или веб-мастера. Это необходимо для правильной настройки ваших сервисов в сети, а также легкого обнаружения возможных проблем и решения неполадок.
В этой статье мы рассмотрим общие концепции сетей интернета, обсудим основную терминологию, самые распространенные протоколы, а также характеристики и предназначение каждого из уровней сетей. Здесь собрана только теория, но она будет полезна начинающим администраторам и всем интересующимся.
Основные сетевые термины
Перед тем как обсуждать основы сети интернет, нам нужно разобраться с некоторыми общими терминами, которые часто используются специалистами и встречаются в документации:
Вы можете найти намного больше терминов, но здесь мы перечислили все самые основные, которые будут встречаться чаще всего.
Уровни сетей и модель OSI
Обычно, сети обсуждаются в горизонтальной плоскости, рассматриваются протоколы сети интернет верхнего уровня и приложения. Но для установки соединений между двумя компьютерами используется множество вертикальных слоев и уровней абстракции. Это означает, что существует несколько протоколов, которые работают друг поверх друга для реализации сетевого соединения. Каждый следующий, более высокий слой абстрагирует передаваемые данные и делает их проще для восприятия следующим слоем, и в конечном итоге приложением.
Существует семь уровней или слоев работы сетей. Нижние уровни будут отличаться в зависимости от используемого вами оборудования, но данные будут передаваться одни и те же и будут иметь один и тот же вид. На другую машину данные всегда передаются на самом низком уровне. На другом компьютере, данные проходят все слои в обратном порядке. На каждом из слоев к данным добавляется своя информация, которая поможет понять что делать с этим пакетом на удаленном компьютере.
Модель OSI
Так сложилось исторически, что когда дело доходит до уровней работы сетей, используется модель OSI или Open Systems Interconnect. Она выделяет семь уровней:
- Уровень приложений - самый верхний уровень, представляет работу пользователя и приложений с сетью Пользователи просто передают данные и не задумываются о том, как они будут передаваться;
- Уровень представления - данные преобразуются в более низкоуровневый формат, чтобы быть такими, какими их ожидают получить программы;
- Уровень сессии - на этом уровне обрабатываются соединения между удаленным компьютерами, которые будут передавать данные;
- Транспортный уровень - на этом уровне организовывается надежная передача данных между компьютерами, а также проверка получения обоими устройствами;
- Сетевой уровень - используется для управления маршрутизацией данных в сети пока они не достигнут целевого узла. На этом уровне пакеты могут быть разбиты на более мелкие части, которые будут собраны получателем;
- Уровень соединения - отвечает за способ установки соединения между компьютерами и поддержания его надежности с помощью существующих физических устройств и оборудования;
- Физический уровень - отвечает за обработку данных физическими устройствами, включает в себя программное обеспечение, которое управляет соединением на физическом уровне, например, Ehternet или Wifi.
Как видите, перед тем, как данные попадут к аппаратному обеспечению им нужно пройти множество слоев.
Модель протоколов TCP/IP
Модель TCP/IP, еще известная как набор основных протоколов интернета, позволяет представить себе уровни работы сети более просто. Здесь есть только четыре уровня и они повторяют уровни OSI:
- Приложения - в этой модели уровень приложений отвечает за соединение и передачу данными между пользователям. Приложения могут быть в удаленных системах, но они работают как будто бы находятся в локальной системе;
- Транспорт - транспортный уровень отвечает за связь между процессами, здесь используются порты для определения какому приложению нужно передать данные и какой протокол использовать;
- Интернет - на этом уровне данные передаются от узла к узлу по сети интернет. Здесь известны конечные точки соединения, но не реализуется непосредственная связь. Также на этом уровне определяются IP адреса;
- Соединение - этот уровень реализует соединение на физическом уровне, что позволяет устройствам передавать между собой данные не зависимо от того, какие технологии используются.
Эта модель менее абстрактная, но мне она больше нравиться и ее проще понять, поскольку она привязана к техническим операциям, выполняемым программами. С помощью каждой из этих моделей можно предположить как на самом деле работает сеть. Фактически, есть данные, которые перед тем, как будут переданы, упаковываются с помощью нескольких протоколов, передаются через сеть через несколько узлов, а затем распаковываются в обратном порядке получателем. Конечные приложения могут и не знать что данные прошли через сеть, для них все может выглядеть как будто обмен осуществлялся на локальной машине.
