Содержание
Сетевые технологии (17). Набор протоколов TCP/IP.
Что такое TCP/IP?
TCP/IP расшифровывается как Transmission Control Protocol / Internet Protocol и представляет собой набор протоколов связи, используемых для соединения сетевых устройств в Интернете. TCP/IP также используется в качестве протокола связи в частной компьютерной сети (интранете или экстранете).
Весь набор (stack) протоколов TCP/IP — это не только два основных протокола: TCP и IP, но и другие, добавленные позже. Сначала, в ходе разработки по заказу Министерства обороны США, это были действительно только два протокола, но потом, в ходе приспсобления TCP/IP для мультимедийных услуг, к ним добавились и другие. Называлось все это по прежнему TCP/IP. Набор протоколов TCP/IP тауже выролняет роль абстракции между интернет-приложениями и аппаратной инфраструктурой маршрутизации и коммутации.
TCP/IP определяет, как данные передаются через сеть Интернет, обеспечивая сквозную связь (end-to-end communication), а также он определяет, как данные должны быть разбиты на пакеты, адресованы, переданы, маршрутизированы и получены в пункте назначения. TCP/IP работает автономно, хотя требует небольшого централизованного административного управления и предназначен для обеспечения надёжности сетей с возможностью автоматического восстановления после сбоя любого устройства в сети, или выхода из строя любой части сети.
Функции протоколов IP и TCP
Протокол TCP определяет, как приложения могут создавать каналы связи (links) в сети. Он также управляет тем, как сообщение разбивается на небольшие пакеты, прежде чем они будут переданы через Интернет и повторно собраны в правильном порядке по адресу назначения.
Протокол IP определяет, как адресовать и маршрутизировать каждый пакет, чтобы убедиться, что он достиг нужного места назначения. Каждый сетевой элемент (маршрутизатор, коммутатор и пр.) проверяет адрес полученного IP-пакета, чтобы определить, куда дальше пересылать сообщение (полезную нагрузку) содержащуюся в нём.
Маска подсети (subnet mask) сообщает компьютеру или другому сетевому устройству, какая часть IP-адреса используется для представления сети, а какая — для представления хостов или других устройста в сети.
Трансляция сетевых адресов NAT (Network Address Translation) помогает повысить безопасность и уменьшить количество внешних IP-адресов, необходимых организации.
Общие протоколы TCP/IP включают следующие:
- Протокол передачи гипертекста (HTTP) управляет обменом данными между веб-сервером и веб-браузером.
- Его разновидность HTTP Secure (https) обеспечивает безопасную связь между веб-сервером и веб-браузером.
- Протокол передачи файлов FTP (File Transfer Protocol) обрабатывает передачу файлов между компьютерами.
Как работает TCP / IP?
TCP / IP использует модель взаимодействия «клиент-сервер», в которой пользователю или компьютеру клиента предоставляется некая услуга, например, отправка веб-страницы, компьютером сервера в сети.
Набор протоколов TCP/IP относиься к классу не имеющих состояния (stateless), что означает, что каждый клиентский запрос считается новым, поскольку он не связан с предыдущими запросами. Отсутствие состояния позволяет любые сетевые пути, чтобы их можно было использовать постоянно и для других запросов.
Однако транспортный уровень сети работает с сохранением состояния (stateful). Он передаёт сообщение и установленное им соединение не разрывается, пока все пакеты в сообщении не будут получены и собраны в нужном порядке месте назначения.
Модель TCP/IP немного отличается от семиуровневой сетевой модели взаимодействия открытых систем (OSI), разработанной позже. Эталонная модель OSI определяет, как приложения могут взаимодействовать по сети.
Почему так важен TCP/IP?
TCP/IP не является чей-то интеллектуальной собственностью и, как следствие, не контролируется какой-либо отдельной компанией или организацией. Таким образом, структура пакета IP может быть легко изменена. TCP/IP совместим со всеми операционными системами (ОС), поэтому может взаимодействовать с любой из них, также взаимодействие разных ОС разных компьютеров между собой. Пакеты IP также совместимы со всеми типами компьютерного оборудования и сетей.
TCP/IP обладает высокой масштабируемостью и, как протокол с маршрутизацией, может определять наиболее эффективный путь передачи пакета в сети.
Он широко используется в современной архитектуре Интернета.
4-х уровневая модель TCP / IP
Функциональность TCP / IP разделена на четыре уровня, каждый из которых включает определённые протоколы:
- Уровень приложений предоставляет приложениям стандартизированный обмен данными. Его протоколы включают HTTP, FTP, POP3 (Post Office Protocol 3), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) и SNMP (Simple Network Management Protocol). На уровне приложения полезная нагрузка пакета (payload) — это фактические данные приложения.
