Обзор семейства протоколов TCP/IP



Обзор семейства протоколов TCP/IP
Введение
В данном реферате коротко рассматривается семейство протоколов
TCP/IP
и наиболее популярные сервисы Internet, такие как DNS, FTP, WWW,
электронная почта. Также без особых технических подробностей
рассказывается о структуре IP-адресации, принципах работы DNS,
работе
FTP.
В рамки данного реферата не вошло подробное рассмотрение менее
используемых большинством пользователей сервисо, таких как TELNET,
NFS, RPC.
В целом прочтение (а особенно написание) данного реферата позволяет
получить дополнительные знания о работе сети Internet.
Как известно, история Internet началась с создания в 1969 году в
Калифорнийском университете проекта сети ARPAnet. К началу 80-х к
ARPAnet были подключены первые локальные сети и для работы был
принят
набор протоколов Transmission Сontrol Protocol/Internet Protocol
(TCP/IP) Это
и послужило началом его широкого распространения. Существует
несколько
причин, по которым TCP/IP были выбраны за основу сети Internet. Это,
прежде всего , возможность работы с этими протоколами как в
локальных,
так и в глобальных сетях, способность протоколов управлять большим
количеством стационарных и мобильных пользователей, удобство
использования людьми и многие другие.
Для TCP/IP больше подходит название "Комплекс протоколов Internet".
Этот
комплекс охватывает целое семейство протоколов и прикладные
программы.
В его состав входят UDP, ARP, ICMP, TELNET, FTP и другие. Но
поскольку
TCP и IP - наиболее известные протоколы данного комплекса, то часто,
ссылаясь на данный набор протоколов используют термин ТCP/IP.
TCP/IP - это семейство протоколов. Часть из них обеспечивает
выполнение
"низкоуровневых" сетевых функций для множества приложений, таких как
работа с аппаратными протоколами, поддержка механизма доставки
пакета,
обеспечение достоверности и надежности соединения и т.д. Другая
часть
протоколов предназначена для выполнения прикладных задач - передача
файлов, отправка почты, просмотр страниц и т. д.
Например при отправке почты используется протокол работы с почтой.
Он
определяет систему команд, которые обозначают, кто будет
отправителем,
кто получателем, в какой форме идет сообщение. Этот протокол, как и
все
прикладные, подразумевает наличие надежного соединения между
компьютерами. Именно за это и отвечают "низкоуровневые" протоколы
TCP/IP.
Подобно тому, как почтовый протокол использует TCP ,так и ТСР
использует IP протокол , который обеспечивает доставку пакета по
адресу
(адресацию и маршрутизацию).
Вообще же семейство протоколов TCP/IP имеет 4 ярко выраженных
уровня:
? Уровень приложения (прикладной)
? Уровень,реализующий транспортные функции (транспортный)
? Уровень, обеспечивающий доставку и маршрутизацию пакетов (сетевой)
? Уровень сопряжения с физической средой (канальный)
Краткая характеристика уровней.
Уровень сопряжения с физической средой - обеспечивает надежный
транзит данных через физический канал. Этот уровень решает задачи
физической адресации, линейной дисциплины (каким образом
использовать
канал), уведомления о неисправностях и т.д.
Ниже этого уровня расположен только аппаратный уровень, который
определяет уровни напряжений, синхронизацию изменения напряжений,
физические соединители.
Протоколы этого уровня тесно связаны с физической средой, в которой
они
работают, например - Ethernet, Token Ring, ISDN.
В семействе TCP/IP нет протоколов, принадлежащих этому уровню ( за
счет
этого и достигается аппаратная независимость семейства), однако в
состав
семейства входят протоколы ARP и RARP, обеспечивающие взаимодействие
между этим и следующим - сетевым уровнем.
Сетевой уровень – обеспечивает маршрутизацию пакетов от одного
удаленного узла другому. К этому уровню относится межсетевой проткол
IP
- который и обеспечивает доставку пакета по месту назначения
(маршрутизацию), фрагментацию и сборку поступивших пакетов на хосте
получателя. К этому уровню принадлежат протокол ICMP (сообщения об
ошибках и сбор информации о работе сети) и RIP, EGP, OSPF
(выбирающие
оптимальные маршруты через подсети).
Транспортный уровень – предоставляет услуги по транспортировке
данных. Транспортный уровень реализует механизмы установки,
поддержания и упорядоченного закрытия каналов соединения. Сюда
относятся TCP (обеспечивает транспортировку данных с установлением
соединения) и UDP (только отправка пакетов).
Прикладной уровень - идентифицирует и устанавливает наличие
предполагаемых партнеров для связи , синхронизирует совместно
работающие прикладные программы, устанавливает соглашения о
процедурах устранения ошибок и управления целостностью информации.
Обзор наиболее распространенных прикладных
сервисов TCP/IP.
Пользователей и разработчиков программ в основном интересуют
протоколы или сервисы верхнего уровня. Именно благодаря им Internet
и
стал удобным средством общения.
Ниже рассматриваются наиболее распространенные сервисы:
? Сервис разрешения имен - предоставляет механизм именования
ресурсов сети.О каждом компьютере , предоставляющем ресурсы для
использования, мы должны знать не только адрес. Но и вид
предоставляемых услуг. Это приводит к центральной проблеме –
хранение и управление именами ресурсов сети и их адресами. Для
больших, географически разделенных систем – это задача создания
распределенных баз данных (из-за невозможности хранения и обновления
имен и адресов на каждом компьютере).Сервис разрешения имен (DNS) и
обеспечивает управление такой базой.
? Компьютерная почта – позволяет обмениваться сообщениями с
другими пользователями. Созданы специальные почтовые серверы,
которые хранят сообщения для своих пользователей. Чтобы прочитать
полученные сообщения - нужно присоединится к такому серверу и
работать со своими сообщениями как с отдельными файлами. Наиболее
распространенные протоколы – SMPT и POP3.
? Система новостей UseNet – распределенная система ведения
дискуссий.
Группы новостей – организованы по темам. Внутри могут быть
подгруппы. Здесь требуется централизованное хранение статей, т.к.
все
пользователи должны иметь доступ к банку статей. Используемый
протокол – NNTP.
? World Wide Web – состоит из компьютеров, объединенных в единую
сеть,
которые предоставляют определенный тип доступа к хранящейся
информации. Высокоуровневый протокол работы со своим сервисом –
НТТР. Он обеспечивает навигацию по WWW, формирует запросы и
передает запрошенную информацию.
? FTP – передача файлов. Позволяет пользователю с одного компьютера
передать или принять файлы с другого компьютера.
? Удаленный терминал (протокол TELNET) - предоставляет
возможность работать на удаленном компьютере. Во время работы ваш
компьютер становиться только средством, обеспечивающим сеанс связи.
? Сетевая файловая система (NFS) - позволяет одному компьютеру
работать с файлами удаленной машины, но задача выполняется на
процессоре вашей, а не удаленной машины (в этом отличие от TELNET)
? Удаленное выполнение процедур (RPC) – позволяет по запросу
запускать
на удаленной машине определенные программы. В настоящее время имеет
множество реализаций и далек от завершения.
Адресация в IP сетях