Основные протоколы интернета
Как я уже сказал. в основе работы сети лежит использование нескольких протоколов, которые работают один поверх другого. Давайте рассмотрим основные сетевые протоколы интернет, которые вам будут часто встречаться, и попытаемся понять разницу между ними.
Есть еще очень много других протоколов, но мы рассмотрели только сетевые протоколы, которые больше всего важны. Это даст вам общие понятия того, как работает сеть и интернет в целом.
Выводы
В этой статье мы рассмотрели основы сетей и протоколов, которые используются для организации их работы. Конечно, этого совсем недостаточно, чтобы понять все, но теперь у вас есть определенная база и вы знаете как различные компоненты взаимодействуют друг с другом. Это поможет вам понимать другие статьи и документацию. Если вас серьезно заинтересовали основы сети интернет, то тут не хватит нескольких статей. Вам нужна книга. Обратите внимание на Камер Д. Сети TCP/IP. Принципы, протоколы и структура. В свое время я ее прочитал и мне очень понравилось.
На завершение видео про модель OSI:
Обычно TCP/IP устанавливается по умолчанию вместе с новым сетевым подключением, но все же будет правильно проверить его наличие в системе. Для этого нужно сделать следующее.
1. Щелкнуть правой кнопкой мыши на рабочем столе компьютера по значку Сетевое окружение и выбрать Свойства.
2. В открывшемся окне (рис. 1.10) нужно выбрать сетевое подключение, которое вы используете для работы в Интернете или локальной сети, потом тоже нажать на нем правую кнопку мыши и выбрать Свойства. Если же у вас нет ни одного сетевого подключения, то настроить его (например, для выхода в Интернет) можно следующим образом:
• воспользуемся ссылкой Создание нового подключения, которая находится в левой части окна в разделе Сетевые задачи, при этом запустится мастер новых подключений;
• в первом окне мастера (рис. 1.11) просто нажимаем кнопку Далее, поскольку окно является приветственным;
• во втором окне (рис. 1.12) выбираем Подключить к Интернету и нажимаем кнопку Далее;
• теперь выбираем Установить подключение вручную (рис. 1.13) — будем считать, что у нас есть интернет-карта, которую мы купили на почте или в киоске, а в ней под защитным слоем находятся имя пользователя и пароль для настройки нового соединения, а также номер телефона поставщика услуг Интернета, на который мы должны позвонить с помощью модема;
? в следующем окне мастера (рис. 1.14) выбираем Через обычный модем — это наиболее распространенный случай, если у вас, конечно, не установлен скоростной Интернет, а к компьютеру не подключен скоростной модем ADSL;
? в следующем диалоговом окне (рис. 1.15) предлагается ввести имя поставщика услуг Интернета (интернет-провайдера). Здесь вы можете написать все, что угодно, поскольку введенное слово будет являться просто названием этого подключения;
? теперь (рис. 1.16) вводим номер телефона, на который будем дозваниваться при подключении к Интернету. Хотя это и телефонный номер, на другой стороне провода установлен модем провайдера, а не обычный телефон. Именно через этот модем мы и подключимся к Интернету. Обратите внимание, что в номере телефона можно использовать команды для своего модема (так, литера p означает импульсный набор, а запятая делает паузу после набора цифры);
? в предпоследнем диалоговом окне (рис. 1.17) нужно ввести имя пользователя и два раза пароль. Почему дважды? Потому что первый раз вы просто вводите пароль, а потом его подтверждаете. Подтверждать пароль нужно по той причине, что в первый раз можно ошибиться — ведь символы пароля всегда отображаются звездочками, чтобы любопытный гражданин Дудкин, стоящий за нашей спиной, не смог его подсмотреть;
в последнем диалоговом окне (рис. 1.18) можно поставить флажок Добавить ярлык подключения на рабочий стол, чтобы потом не искать его в окне Сетевые подключения, а быстро найти на рабочем столе.
3. Итак, мы выбрали сетевое подключение, нажали на нем правую кнопку мыши и перешли на его Свойства.
4. Здесь возможны два варианта:
• если это сетевое подключение для работы в локальной сети, то сразу появится окно со списком компонентов (рис. 1.19), которое нужно пролистать вниз и отыскать в нем надпись Протокол Интернета (TCP/IP);
• если же это подключение к Интернету с домашнего компьютера, которое мы только что настроили, то в открывшемся окне сначала нужно выбрать вкладку Сеть, а потом в разделе Компоненты, используемые этим подключением найти Протокол Интернета (TCP/IP) (рис. 1.20).