- Транспортный уровень отвечает за поддержание сквозной передачи данных в сети. TCP управляет обменом данными между хостами и обеспечивает управление потоком, мультиплексирование и надёжность. Транспортные протоколы включают TCP и протокол пользовательских дейтаграмм UDP (User Datagramm Protocol), который иногда используется вместо TCP для определённых целей.
- Сетевой уровень, также называемый интернет-уровнем, работает с пакетами и соединяет независимые сети для транспортировки пакетов через границы сети.
Протоколы сетевого уровня — это IP и ICMP (Internet Control Message Protocol), который используется для сообщений об ошибках. - Физический уровень, также известный как уровень сетевого интерфейса или уровень канала данных, состоит из протоколов, которые работают только на канале — сетевом компоненте, который соединяет узлы или хосты в сети. Протоколы этого нижнего уровня включают Ethernet для локальных сетей и протокол разрешения адресов ARP (Address Resolution Protocol).
Протоколы сетевого уровня — это IP и ICMP (Internet Control Message Protocol), который используется для сообщений об ошибках.Использование TCP/IP
TCP/IP может использоваться для обеспечения удалённого входа в систему по сети для интерактивной передачи файлов для доставки электронной почты, для доставки веб-страниц по сети и для удалённого доступа к файловой системе хоста сервера. В самом широком смысле, он используется как форма представления информации, которая изменяется, когда она перемещается по сети от конкретного физического уровня к абстрактному прикладному уровню. В нем подробно описаны основные протоколы или методы связи на каждом уровне по мере прохождения информации.
Плюсы и минусы TCP/IP
Преимущества использования модели TCP / IP включают следующее:
- помогает установить связь между разными типами компьютеров;
- работает независимо от ОС;
- поддерживает множество протоколов маршрутизации;
- использует архитектуру клиент-сервер, которая отличается высокой масштабируемостью;
- может работать автономно;
- поддерживает несколько протоколов маршрутизации; а также
- TCP/IP не создаёт ненужной нагрузки на сеть или компьютер.
К недостаткам TCP / IP можно отнести следующее:
- сложен в настройке и управлении;
- транспортный уровень не гарантирует доставку пакетов;
- заменить протоколы в архитектуре TCP/IP непросто;
- не разделяет чётко концепции сервисов, интерфейсов и протоколов, поэтому не подходит для описания новых технологий в новых сетях; а также
- уязвим для атаки типа «отказ в обслуживании» DOS (Denial Of Service), в которой злоумышленник использует TCP/IP.
Чем отличаются TCP/IP и IP?
IP — это низкоуровневый интернет-протокол, который упрощает передачу данных через сеть Интернет. Его цель — доставлять пакеты данных, которые состоят из заголовка, который содержит информацию о маршрутизации, такую как источник и место назначения данных, а также саму полезную нагрузку данных.
IP ограничен объёмом данных, которые он может отправить. Максимальный размер одного IP-пакета данных, который содержит как заголовок, так и данные, составляет от 21 до 65535 байтов. Это означает, что более длинные строки данных должны быть разбиты на несколько пакетов данных, которые должны быть отправлены независимо, а затем реорганизованы в правильный порядок после отправки.
Поскольку IP является только протоколом отправки и получения данных, он не проверяет действительно ли были получены отправленные пакеты данных.
В отличие от IP, TCP/IP — это протокол связи более высокого уровня, который может делать больше. TCP/IP по-прежнему использует IP как средство передачи пакетов данных, но он также соединяет компьютеры, приложения, веб-страницы и веб-серверы.
TCP целостным образом понимает все потоки данных, которые требуются этим ресурсам для работы, и гарантирует, что весь необходимый объем данных будет гарантированно отправлен. Для этого TCP выполняет проверки, гарантирующие доставку данных.
TCP также может контролировать размер и скорость потока данных. Это гарантирует, что сети свободны от любых перегрузок, которые могут заблокировать получение данных.
Примером может служить приложение, которое хочет отправить большой объем данных через Интернет. Если бы приложение использовало только IP, данные пришлось бы разбить на несколько IP-пакетов. Для этого потребуется несколько запросов на отправку и получение данных, поскольку IP-запросы выдаются для каждого пакета.
От TCP требуется только один запрос для отправки всего потока данных. В отличие от IP, TCP может обнаруживать проблемы, возникающие в IP, и запрашивать повторную передачу любых пакетов данных, которые были потеряны. TCP также может реорганизовать пакеты, чтобы они передавались в правильном порядке — и это может минимизировать перегрузку сети.
TCP/IP упрощает передачу данных через Интернет.
Различия и сходства моделей TCP/IP и OSI
TCP/IP и OSI — наиболее широко используемые архитектуры (стеки) протоколов связи. Основное отличие состоит в том, что OSI — это концептуальная модель, которая практически не используется на практике. Скорее, он определяет, как приложения могут взаимодействовать по сети. TCP/IP, с другой стороны, широко используется для установления ссылок и сетевого взаимодействия.
Протоколы TCP/IP определяют стандарты, на основе которых был создан Интернет, в то время как модель OSI даёт рекомендации относительно того, как должна осуществляться связь. Следовательно, TCP/IP — более практичная модель.
TCP/IP и OSI — наиболее широко используемые архитектуры (стеки) протоколов связи
Модели TCP/IP и OSI имеют сходства и различия. Основное сходство заключается в том, как они построены, поскольку оба используют уровни. TCP/IP состоит всего из четырёх уровней, а модель OSI состоит из следующих семи уровней:
- Уровень 7, прикладной уровень, позволяет пользователю — программному обеспечению или человеку — взаимодействовать с приложением или сетью, когда пользователь хочет читать сообщения, передавать файлы или участвовать в других действиях, связанных с сетью.
- Уровень 6, уровень представления, переводит или форматирует данные для уровня приложения на основе семантики или синтаксиса, которые принимает приложение.
- Уровень 5, уровень сеанса, настраивает, координирует и завершает разговоры между приложениями.
- Уровень 4, транспортный уровень, обрабатывает передачу данных по сети и предоставляет механизмы проверки ошибок и управления потоками данных.
- Уровень 3, сетевой уровень, перемещает данные в другие сети и через них.
- Уровень 2, уровень канала данных, обрабатывает проблемы, возникающие в результате ошибок передачи битов.
- Уровень 1, физический уровень, передаёт данные с помощью электрических, механических или процедурных интерфейсов.
- Верхним уровнем как модели TCP/IP, так и модели OSI является прикладной уровень. Хотя этот уровень выполняет одни и те же задачи в каждой модели, эти задачи могут различаться в зависимости от данных, которые каждая получает.
Функции, выполняемые в каждой модели, также похожи, поскольку каждая из них использует для работы сетевой и транспортный уровни.
Каждая из моделей TCP / IP и OSI в основном используется для передачи пакетов данных. Хотя они будут делать это разными способами и разными путями, они все равно доберутся до места назначения.
Сходства между моделью TC/IP и моделью OSI включают следующее:
- Обе они являются логическими моделями.
- Они определяют сетевые стандарты.
- Они разделяют процесс сетевой коммуникации на слои.
- Они обеспечивают основу для создания и внедрения сетевых стандартов и устройств.
- Они позволяют одному производителю создавать устройства и сетевые компоненты, которые могут сосуществовать и работать с устройствами и компонентами других производителей.
Различия между моделью TCP/IP и моделью OSI заключаются в следующем:
- TCP/IP использует только один уровень (приложение) для определения функций верхних уровней, тогда как OSI использует три уровня (приложение, представление и сеанс).
- TCP/IP использует один уровень (физический) для определения функций нижних уровней, тогда как OSI использует два уровня (физический и канал передачи данных).
- Размер заголовка TCP / IP составляет 20 байтов, а заголовок OSI — 5 байтов.
- TCP/IP — это протокол, ориентированный на стандарт, тогда как OSI — это общая модель, основанная на функциях каждого уровня.
- TCP/IP следует горизонтальному подходу, тогда как OSI придерживается вертикального подхода.
- В TCP/IP сначала были разработаны протоколы, а затем была разработана модель. В OSI сначала была разработана модель, а затем протоколы на каждом уровне.
- TCP/IP помогает установить соединение между различными типами компьютеров, тогда как OSI помогает стандартизировать маршрутизаторы, коммутаторы, материнские платы и другое оборудование.
История TCP/IP и связанные с этим особенности
Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), исследовательское подразделение Министерства обороны США, создало модель TCP/IP в 1970-х годах для использования в ARPANET, глобальной сети, которая предшествовала Интернету.
Такое, военное предназначение протокола TCP/IP заложило основы как его преимуществ, так и его недостатков.
О преимуществах его написано достаточно много и здесь мы не будем повторяться. Гораздо меньше написано о его недостатках, которые предопределили возникновение многих проблем в дальнейшем.
Дело в том, что основным пунктом техзадания, которое Минобороны США выдало DARPA, был такой, что сеть на базе этого протокола должна продолжать работать вне зависимости от того, какая часть сети внезапно окажется повреждённой или вышедшей из строя, например, в результате боевых действий.
Это предопределило, во первых, разбивку информации на пакеты и передачу их в виде пакетов.