5. Надеюсь, что TCP/IP у вас установлен, если нет, то его нужно доустановить. Делается это так:
• нажимаем на кнопку Установить;
• в открывшемся окне (рис. 1.21) выбираем тип сетевого компонента Протокол;
• нажимаем на кнопку Добавить и в новом окне (рис. 1.22) выбираем протокол TCP/IP.
Теперь при необходимости можно настроить свойства протокола TCP/IP, нажав на кнопку Свойства в окне Мой выход в Интернет — свойства (см. рис. 1.20). Для выхода в Интернет с домашнего компьютера это вам не понадобится, но если вы работаете в локальной сети предприятия, где принято использовать IP-адреса, то вам нужно узнать IP-адрес (а также и другие данные: маску подсети, шлюз и адрес DNS-сервера) у своего сетевого администратора и ввести их в окне свойств.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
15. Как проверить работу Tor?
15. Как проверить работу Tor? Чтобы проверить то, как Tor обеспечивает анонимность нужно зайти на один из сайтов, которые могут определять и высвечивать IP-адрес и некоторые другие данные о пользователе. Список приведен ниже.Чтобы узнать свой настоящий IP-адрес - можно зайти на
Как спрятать информацию на своем компьютере от посторонних глаз
Как спрятать информацию на своем компьютере от посторонних глаз Мы не рассматриваем в данном случае программы, предназначенные для шифрования информации на дисках, подобно тому, как это делает Secret Disk Server. Желающие ознакомиться с программами, защищающими информацию на
Как самостоятельно распознать наличие в компьютере шпионского ПО?
Как самостоятельно распознать наличие в компьютере шпионского ПО? Отличительной чертой Spyware является то, что их трудно распознать с помощью штатных антивирусных программ. Поэтому для борьбы с ними рекомендуется использовать специальные утилиты, которые во множестве
Как самостоятельно распознать наличие в компьютере программ-шпионов
Как самостоятельно распознать наличие в компьютере программ-шпионов Отличительной чертой Spyware является то, что их трудно распознать с помощью штатных антивирусных программ. Для борьбы с ними предназначены специальные утилиты, которые можно скачать в Интернете. Но
Наличие нескольких аргументов
Наличие нескольких аргументов Если для связи с некоторой функцией требуется более одного аргумента, то наряду с именем функции можно задавать список аргументов, разделенных запятыми, как показано ниже. printnum(i,j) int i, j; < printf(" Новых точек = %d. Всего точек = %d. ", i, j); >Мы
Глава 34. Как проверить и отредактировать распознанный текст
Глава 34. Как проверить и отредактировать распознанный текст После завершения распознавания результат появляется в диалоговом окне Текст. Диалоговое окно Текст — это встроенный редактор программы FineReader; в нем вы имеете возможность проверить результаты распознавания и
Наличие внешней клавиатуры
Наличие внешней клавиатуры С помощью класса Registry разработчик может получать или устанавливать значения параметров в реестре. Предположим, что нужно узнать, подключена ли к устройству внешняя клавиатура. За данную функцию отвечает параметр HasKeyboard в разделе
Наличие дополнительной клавиатуры
Наличие дополнительной клавиатуры Узнать о наличии в системе подключаемой клавиатуры можно с помощью функции API или просмотрев значение соответствующего ключа в реестре. Использование реестра рассматривалось несколько раньше. В листинге 13.22 приведен код, который
4.1.1 Наличие компонентов продукта
4.1.1 Наличие компонентов продукта Для тестирования пакета программ должны иметься в наличии все его поставляемые компоненты (см. 3.1.2 h), а также нормативные документы, указанные в описании продукта (см. 3.1.2
4.1.2 Наличие компонентов системы
4.1.2 Наличие компонентов системы Для тестирования пакета программ необходимо наличие составных частей всех вычислительных систем, указанных в описании
Как проверить, что Интернет подключен?
Как проверить, что Интернет подключен? Как же определить, есть ли на вашем компьютере Интернет? Самый простой способ — попытаться загрузить страницу. Для этого откройте браузер и введите в адресную строку любой интернетский адрес (подробнее об этом читайте в начале
Как проверить компьютер?