Во-вторых, каждый узел сети (маршрутизатор и коммутатор) самостоятельно определяет (во всяком случае, оперативно, а не административно), на какой соседний узел отправить тот или иной пакет, в зависимости от его адреса назначения, а также с учётом окружающей обстановки. Например, если соседний узел, на который коммутатор хочет отправить пакет, оказывается неработоспособным, то коммутатор ищет другой соседний работоспособный узел и отправляет пакет туда.
Это обеспечивает хорошую устойчивость работы сети, но сильно затрудняет её использование для таких применений, голосовая связь, потоковое видео, видеосвязь и пр., которые требуют минимальной задержки передачи пакетов и высокой скорости их передачи.
В TCP/IP качество услуг, которое, в основном, определяется указанными двумя факторами, принесено в жертву надёжности доставки пакетов. Что, собственно, и требуется для военных применений.
Добавим, что TCP/IP изначально был разработан для ОС Unix и был встроен во все последующие ОС.
Модель TCP / IP и связанные с ней протоколы в настоящее время поддерживаются Инженерной группой Интернета IETF (Internet Engineering Task Force).
Понравилось это:
Нравится Загрузка…
Запись опубликована в рубрике Ликбез, Сетевые технологии с метками DARPA, EITF, HTTP, IP, NAT, TCP. Добавьте в закладки постоянную ссылку.
Стек протоколов TCP
Стек
протоколов TCP
История и перспективы стека TCP/IP
Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) — это промышленный стандарт стека протоколов, разработанный для глобальных сетей.
Стандарты TCP/IP опубликованы в серии документов, названных Request for Comment
(RFC). Документы RFC описывают внутреннюю работу сети
Internet. Некоторые RFC описывают сетевые сервисы или протоколы и их реализацию, в то время как другие обобщают условия применения. Стандарты
TCP/IP всегда публикуются в виде документов RFC, но не все RFC определяют стандарты.
Стек был разработан по инициативе Министерства обороны США
(Department of Defence, DoD) более 20 лет назад для связи экспериментальной сети ARPAnet с другими сателлитными сетями как набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды. Сеть ARPA поддерживала разработчиков и исследователей в военных областях. В сети ARPA связь между двумя компьютерами осуществлялась с использованием протокола Internet Protocol
(IP), который и по сей день является одним из основных в стеке
TCP/IP и фигурирует в названии стека.
Большой вклад в развитие стека TCP/IP внес университет Беркли, реализовав протоколы стека в своей версии ОС
UNIX.
Широкое распространение ОС UNIX привело и к широкому распространению протокола IP и других протоколов стека. На этом же стеке работает всемирная информационная сеть
Internet, чье подразделение Internet Engineering Task Force (IETF) вносит основной вклад в совершенствование стандартов стека, публикуемых в форме спецификаций
RFC.
Если в настоящее время стек TCP/IP распространен в основном в сетях с ОС
UNIX, то реализация его в последних версиях сетевых операционных систем для персональных компьютеров
(Windows NT 3.5, NetWare 4.1, Windows 95) является хорошей предпосылкой для быстрого роста числа установок стека
TCP/IP.
Итак, лидирующая роль стека TCP/IP объясняется следующими его свойствами:
- Это наиболее завершенный стандартный и в то же время популярный стек сетевых протоколов, имеющий многолетнюю историю.
- Почти все большие сети передают основную часть своего трафика с помощью протокола
TCP/IP.
- Это метод получения доступа к сети Internet.
- Этот стек служит основой для создания intranet- корпоративной сети, использующей транспортные услуги Internet и гипертекстовую технологию
WWW, разработанную в Internet.
- Все современные операционные системы поддерживают стек
TCP/IP.
- Это гибкая технология для соединения разнородных систем как на уровне транспортных подсистем, так и на уровне прикладных сервисов.
- Это устойчивая масштабируемая межплатформенная среда для приложений клиент-сервер.
Структура стека TCP/IP. Краткая характеристика протоколов
Так как стек TCP/IP был разработан до появления модели взаимодействия открытых систем
ISO/OSI, то, хотя он также имеет многоуровневую структуру, соответствие уровней стека
TCP/IP уровням модели OSI достаточно условно.
Структура протоколов TCP/IP приведена на рисунке 2.
1. Протоколы
TCP/IP делятся на 4 уровня.
Рис. 2.1. Стек TCP/IP
Самый нижний (уровень IV) соответствует физическому и канальному уровням модели
OSI. Этот уровень в протоколах TCP/IP не регламентируется, но поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровня: для локальных сетей это
Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN, для глобальных сетей — протоколы соединений «точка-точка» SLIP и
PPP, протоколы территориальных сетей с коммутацией пакетов X.25, frame
relay. Разработана также специальная спецификация, определяющая использование технологии ATM в качестве транспорта канального уровня. Обычно при появлении новой технологии локальных или глобальных сетей она быстро включается в стек
TCP/IP за счет разработки соответствующего RFC, определяющего метод инкапсуляции пакетов IP в ее кадры.