Как проверить компьютер? Помимо постоянного наблюдения за выполняющимися программами, антивирус Microsoft Security Essentials проверяет содержимое дисков по расписанию. По умолчанию он делает это раз в неделю. Кроме того, вы можете запустить проверку и вручную, в любое время.Чтобы
Как проверить файл или папку?
Как проверить файл или папку? Чтобы проверить отдельно взятый файл или папку с файлами, воспользуйтесь контекстным меню.Например, вы скачали файл из Интернета. Откройте папку, в которую сохранен этот файл, и щелкните на его значке правой кнопкой мыши.В контекстном меню
Сетевой протокол — набор правил, позволяющий осуществлять обмен данными между составляющими сеть устройствами, например, между двумя сетевыми картами ( рис. 6.1).
Рис. 6.1. Иллюстрация к понятию Сетевой протокол
TCP/IP
Стек протоколов TCP / IP — это набор протоколов, его название происходит от двух наиболее важных протоколов, являющиеся основой связи в сети Интернет . Протокол TCP разбивает передаваемую информацию на порции (пакеты) и нумерует их. С помощью протокола IP все пакеты передаются получателю. Далее с помощью протокола TCP проверяется, все ли пакеты получены. При получении всех порций TCP располагает их в нужном порядке и собирает в единое целое. В сети Интернет используются две версии этого протокола:
IP-адреса стандарта IPv6 имеют длину 128 бит и поэтому в четыре раза длиннее, чем IP-адреса четвертой версии. IP-адреса версии v6 записываются в следующем виде:X:X:X:X:X:X:X:X, где X является шестнадцатеричным числом, состоящим из 4-х знаков(16 бит), а каждое число имеет размер 4 бит. Каждое число располагается в диапазоне от 0 до F. Вот пример IP-адреса шестой версии: 1080:0:0:0:7:800:300C:427A. В подобной записи незначащие нули можно опускать, поэтому фрагмент адреса: 0800: записывается, как 800:.
Для взаимодействия сетевых устройств друг с другом необходимо, чтобы у передающего устройства был IP - и MAC -адреса получателя. Набор протоколов TCP / IP имеет в своем составе специальный протокол, называемый ARP (Address Resolution Protocol — протокол преобразования адресов), который позволяет автоматически получить MAC - адрес по известным IP -адресам
DHCP-протокол
Распределением IP -адресов для подключения к сети Интернет занимаются провайдеры, а в локальных сетях – сисадмины. Назначение IP -адресов узлам сети при большом размере сети представляет для администратора очень утомительную процедуру. Поэтому для автоматизации процесса разработан протокол Dynamic Host Configuration Protocol ( DHCP ) , который освобождает администратора от этих проблем, автоматизируя процесс назначения IP -адресов всем узлам сети.
FTP протокол
FTP протокол передачи файлов со специального файлового сервера на компьютер пользователя. Установив связь с удаленным компьютером, пользователь может скопировать файл с удаленного компьютера на свой или скопировать файл со своего компьютера на удаленный.
POP протокол
POP стандартный протокол получения почтового соединения. Серверы POP обрабатывают входящую почту, а протокол POP предназначен для обработки запросов на получение почты от клиентских почтовых программ.
SMTP протокол
IP адрес по протоколу IPv4
Одной из самых важных тем при рассмотрении TCP / IP является адресация IP . Адрес IP — числовой идентификатор , приписанный каждому компьютеру в сети IP и обозначающий местонахождение в сети устройства, которому он приписан. Адрес IP - это адрес программного, а не аппаратного обеспечения. IP - адрес узла идентифицирует точку доступа модуля IP к сетевому интерфейсу, а не всю машину.
IP - адрес — сетевой (программный) адрес узла в компьютерной сети, построенной по протоколу IP .
Каждый из 4х октет десятичной записи IP адреса может принимать значение в диапазоне от 0 до 255 и в теории такой адрес в десятичной форме записи может быть в диапазоне от 0.0.0.0 до 255.255.255.255. IP адрес - двоичное число, но для человека вместо записи в 32 бит 11000000.10101000.00000000.00000001 удобнее запись в 4 байта вида 192.168.0.1.
Задание 1. Определить IP адрес вашего ПК
Узнать свой собственный IP адрес вы можете, если запустите в ОС Windows XP на выполнение команду Пуск – Программы – Стандартные – Командная Строка и наберете в ней ipconfig ( рис. 6.2).
Рис. 6.2. IP адрес вашего ПК в десятичной системе счисления
Ту же команду можно выполнить в командной строке Windows 7 ( рис. 6.3).