Следующий уровень (уровень III) — это уровень межсетевого взаимодействия, который занимается передачей пакетов с использованием различных транспортных технологий локальных сетей, территориальных сетей, линий специальной связи и т.
п.
В качестве основного протокола сетевого уровня (в терминах модели
OSI) в стеке используется протокол IP, который изначально проектировался как протокол передачи пакетов в составных сетях, состоящих из большого количества локальных сетей, объединенных как локальными, так и глобальными связями. Поэтому протокол IP хорошо работает в сетях со сложной топологией, рационально используя наличие в них подсистем и экономно расходуя пропускную способность низкоскоростных линий связи. Протокол IP является дейтаграммным протоколом, то есть он не гарантирует доставку пакетов до узла назначения, но старается это сделать.
К уровню межсетевого взаимодействия относятся и все протоколы, связанные с составлением и модификацией таблиц маршрутизации, такие как протоколы сбора маршрутной информации RIP (Routing Internet
Protocol) и OSPF (Open Shortest Path First), а также протокол межсетевых управляющих сообщений ICMP
(Internet Control Message Protocol).
Последний протокол предназначен для обмена информацией об ошибках между маршрутизаторами сети и узлом — источником пакета. С помощью специальных пакетов ICMP сообщается о невозможности доставки пакета, о превышении времени жизни или продолжительности сборки пакета из фрагментов, об аномальных величинах параметров, об изменении маршрута пересылки и типа обслуживания, о состоянии системы и т.п.
Следующий уровень (уровень II) называется основным. На этом уровне функционируют протокол управления передачей TCP
(Transmission Control Protocol) и протокол дейтаграмм пользователя UDP (User Datagram
Protocol). Протокол TCP обеспечивает надежную передачу сообщений между удаленными прикладными процессами за счет образования виртуальных соединений. Протокол UDP обеспечивает передачу прикладных пакетов дейтаграммным способом, как и
IP, и выполняет только функции связующего звена между сетевым протоколом и многочисленными прикладными процессами.
Верхний уровень (уровень I) называется прикладным. За долгие годы использования в сетях различных стран и организаций стек
TCP/IP накопил большое количество протоколов и сервисов прикладного уровня. К ним относятся такие широко используемые протоколы, как протокол копирования файлов
FTP, протокол эмуляции терминала telnet, почтовый протокол
SMTP, используемый в электронной почте сети
Internet, гипертекстовые сервисы доступа к удаленной информации, такие как WWW и многие другие. Остановимся несколько подробнее на некоторых из них.
Протокол пересылки файлов FTP (File Transfer
Protocol) реализует удаленный доступ к файлу. Для того, чтобы обеспечить надежную передачу, FTP использует в качестве транспорта протокол с установлением соединений -
TCP. Кроме пересылки файлов протокол FTP предлагает и другие услуги. Так, пользователю предоставляется возможность интерактивной работы с удаленной машиной, например, он может распечатать содержимое ее каталогов.
Наконец, FTP выполняет аутентификацию пользователей. Прежде, чем получить доступ к файлу, в соответствии с протоколом пользователи должны сообщить свое имя и пароль. Для доступа к публичным каталогам FTP-архивов Internet парольная аутентификация не требуется, и ее обходят за счет использования для такого доступа предопределенного имени пользователя
Anonymous.
В стеке TCP/IP протокол FTP предлагает наиболее широкий набор услуг для работы с файлами, однако он является и самым сложным для программирования. Приложения, которым не требуются все возможности
FTP, могут использовать другой, более экономичный протокол — простейший протокол пересылки файлов TFTP (Trivial File Transfer
Protocol). Этот протокол реализует только передачу файлов, причем в качестве транспорта используется более простой, чем
TCP, протокол без установления соединения — UDP.
Протокол telnet обеспечивает передачу потока байтов между процессами, а также между процессом и терминалом.
Наиболее часто этот протокол используется для эмуляции терминала удаленного компьютера. При использовании сервиса telnet пользователь фактически управляет удаленным компьютером так же, как и локальный пользователь, поэтому такой вид доступа требует хорошей защиты. Поэтому серверы telnet всегда используют как минимум аутентификацию по паролю, а иногда и более мощные средства защиты, например, систему
Kerberos.
Протокол SNMP (Simple Network Management Protocol) используется для организации сетевого управления. Изначально протокол SNMP был разработан для удаленного контроля и управления маршрутизаторами
Internet, которые традиционно часто называют также шлюзами. С ростом популярности протокол SNMP стали применять и для управления любым коммуникационным оборудованием — концентраторами, мостами, сетевыми адаптерами и т.д. и т.п. Проблема управления в протоколе SNMP разделяется на две задачи.
Первая задача связана с передачей информации.
Протоколы передачи управляющей информации определяют процедуру взаимодействия SNMP-агента, работающего в управляемом оборудовании, и SNMP-монитора, работающего на компьютере администратора, который часто называют также консолью управления. Протоколы передачи определяют форматы сообщений, которыми обмениваются агенты и монитор.
Вторая задача связана с контролируемыми переменными, характеризующими состояние управляемого устройства. Стандарты регламентируют, какие данные должны сохраняться и накапливаться в устройствах, имена этих данных и синтаксис этих имен. В стандарте SNMP определена спецификация информационной базы данных управления сетью. Эта спецификация, известная как база данных MIB
(Management Information Base), определяет те элементы данных, которые управляемое устройство должно сохранять, и допустимые операции над ними.
Что такое слои и протокол? Стек TCP/IP
Что такое модель TCP/IP?
Модель TCP/IP поможет вам определить, как конкретный компьютер должен быть подключен к Интернету и как данные должны передаваться между ними.
Это поможет вам создать виртуальную сеть, когда несколько компьютерных сетей соединены вместе. Целью модели TCP/IP является обеспечение связи на больших расстояниях.
TCP/IP означает протокол управления передачей/протокол Интернета. Стек TCP/IP специально разработан как модель, обеспечивающая высоконадежный сквозной поток байтов через ненадежную межсетевую сеть.
В этом руководстве по TCP/IP вы узнаете:
- Характеристики TCP
- Модель четырех уровней TCP/IP
- Прикладной уровень
- Транспортный уровень
- Интернет-уровень
- Уровень сетевого интерфейса
- Различия между моделями OSI и TCP/IP
- Наиболее распространенные протоколы TCP/IP
- Преимущества модели TCP/IP
- Недостатки модели TCP/IP
Характеристики TCP
Основные характеристики протокола TCP IP:
- Поддержка гибкой архитектуры TCP/IP
- Добавить дополнительную систему в сеть очень просто.
- В наборе протоколов TCP/IP сеть остается неповрежденной до тех пор, пока исходная и целевая машины не будут работать должным образом.
- TCP — это протокол, ориентированный на соединение.
- TCP обеспечивает надежность и гарантирует, что данные, поступающие не по порядку, должны быть возвращены в порядок.
- TCP позволяет реализовать управление потоком, поэтому отправитель никогда не перегружает получателя данными.
Четыре уровня модели TCP/IP
В этом руководстве по TCP/IP мы объясним различные уровни и их функции в модели TCP/IP:
Концептуальные уровни TCP/IP
Функциональность модели TCP/IP разделена на четыре уровня, каждый из которых включает определенные протоколы.
TCP/IP представляет собой многоуровневую систему серверной архитектуры, в которой каждый уровень определяется в соответствии с конкретной выполняемой функцией. Все эти четыре уровня TCP/IP работают совместно для передачи данных с одного уровня на другой.
- Прикладной уровень
- Транспортный уровень
- Интернет-уровень
- Сетевой интерфейс
Модель четырех уровней TCP/IP
Прикладной уровень
Прикладной уровень взаимодействует с прикладной программой, которая является высшим уровнем модели OSI. Прикладной уровень — это уровень OSI, ближайший к конечному пользователю. Это означает, что прикладной уровень OSI позволяет пользователям взаимодействовать с другим программным приложением.
Прикладной уровень взаимодействует с программными приложениями для реализации коммуникационного компонента. Интерпретация данных прикладной программой всегда выходит за рамки модели OSI.
Примером прикладного уровня является приложение, такое как передача файлов, электронная почта, удаленный вход в систему и т. д.
Функции прикладного уровня: синхронизация общения.
Транспортный уровень
Транспортный уровень строится на сетевом уровне для обеспечения передачи данных от процесса на компьютере исходной системы к процессу в системе назначения. Он размещается с использованием одной или нескольких сетей, а также поддерживает функции качества обслуживания.
Определяет, сколько данных должно быть отправлено, куда и с какой скоростью. Этот уровень основан на сообщении, полученном от прикладного уровня. Это помогает гарантировать, что блоки данных доставляются без ошибок и в определенной последовательности.
Транспортный уровень помогает контролировать надежность канала посредством управления потоком, контроля ошибок и сегментации или десегментации.
Транспортный уровень также предлагает подтверждение успешной передачи данных и отправляет следующие данные в случае отсутствия ошибок. TCP — самый известный пример транспортного уровня.
Важные функции транспортных уровней:
- Он делит сообщение, полученное от сеансового уровня, на сегменты и нумерует их для создания последовательности.