Рис. 6.3. Здесь мы видим IP в двух версиях: IPv4 и IPv6
Задание 2 (скринкаст). Перевод чисел из двоичной системы в десятичную и наоборот
При работе с IP -адресами может возникнуть необходимость перевода двоичных чисел в десятичные и наоборот. Это можно сделать, например, так, как учат в школе:
101101102 = (1•2 7 )+(0•2 6 )+(1•2 5 )+(1•2 4 )+(0•2 3 )+(1•2 2 )+(1•2 1 )+(0•2 0 ) = 128+32+16+4+2 = 18210 Но, удобнее это делать на Windows -калькуляторе. Выполните в Windows -7 команду Пуск-Программы-Стандартные-Калькулятор, потом Вид-Программист ( рис. 6.4 и 5).
Cтек протоколов TCP/IP широко распространен. Он используется в качестве основы для глобальной сети интернет. Разбираемся в основных понятиях и принципах работы стека.
Основы TCP/IP
Стек протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol, протокол управления передачей/протокол интернета) — сетевая модель, описывающая процесс передачи цифровых данных. Она названа по двум главным протоколам, по этой модели построена глобальная сеть — интернет. Сейчас это кажется невероятным, но в 1970-х информация не могла быть передана из одной сети в другую, с целью обеспечить такую возможность был разработан стек интернет-протоколов также известный как TCP/IP.
Разработкой этих протоколов занималось Министерство обороны США, поэтому иногда модель TCP/IP называют DoD (Department of Defence) модель. Если вы знакомы с моделью OSI, то вам будет проще понять построение модели TCP/IP, потому что обе модели имеют деление на уровни, внутри которых действуют определенные протоколы и выполняются собственные функции. Мы разделили статью на смысловые части, чтобы было проще понять, как устроена модель TCP/IP:
Уровневая модель TCP/IP
Три верхних уровня — прикладной, транспортный и сетевой — присутствуют как в RFC, так и у Таненбаума и других авторов. А вот стоит ли говорить только о канальном или о канальном и физическом уровнях — нет единого мнения. В RFC они объединены, поскольку выполняют одну функцию. В статье мы придерживаемся официального интернет-стандарта RFC и не выделяем физический уровень в отдельный. Далее мы рассмотрим четыре уровня модели.
Канальный уровень (link layer)
Предназначение канального уровня — дать описание тому, как происходит обмен информацией на уровне сетевых устройств, определить, как информация будет передаваться от одного устройства к другому. Информация здесь кодируется, делится на пакеты и отправляется по нужному каналу, т.е. среде передачи.
Этот уровень также вычисляет максимальное расстояние, на которое пакеты возможно передать, частоту сигнала, задержку ответа и т.д. Все это — физические свойства среды передачи информации. На канальном уровне самым распространенным протоколом является Ethernet, но мы рассмотрим его на примере в конце статьи.
Межсетевой уровень (internet layer)
Каждая индивидуальная сеть называется локальной, глобальная сеть интернет позволяет объединить все локальные сети. За объединение локальных сетей в глобальную отвечает сетевой уровень. Он регламентирует передачу информации по множеству локальных сетей, благодаря чему открывается возможность взаимодействия разных сетей.
Межсетевое взаимодействие — это основной принцип построения интернета. Локальные сети по всему миру объединены в глобальную, а передачу данных между этими сетями осуществляют магистральные и пограничные маршрутизаторы.
Маска подсети и IP-адреса
Маска подсети помогает маршрутизатору понять, как и куда передавать пакет. Подсетью может являться любая сеть со своими протоколами. Маршрутизатор передает пакет напрямую, если получатель находится в той же подсети, что и отправитель. Если же подсети получателя и отправителя различаются, пакет передается на второй маршрутизатор, со второго на третий и далее по цепочке, пока не достигнет получателя.
Протокол интернета — IP (Internet Protocol) используется маршрутизатором, чтобы определить, к какой подсети принадлежит получатель. Свой уникальный IP-адрес есть у каждого сетевого устройства, при этом в глобальной сети не может существовать два устройства с одинаковым IP. Он имеет два подвида, первым был принят IPv4 (IP version 4, версии 4) в 1983 году.