- Транспортный уровень обеспечивает доставку сообщения правильному процессу на целевом компьютере.
- Это также гарантирует, что все сообщение будет доставлено без ошибок, иначе оно должно быть передано повторно.
Интернет-уровень
Интернет-уровень — это второй уровень уровней TCP/IP модели TCP/IP. Он также известен как сетевой уровень. Основная работа этого уровня заключается в отправке пакетов из любой сети, и любой компьютер все равно достигает пункта назначения независимо от маршрута, по которому они идут.
Интернет-уровень предлагает функциональный и процедурный метод для передачи последовательностей данных переменной длины от одного узла к другому с помощью различных сетей.
Доставка сообщений на сетевом уровне не дает никаких гарантированно надежных протоколов сетевого уровня.
Протоколы управления уровнями, принадлежащие сетевому уровню:
- Протоколы маршрутизации
- Управление многоадресной группой
- Назначение адреса сетевого уровня.
Уровень сетевого интерфейса
Уровень сетевого интерфейса — это уровень четырехуровневой модели TCP/IP. Этот уровень также называется уровнем доступа к сети. Это поможет вам определить детали того, как данные должны быть отправлены с использованием сети.
Он также включает в себя то, как биты должны оптически сигнализироваться аппаратными устройствами, которые напрямую взаимодействуют с сетевой средой, такими как коаксиальные, оптические, коаксиальные, оптоволоконные кабели или кабели с витой парой.
Сетевой уровень представляет собой комбинацию линии передачи данных и определяется в статье эталонной модели OSI. Этот уровень определяет, как данные должны физически передаваться по сети. Этот уровень отвечает за передачу данных между двумя устройствами в одной сети.
Различия между моделями OSI и TCP/IP
Разница между моделями OSI и TCP/IP
Вот некоторые важные различия между моделями OSI и TCP/IP:
| Модель OSI | Модель TCP/IP |
|---|---|
| Разработан ISO (Международная организация по стандартизации) | Он разработан ARPANET (сеть агентств перспективных исследовательских проектов). |
| Модель OSI обеспечивает четкое различие между интерфейсами, службами и протоколами. | TCP/IP не имеет четких различий между службами, интерфейсами и протоколами. |
| OSI означает взаимодействие открытых систем. | TCP относится к протоколу управления передачей. |
| OSI использует сетевой уровень для определения стандартов и протоколов маршрутизации. | TCP/IP использует только уровень Интернета. |
| OSI использует вертикальный подход. | TCP/IP придерживается горизонтального подхода. |
| Модель OSI использует два отдельных уровня: физический и канал передачи данных, чтобы определить функциональность нижних уровней. | TCP/IP использует только один уровень (канал). |
| Уровни OSI имеют семь уровней. | TCP/IP имеет четыре уровня. |
Модель OSI, транспортный уровень ориентирован только на соединение. |
Уровень модели TCP/IP ориентирован как на установление соединения, так и на отсутствие соединения. |
| В модели OSI уровень канала передачи данных и физический уровень являются отдельными уровнями. | В протоколе TCP физический канал и канал передачи данных объединены в единый уровень «хост-сеть». |
| Уровни сеанса и представления не являются частью модели TCP. | В модели TCP нет уровня сеанса и уровня представления. |
| Определяется после появления Интернета. | Определялся до появления интернета. |
| Минимальный размер заголовка OSI — 5 байт. | Минимальный размер заголовка — 20 байт. |
Наиболее распространенные протоколы TCP/IP
Некоторые широко используемые наиболее распространенные протоколы TCP/IP: принимающая сторона.
IP:
Адрес Интернет-протокола, также известный как IP-адрес, представляет собой числовую метку.
Он назначается каждому устройству, подключенному к компьютерной сети, которая использует IP-адрес для связи. Его функция маршрутизации обеспечивает межсетевое взаимодействие и, по сути, устанавливает Интернет. Комбинация IP с TCP позволяет установить виртуальное соединение между пунктом назначения и источником.
HTTP:
Протокол передачи гипертекста является основой Всемирной паутины. Он используется для передачи веб-страниц и других подобных ресурсов с HTTP-сервера или веб-сервера на веб-клиент или HTTP-клиент. Всякий раз, когда вы используете веб-браузер, такой как Google Chrome или Firefox, вы используете веб-клиент. Это помогает HTTP передавать веб-страницы, которые вы запрашиваете с удаленных серверов.
SMTP:
SMTP означает простой протокол передачи почты. Этот протокол поддерживает электронную почту и известен как простой протокол передачи почты. Этот протокол помогает вам отправлять данные на другой адрес электронной почты.
SNMP:
SNMP означает простой протокол управления сетью.
Это структура, которая используется для управления устройствами в Интернете с использованием протокола TCP/IP.
DNS:
DNS означает систему доменных имен. IP-адрес, который используется для уникальной идентификации подключения хоста к Интернету. Однако пользователи предпочитают использовать имена вместо адресов для этого DNS.
TELNET:
TELNET расшифровывается как терминальная сеть. Он устанавливает соединение между локальным и удаленным компьютером. Он установил соединение таким образом, что вы можете имитировать вашу локальную систему в удаленной системе.
FTP:
FTP означает протокол передачи файлов. Это наиболее часто используемый стандартный протокол для передачи файлов с одной машины на другую.
Преимущества модели TCP/IP
Вот плюсы/преимущества использования модели TCP/IP:
- Помогает установить/установить соединение между компьютерами разных типов.
- Работает независимо от операционной системы.
- Поддерживает множество протоколов маршрутизации.
- Обеспечивает межсетевое взаимодействие между организациями.
- TCP/IP имеет хорошо масштабируемую архитектуру клиент-сервер.
- Может работать независимо.
- Поддерживает ряд протоколов маршрутизации.
- Может использоваться для установления соединения между двумя компьютерами.
Модель
Недостатки модели TCP/IP
Вот несколько недостатков модели TCP/IP:
- TCP/IP — сложная модель для настройки и управления.
- Неглубокие/накладные расходы TCP/IP выше, чем у IPX (межсетевой пакетный обмен).
- В этой модели транспортный уровень не гарантирует доставку пакетов.
- Заменить протокол в TCP/IP непросто.
- Нет четкого разделения со своими службами, интерфейсами и протоколами.
Сводка:
- Полная форма модели TCP/IP, объясняемая как протокол управления передачей/протокол Интернета.
- TCP поддерживает гибкую архитектуру
- Прикладной уровень взаимодействует с прикладной программой, которая является высшим уровнем модели OSI.
- Интернет-уровень — это второй уровень модели TCP/IP. Он также известен как сетевой уровень.
- Транспортный уровень строится на сетевом уровне для обеспечения передачи данных от процесса на компьютере исходной системы к процессу в системе назначения.
- Уровень сетевого интерфейса — это уровень четырехуровневой модели TCP/IP. Этот уровень также называется уровнем доступа к сети.
- OSI разработана ISO (Международная организация по стандартизации), тогда как модель TCP/IP разработана ARPANET (сеть агентств перспективных исследовательских проектов).
- Адрес Интернет-протокола, также известный как IP-адрес, представляет собой числовую метку.
- HTTP — это основа Всемирной паутины.
- SMTP означает простой протокол передачи почты, который поддерживает электронную почту и известен как простая передача почты
- SNMP означает простой протокол управления сетью.
- DNS означает систему доменных имен.
- TELNET расшифровывается как терминальная сеть. Он устанавливает соединение между локальным и удаленным компьютером
- FTP означает протокол передачи файлов. Это наиболее часто используемый стандартный протокол для передачи файлов с одной машины на другую.
- Самым большим преимуществом модели TCP/IP является то, что она помогает вам установить/настроить соединение между различными типами компьютеров.
- TCP/IP — сложная модель для настройки и управления.
- Какие существуют типы уровней TCP/IP?
Существует четыре типа уровней TCP/IP.- Прикладной уровень
- Транспортный уровень
- Интернет-уровень
- Сетевой интерфейс
Модель
.
Он устанавливает соединение между локальным и удаленным компьютером Компьютерная сеть | Модель TCP/IP
|
следующий →
Здесь иерархический означает, что каждый протокол верхнего уровня поддерживается двумя или более протоколами нижнего уровня. Функции уровней TCP/IP:Уровень доступа к сети
Интернет-уровень
На этом уровне используются следующие протоколы:IP-протокол: на этом уровне используется IP-протокол , который является наиболее важной частью всего пакета TCP/IP. Ниже приведены обязанности этого протокола:
Протокол ARP
Протокол ICMP
Транспортный уровеньТранспортный уровень отвечает за надежность, управление потоком и корректировку данных, отправляемых по сети. На транспортном уровне используются два протокола: Протокол дейтаграмм пользователя и Протокол управления передачей .
Прикладной уровень
Ниже перечислены основные протоколы, используемые на прикладном уровне:
|
Когда источник и пункт назначения находятся в удаленной сети, дейтаграмма IP отправляется косвенно. Этого можно добиться путем маршрутизации дейтаграммы IP через различные устройства, такие как маршрутизаторы. 
Этот протокол позволяет нам получать доступ к данным через всемирную паутину. Он передает данные в виде простого текста, аудио, видео. Он известен как протокол передачи гипертекста, поскольку он эффективен для использования в гипертекстовой среде, где есть быстрые переходы от одного документа к другому. 