IPv4 предусматривает назначение каждому устройству 32-битного IP-адреса, что ограничивало максимально возможное число уникальных адресов 4 миллиардами (2 32 ). В более привычном для человека десятичном виде IPv4 выглядит как четыре блока (октета) чисел от 0 до 255, разделенных тремя точками. Первый октет IP-адреса означает его класс, классов всего 4: A, B, C, D.
IPv6 имеет вид восьми блоков по четыре шестнадцатеричных значения, а каждый блок разделяется двоеточием. IPv6 выглядит следующим образом:
Так как IPv6 адреса длинные, их разрешается сокращать по следующим правилам: ведущие нули допускается опускать, например в адресе выше :00FF: позволяется записывать как :FF:, группы нулей, идущие подряд тоже допустимо сокращать и заменять на двойное двоеточие, например, 2DAB:FFFF::01AA:00FF:DD72:2C4A. Допускается делать не больше одного подобного сокращения в адресе IPv6.
IP предназначен для определения адресата и доставки ему информации, он предоставляет услугу для вышестоящих уровней, но не гарантирует целостность доставляемой информации.
ICMP и IGMP
ICMP никогда не вызывается сетевыми приложениями пользователя, кроме случаев диагностики сети, к примеру, пинг (ping) или traceroute (tracert). ICMP не передает данные, это отличает его от транспортных TCP и UDP, расположенных на L3, которые переносят любые данные. ICMP работает только с IP четвертой версии, с IPv6 взаимодействует ICMPv6.
Сетевые устройства объединяются в группы при помощи IGMP, используемый хостами и роутерами в IPv4 сетях. IGMP организует multicast-передачу информации, что позволяет сетям направлять информацию только хостам, запросившим ее. Это удобно для онлайн-игр или потоковой передаче мультимедиа. IGMP используется только в IPv4 сетях, в сетях IPv6 используется MLD (Multicast Listener Discovery, протокол поиска групповых слушателей), инкапсулированный в ICMPv6.
Транспортный уровень (transport layer)
Постоянные резиденты транспортного уровня — протоколы TCP и UDP, они занимаются доставкой информации.
TCP (протокол управления передачей) — надежный, он обеспечивает передачу информации, проверяя дошла ли она, насколько полным является объем полученной информации и т.д. TCP дает возможность двум хостам производить обмен пакетами через установку соединения. Он предоставляет услугу для приложений, повторно запрашивает потерянную информацию, устраняет дублирующие пакеты, регулируя загруженность сети. TCP гарантирует получение и сборку информации у адресата в правильном порядке.
UDP (протокол пользовательских датаграмм) — ненадежный, он занимается передачей автономных датаграмм. UDP не гарантирует, что всех датаграммы дойдут до получателя. Датаграммы уже содержат всю необходимую информацию, чтобы дойти до получателя, но они все равно могут быть потеряны или доставлены в порядке отличном от порядка при отправлении.
UDP обычно не используется, если требуется надежная передача информации. Использовать UDP имеет смысл там, где потеря части информации не будет критичной для приложения, например, в видеоиграх или потоковой передаче видео. UDP необходим, когда делать повторный запрос сложно или неоправданно по каким-то причинам.
Протоколы L3 не интерпретируют информацию, полученную с верхнего или нижних уровней, они служат только как канал передачи, но есть исключения. RSVP (Resource Reservation Protocol, протокол резервирования сетевых ресурсов) может использоваться, например, роутерами или сетевыми экранами в целях анализа трафика и принятия решений о его передаче или отклонении в зависимости от содержимого.
Прикладной уровень (application layer)
В модели TCP/IP отсутствуют дополнительные промежуточные уровни (представления и сеансовый) в отличие от OSI. Функции форматирования и представления данных делегированы библиотекам и программным интерфейсам приложений (API) — своего рода базам знаний. Когда службы или приложения обращаются к библиотеке или API, те в ответ предоставляют набор действий, необходимых для выполнения задачи и полную инструкцию, каким образом эти действия нужно выполнять.
Зачем нужен порт и что означает термин сокет
Приложения прикладного уровня, общаются также с предыдущим, транспортным, но они видят его протоколы как «черные ящики». Для приема-передачи информации они могут работать с TCP или UDP, но понимают только конечный адрес в виде IP и порта, а не принцип их работы.
IP присваивается каждому компьютеру межсетевым уровнем, но обмен данными происходит не между компьютерами, а между приложениями, установленными на них. Чтобы получить доступ к тому или иному сетевому приложению недостаточно только IP, для идентификации приложений применяют порты. Комбинация IP-адреса и порта называется сокетом или гнездом (socket). Поэтому обмен информацией происходит между сокетами. Нередко слово сокет употребляют как синоним для хоста или пользователя, также сокетом называют гнездо подключения процессора.
Из привилегий у приложений на прикладном уровне можно выделить наличие собственных протоколов для обмена данными, а также фиксированный номер порта для обращения к сети. Администрация адресного пространства интернет (IANA), занимающаяся выделением диапазонов IP-адресов, отвечает еще за назначение сетевым приложениям портов.
Процесс, кодирования данных на прикладном уровне, передача их на транспортном, а затем на межсетевом и, наконец, на канальном уровне называется инкапсуляцией данных. Обратная передача битов информации по иерархии, с канального на прикладной уровни, называют декапсуляцией. Оба процесса осуществляются на компьютерах получателя и отправителя данных попеременно, это позволяет долго не удерживать одну сторону канала занятой, оставляя время на передачу информации другому компьютеру.
Стек протоколов, снова канальный уровень
О канальном уровне модели TCP/IP мы рассказали меньше всего, давайте вернемся еще раз к началу, чтобы рассмотреть инкапсуляцию протоколов и, что значит «стек».
Большинству пользователей знаком протокол Ethernet. В сети, по стандарту Ethernet, устройства отправителя и адресата имеют определенный MAC-адрес — идентификатор «железа». MAC-адрес инкапсулируется в Ethernet вместе с типом передаваемых данных и самими данными. Фрагмент данных, составленных в соответствии с Ethernet называется фреймом или кадром (frame).
MAC-адрес каждого устройства уникален и двух «железок» с одинаковым адресом не должно существовать, хотя порой такое случается, что приводит к сетевым проблемам. Таким образом, при получении сетевой адаптер занимается извлечением полученной информации из кадра и ее дальнейшей обработкой.
После ознакомления с уровневой структурой модели становится понятно, что информация не может передаваться между двумя компьютерами напрямую. Сначала кадры передаются на межсетевой уровень, где компьютеру отправителя и компьютеру получателя назначается уникальный IP. После чего, на транспортном уровне, информация передается в виде TCP-фреймов либо UDP-датаграмм.
На каждом этапе, подобно снежному кому, к уже имеющейся информации добавляется служебная информация, например, порт на прикладном уровне, необходимый для идентификации сетевого приложения. Добавление служебной информации к основной обеспечивают разные протоколы — сначала Ethernet, поверх него IP, еще выше TCP, над ним порт, означающий приложение с делегированным ему протоколом. Такая вложенность называется стеком, названным TCP/IP по двум главным протоколам модели.
Point-to-Point протоколы
Отдельно расскажем о Point-to-Point (от точки к точке, двухточечный) протоколе также известном как PPP. PPP уникален по своим функциям, он применяется для коммуникации между двумя маршрутизаторами без участия хоста или какой-либо сетевой структуры в промежутке. При необходимости, PPP обеспечивает аутентификацию, шифрование, а также сжатие данных. Он широко используется при построении физических сетей, например, кабельных телефонных, сотовых телефонных, сетей по кабелю последовательной передачи и транк-линий (когда один маршрутизатор подключают к другому для увеличения размера сети).
У PPP есть два подвида — PPPoE (PPP по Ethernet) и PPPoA (PPP через асинхронный способ передачи данных — ATM), интернет-провайдеры часто их используют для DSL соединений.
PPP и его старший аналог SLIP (протокол последовательной межсетевой связи) формально относятся к межсетевому уровню TCP/IP, но в силу особого принципа работы, иногда выделяются в отдельную категорию. Преимущество PPP в том, что для установки соединения не требуется сетевая инфраструктура, а необходимость маршрутизаторов отпадает. Эти факторы обуславливают специфику использования PPP протоколов.
Заключение
Стек TCP/IP регламентирует взаимодействие разных уровней. Ключевым понятием в здесь являются протоколы, формирующие стек, встраиваясь друг в друга с целью передать данные. Рассмотренная модель по сравнению с OSI имеет более простую архитектуру.
Сама модель остается неизменной, в то время как стандарты протоколов могут обновляться, что еще дальше упрощает работу с TCP/IP. Благодаря всем преимуществам стек TCP/IP получил широкое распространение и использовался сначала в качестве основы для создания глобальной сети, а после для описания работы интернета.
Читайте также: