itthon › ÁLTAL › A fő internetprotokoll-verem. Hálózati protokollok és szabványok. Core Network Architecture

A fő internetprotokoll-verem. Hálózati protokollok és szabványok. Core Network Architecture

Protokollhalmok

A protokollverem különböző szinteken lévő hálózati protokollok hierarchikusan szervezett halmaza, amely elegendő a hálózat csomópontjainak megszervezéséhez és interakciójának biztosításához. Jelenleg a hálózatok nagyszámú kommunikációs protokollvermet használnak. A legnépszerűbb veremek a következők: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB, Novell NetWare, DECnet, XNS, SNA és OSI. Mindezek a veremek, kivéve az SNA-t, az alsóbb szinteken - fizikai és adatkapcsolaton - ugyanazokat a jól szabványosított Ethemet, Token Ring, FDDI és néhány más protokollt használják, amelyek lehetővé teszik ugyanazt a berendezést minden hálózatban. De tovább felsőbb szintek x minden verem a saját protokollja szerint működik. Ezek a protokollok gyakran nem felelnek meg az OSI modell által ajánlott rétegezésnek. Konkrétan a munkamenet és a prezentációs réteg funkcióit jellemzően az alkalmazási réteggel kombinálják. Ez az eltérés abból adódik, hogy az OSI modell a már meglévő és ténylegesen használt veremek általánosítása eredményeként jelent meg, és nem fordítva.

A veremben található összes protokollt egy gyártó fejlesztette ki, vagyis a lehető leggyorsabban és hatékonyabban képesek működni.

Fontos szempont a hálózati berendezések, különösen a hálózati adapter működésében a protokollok kötése. Lehetővé teszi különböző protokollveremek használatát egy hálózati adapter szervizelésekor. Például egyidejűleg használhatja a TCP/IP és az IPX/SPX veremeket. Ha hirtelen hiba történik, amikor megpróbál kapcsolatot létesíteni a címzettel az első verem használatával, akkor automatikusan átvált a következő verem protokoll használatára. Ebben az esetben fontos szempont a kötési sorrend, mivel ez egyértelműen befolyásolja a különböző veremekből származó egyik vagy másik protokoll használatát.

Függetlenül attól, hogy hány hálózati adapter van telepítve a számítógépre, az összerendelés történhet „egy a többhez” vagy „több az egyhez”, azaz egy protokoll verem köthető egyszerre több adapterhez, vagy több verem egy adapterhez. .

A NetWare egy hálózati operációs rendszer és hálózati protokollok halmaza, amelyek a rendszerben a hálózathoz csatlakoztatott ügyfélszámítógépekkel való interakcióra szolgálnak. A rendszer hálózati protokolljai az XNS protokollveremen alapulnak. A NetWare jelenleg támogatja a TCP/IP és az IPX/SPX protokollokat. A Novell NetWare a 80-as és 90-es években volt népszerű az általános célú operációs rendszerekhez képest nagyobb hatékonysága miatt. Ez mára elavult technológia.

Az XNS (Xerox Network Services Internet Transport Protocol) protokollvermet a Xerox fejlesztette ki adatátvitelhez Ethernet hálózatokon. 5 szintet tartalmaz.

1. szint - átviteli közeg - a fizikai és adatkapcsolati réteg funkcióit valósítja meg az OSI modellben:

* kezeli a készülék és a hálózat közötti adatcserét;

* adatokat irányít az ugyanazon a hálózaton lévő eszközök között.

A 2. réteg – hálózat – az OSI modell hálózati rétegének felel meg:

* kezeli a különböző hálózatokon elhelyezett eszközök közötti adatcserét (IEEE modell szempontjából datagram szolgáltatást nyújt);

* az adatok hálózaton keresztüli áramlását írja le.

A 3. réteg - szállítás - az OSI modell szállítási rétegének felel meg:

* végpontok közötti kommunikációt biztosít az adatforrás és a cél között.

A 4-es szint - vezérlés - az OSI-modell munkamenetének és reprezentatív szintjeinek felel meg:

* ellenőrzi az adatok megjelenítését;

* kezeli az eszköz erőforrásainak vezérlését.

Az 5. szint - alkalmazás - az OSI modell legmagasabb szintjeinek felel meg:

* adatfeldolgozási funkciókat biztosít az alkalmazási feladatokhoz.

A TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) protokollverem ma a legelterjedtebb és legfunkcionálisabb. Bármilyen méretű helyi hálózatban működik. Ez a verem a fő verem globális hálózat Internet. A veremtámogatást operációs rendszerrel rendelkező számítógépeken valósították meg UNIX rendszer. Ennek eredményeként a TCP/IP protokoll népszerűsége megnőtt. A TCP/IP protokollverem meglehetősen sok különböző szinten működő protokollt tartalmaz, de nevét két protokollnak – a TCP-nek és az IP-nek – köszönhetően kapta.

A TCP (Transmission Control Protocol) egy átviteli protokoll, amelyet a TCP/IP protokollvermet használó hálózatokban történő adatátvitel vezérlésére terveztek. Az IP (Internet Protocol) egy hálózati rétegbeli protokoll, amelyet arra terveztek, hogy adatokat továbbítson egy összetett hálózaton keresztül a szállítási protokollok, például a TCP vagy az UDP használatával.

A TCP/IP verem alsó szintje szabványos adatátviteli protokollokat használ, ami lehetővé teszi a használatát hálózatokban bármilyen hálózati technológiákés bármilyen operációs rendszerrel rendelkező számítógépeken.

A TCP/IP protokollt eredetileg globális hálózatokban való használatra fejlesztették ki, ezért rendkívül rugalmas. Különösen a csomagok töredezettségének köszönhetően az adatok a kommunikációs csatorna minősége ellenére mindenképpen eljutnak a címzetthez. Ezenkívül az IP-protokoll jelenlétének köszönhetően lehetővé válik az adatátvitel a különböző hálózati szegmensek között.

A TCP/IP protokoll hátránya a hálózati adminisztráció bonyolultsága. Igen, azért normál működés a hálózat további szervereket igényel, mint például DNS, DHCP stb., amelyek működésének fenntartása az idő nagy részében eltart rendszergazda. Limoncelli T., Hogan K., Cheylap S. - Rendszer- és hálózati adminisztráció. 2. kiadás 2009-es év. 944с

Az IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange) protokoll verem a Novell fejlesztése és tulajdonosa. A Novell NetWare operációs rendszer igényeire fejlesztették ki, amely egészen a közelmúltig az egyik vezető helyet foglalta el a szerver operációs rendszerek között.

Az IPX és SPX protokollok az ISO/OSI modell hálózati és szállítási rétegeiben működnek, így tökéletesen kiegészítik egymást.

Az IPX protokoll hálózati útválasztási információkat használó datagramok segítségével tud adatokat továbbítani. Ahhoz azonban, hogy a talált útvonalon adatokat továbbíthassunk, először kapcsolatot kell létesíteni a küldő és a címzett között. Ezt teszi az SPX protokoll vagy bármely más, az IPX-szel párhuzamosan működő szállítási protokoll.

Sajnos az IPX/SPX protokollvermet eleinte kis hálózatok kiszolgálására tervezték, így nagy hálózatokban történő alkalmazása nem hatékony: a műsorszórás túlzott használata alacsony sebességű kommunikációs vonalakon elfogadhatatlan.

A fizikai és adatkapcsolati rétegekben az OSI verem támogatja az Ethernet, Token Ring, FDDI protokollokat, valamint az LLC, X.25 és ISDN protokollokat, vagyis használja az összes népszerű, a veremen kívül kifejlesztett alsó rétegbeli protokollt. , mint a legtöbb többi verem. A hálózati réteg magában foglalja a viszonylag ritkán használt Connectionoriented Network Protocol-t (CONP) és a Connectionless Network Protocol-t (CLNP). Az OSI verem útválasztási protokollja az ES-IS (End System - Intermediate System) a vég- és a közbenső rendszerek között, valamint az IS-IS (Intermediate System - Intermediate System) a közbenső rendszerek között. Az OSI verem szállítási rétege elrejti a kapcsolatorientált és a kapcsolat nélküli hálózati szolgáltatások közötti különbségeket, így a felhasználók a kívánt szolgáltatásminőséget kapják, függetlenül az alapul szolgáló hálózati rétegtől. Ennek biztosításához a szállítási réteg megköveteli a felhasználótól, hogy adja meg a kívánt szolgáltatásminőséget. Az alkalmazási réteg szolgáltatásai fájlátvitelt, terminálemulációt, címtárszolgáltatásokat és levelezést biztosítanak. Ezek közül a legnépszerűbbek a címtárszolgáltatás (X.500 szabvány), az elektronikus levelezés (X.400), a virtuális terminálprotokoll (VTP), a fájlátviteli, hozzáférési és kezelési (FTAM) protokoll, a továbbítási és feladatkezelési protokoll (JTM) .

Az IBM és a Microsoft által kifejlesztett meglehetősen népszerű protokollverem, amely ezen cégek termékeiben való felhasználást célozta. A TCP/IP-hez hasonlóan az olyan szabványos protokollok, mint az Ethernet, a Token Ring és mások, a NetBIOS/SMB verem fizikai és adatkapcsolati szintjén működnek, ami lehetővé teszi bármely aktív hálózati berendezéssel történő használatát. A felső szinteken a NetBIOS (Network Basic Input/Output System) és az SMB (Server Message Block) protokollok működnek.

A NetBIOS protokollt a múlt század 80-as éveinek közepén fejlesztették ki, de hamarosan felváltotta a funkcionálisabb NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface) protokoll, amely igen hatékony információcserét tesz lehetővé legfeljebb 200 számítógépből álló hálózatokban.

A számítógépek közötti adatcseréhez logikai neveket használnak, amelyek dinamikusan vannak hozzárendelve a számítógépekhez, amikor csatlakoznak a hálózathoz. Ebben az esetben a névtáblázat a hálózat minden számítógépéhez kerül elosztásra. Támogatja a csoportnevekkel való munkát is, amely lehetővé teszi az adatok egyszerre több címzetthez történő átvitelét.

A NetBEUI protokoll fő előnyei a sebesség és a nagyon alacsony erőforrásigény. Ha egyetlen szegmensből álló kis hálózatban kell gyors adatcserét szervezni, erre nincs jobb protokoll. Ráadásul az üzenet kézbesítésének nem kötelező feltétele a felépített kapcsolat: ha nincs kapcsolat, a protokoll datagram módszert alkalmaz, ahol az üzenet fel van szerelve a címzett és a feladó címével és „felszáll”, egyik számítógépről a másikra.

A NetBEUI-nak azonban van egy jelentős hátulütője is: teljesen nélkülözi a csomagútválasztás fogalmát, így az összetett kompozit hálózatokban nincs értelme. Pyatibratov A.P., Gudyno L.P., Kirichenko A.A. Számítógépek, hálózatok és távközlési rendszerek Moszkva 2009. 292s

Ami az SMB (Server Message Block) protokollt illeti, ez a hálózati működés három legmagasabb szinten történő megszervezésére szolgál - munkamenet, prezentáció és alkalmazás szinten. Használatakor válik lehetővé a fájlok, nyomtatók és egyéb hálózati erőforrások elérése. Ezt a protokollt többször továbbfejlesztették (három verzió jelent meg), ami lehetővé teszi a használatát még olyan modern operációs rendszerekben is, mint a Microsoft Vista és a Windows 7. Az SMB protokoll univerzális, és szinte bármilyen szállítási protokollal együtt tud működni , mint például a TCP/IP és az SPX.

A DECnet (Digital Equipment Corporation net) protokoll verem 7 réteget tartalmaz. A terminológiai különbségek ellenére a DECnet rétegek nagyon hasonlóak az OSI modellrétegekhez. A DECnet a DEC által kidolgozott DNS (Digital Network Architecture) hálózati architektúra koncepciót valósítja meg, amely szerint a különböző operációs rendszerek alatt működő heterogén számítástechnikai rendszerek (különböző osztályú számítógépek) földrajzilag elosztott információs és számítástechnikai hálózatokká kombinálhatók.

Az IBM SNA (System Network Architecture) protokollját nagy számítógépekkel való távoli kommunikációra tervezték, és 7 réteget tartalmaz. Az SNA a gazdagép-koncepción alapul, és távoli terminál-hozzáférést biztosít az IBM nagyszámítógépekhez. Az SNA fő megkülönböztető jellemzője az, hogy minden terminál képes hozzáférni a gazdaszámítógép bármely alkalmazási programjához. A rendszer hálózati architektúrája a gazdaszámítógép virtuális telekommunikációs hozzáférési módszere (VTAM) alapján valósul meg. A VTAM kezeli az összes kommunikációs kapcsolatot és terminált, és mindegyik terminál hozzáfér az összes alkalmazási programhoz.

Ez a cikk a TCP/IP-modell alapjait tárgyalja. A jobb megértés érdekében ismertetjük a fő protokollokat és szolgáltatásokat. A legfontosabb az, hogy szánj rá időt, és próbálj meg mindent lépésről lépésre megérteni. Mindegyik összefügg, és az egyik megértése nélkül nehéz lesz megérteni a másikat. Az itt található információk nagyon felületesek, ezért ezt a cikket könnyen nevezhetjük „TCP/IP protokollveremnek a figurák számára”. Azonban sok mindent itt nem olyan nehéz megérteni, mint amilyennek első pillantásra tűnhet.

TCP/IP

A TCP/IP verem egy hálózati modell a hálózaton történő adatátvitelhez; ez határozza meg az eszközök interakciójának sorrendjét. Az adatok belépnek az adatkapcsolati rétegbe, és a fenti rétegek felváltva dolgozzák fel azokat. A verem absztrakcióként jelenik meg, amely elmagyarázza az adatok feldolgozásának és fogadásának elveit.

A TCP/IP hálózati protokollveremnek 4 szintje van:

Csatorna (Link).
Hálózat (internet).
Szállítás.
Alkalmazás.

Alkalmazási réteg

Az alkalmazási réteg lehetővé teszi az alkalmazás és a protokollverem más rétegei közötti interakciót, elemzi és szoftveres formátumba konvertálja a bejövő információkat. A legközelebb van a felhasználóhoz, és közvetlenül érintkezik vele.

HTTP;
SMTP;

Minden protokoll meghatározza a saját sorrendjét és elveit az adatokkal való munkavégzéshez.

A HTTP (HyperText Transfer Protocol) adatátvitelre készült. Például olyan HTML formátumú dokumentumokat küld, amelyek egy weboldal alapjául szolgálnak. Leegyszerűsített módon a munkaséma „kliens - szerver” néven jelenik meg. A kliens elküld egy kérést, a szerver elfogadja, megfelelően feldolgozza és visszaküldi a végeredményt.

Szabványként szolgál a fájlok hálózaton keresztüli átviteléhez. A kliens kérést küld egy adott fájlra, a szerver megkeresi ezt a fájlt az adatbázisában, és ha sikeresen megtalálja, válaszként elküldi.

Átvitelre használják Email. Az SMTP művelet három egymást követő lépésből áll:

A feladó címének meghatározása. Ez szükséges a levelek visszaküldéséhez.
Címzett meghatározása. Ez a lépés többször megismételhető, ha több címzettet ad meg.
Az üzenet tartalmának meghatározása és elküldése. Az üzenet típusára vonatkozó adatok szolgáltatási információként kerülnek továbbításra. Ha a szerver megerősíti készségét a csomag elfogadására, akkor maga a tranzakció befejeződik.

Fejléc

A fejléc szervizadatokat tartalmaz. Fontos megérteni, hogy csak egy adott szintre szánják őket. Ez azt jelenti, hogy amint a csomag elküldésre kerül a címzettnek, ott ugyanazon modell szerint, de fordított sorrendben kerül feldolgozásra. A beágyazott fejléc speciális információkat tartalmaz, amelyeket csak bizonyos módon lehet feldolgozni.

Például a szállítási rétegbe beágyazott fejlécet csak a másik oldalon lévő szállítási réteg tudja feldolgozni. Mások egyszerűen figyelmen kívül hagyják.

Szállítási réteg

A szállítási rétegben a kapott információ tartalomtól függetlenül, egyetlen egységként kerül feldolgozásra. A fogadott üzeneteket szegmensekre osztják, fejlécet adnak hozzájuk, és az egészet elküldik a stream-be.

Adatátviteli protokollok:

A leggyakoribb protokoll. Felelős a garantált adatátvitelért. Csomagküldéskor ellenőrzik azokat csekk összeg, tranzakciós folyamat. Ez azt jelenti, hogy az információk a körülményektől függetlenül „épségben és megbízhatóan” megérkeznek.

Az UDP (User Datagram Protocol) a második legnépszerűbb protokoll. Az adatátvitelért is felelős. Különlegessége az egyszerűségében rejlik. A csomagok egyszerűen elküldésre kerülnek, különösebb kapcsolat létrehozása nélkül.

TCP vagy UDP?

Ezen protokollok mindegyikének megvan a saját hatóköre. Logikusan meghatározzák a munka jellemzői.

Az UDP fő előnye az átviteli sebesség. A TCP egy összetett protokoll, sok ellenőrzéssel, míg az UDP egyszerűbbnek és ezért gyorsabbnak tűnik.

A hátránya az egyszerűségben rejlik. Az ellenőrzések hiánya miatt az adatok integritása nem garantált. Így az információ egyszerűen elküldésre kerül, és minden ellenőrzés és hasonló manipuláció az alkalmazásnál marad.

Az UDP-t például videók nézésére használják. Egy videofájl esetében a kis számú szegmens elvesztése nem kritikus, míg a betöltési sebesség a legfontosabb tényező.

Ha azonban jelszavakat vagy bankkártyaadatokat kell küldenie, akkor nyilvánvaló a TCP használatának szükségessége. A legkisebb adat elvesztése is katasztrofális következményekkel járhat. A sebesség ebben az esetben nem olyan fontos, mint a biztonság.

Hálózati réteg

A hálózati réteg a kapott információból csomagokat formál, és fejlécet ad hozzá. Az adatok legfontosabb része a küldők és címzettek IP és MAC címe.

IP-cím (Internet Protocol address) - az eszköz logikai címe. Információkat tartalmaz az eszköz helyéről a hálózaton. Példabejegyzés: .

MAC-cím (Media Access Control address) - az eszköz fizikai címe. Azonosításra használják. A gyártási szakaszban a hálózati berendezésekhez van hozzárendelve. Hatbájtos számként jelenik meg. Például: .

A hálózati réteg felelős a következőkért:

Szállítási útvonalak meghatározása.
Csomagok átvitele hálózatok között.
Egyedi címek hozzárendelése.

Az útválasztók hálózati rétegbeli eszközök. A kapott adatok alapján egyengetik az utat a számítógép és a szerver között.

Ezen a szinten a legnépszerűbb protokoll az IP.

Az IP (Internet Protocol) egy internetes protokoll, amelyet a hálózaton történő címzésre terveztek. Útvonalak létrehozására szolgál, amelyek mentén csomagokat cserélnek. Nincs semmilyen eszköze az integritás ellenőrzésére és megerősítésére. A kézbesítési garanciák biztosítására TCP-t használnak, amely az IP-t használja szállítási protokollként. Ennek a tranzakciónak az alapelveinek megértése megmagyarázza a TCP/IP protokollverem működésének alapjait.

Az IP-címek típusai

A hálózatokban kétféle IP-címet használnak:

Nyilvános.
Magán.

Nyilvános (Public) használatos az interneten. A fő szabály az abszolút egyediség. Használatuk példája az útválasztók, amelyek mindegyike saját IP-címmel rendelkezik az internettel való interakcióhoz. Ezt a címet nyilvánosnak nevezik.

A privát (Private) nem használatos az interneten. A globális hálózatban az ilyen címek nem egyediek. Példa - a helyi hálózat. Minden eszközhöz egyedi IP-cím tartozik egy adott hálózaton belül.

Az Internettel való interakció egy útválasztón keresztül történik, amely, mint fentebb említettük, saját nyilvános IP-címmel rendelkezik. Így az útválasztóhoz csatlakoztatott összes számítógép egyetlen nyilvános IP-cím neve alatt jelenik meg az interneten.

IPv4

Az Internet protokoll leggyakoribb verziója. Megelőzi az IPv6-ot. A felvételi formátum négy nyolcbites szám, amelyeket pontok választanak el. Az alhálózati maszkot a törtjel jelzi. A cím hossza 32 bit. Az esetek túlnyomó többségében amikor arról beszélünk az IP-címről az IPv4-et értjük.

Felvételi formátum: .

IPv6

Ez a verzió a problémák megoldására szolgál előző verzió. A cím hossza 128 bit.

Az IPv6 által megoldott fő probléma az IPv4-címek kimerülése. Az előfeltételek már a 80-as évek elején megjelentek. Annak ellenére, hogy ez a probléma már 2007-2009-ben akut szakaszba lépett, az IPv6 bevezetése nagyon lassan lendületet vesz.

Az IPv6 fő előnye a gyorsabb internetkapcsolat. Ennek az az oka, hogy a protokoll ezen verziója nem igényel címfordítást. Egyszerű útválasztás történik. Ez olcsóbb, és ezért az internetes forrásokhoz való hozzáférés gyorsabb, mint az IPv4 esetében.

Példabejegyzés: .

Háromféle IPv6-cím létezik:

Unicast.
Anycast.
Multicast.

Az Unicast az IPv6 unicast egy típusa. Elküldéskor a csomag csak a megfelelő címen található interfészhez jut el.

Az Anycast az IPv6 multicast címekre utal. Az elküldött csomag a legközelebbi hálózati interfészre kerül. Csak routerek használják.

A multicast multicast. Ez azt jelenti, hogy az elküldött csomag minden interfészhez eljut, amely a multicast csoportban található. A sugárzástól eltérően, amely „mindenki számára sugárzott”, a multicast csak egy meghatározott csoportnak sugároz.

Alhálózati maszk

Az alhálózati maszk az IP-cím alapján határozza meg az alhálózatot és a gazdagép számát.

Például egy IP-címhez maszk tartozik. Ebben az esetben a felvételi formátum így fog kinézni. A "24" szám a maszkban lévő bitek száma. Nyolc bit egy oktettnek felel meg, amelyet bájtnak is nevezhetünk.

Részletesebben, az alhálózati maszk a bináris számrendszerben a következőképpen ábrázolható: . Négy oktettje van, és a bejegyzés "1"-ből és "0"-ból áll. Ha összeadjuk az egységek számát, akkor összesen „24”-et kapunk. Szerencsére nem kell eggyel számolni, mert egy oktettben 8 érték van. Látjuk, hogy hármat eggyel töltenek meg, összeadjuk, és megkapjuk a „24”-et.

Ha konkrétan az alhálózati maszkról beszélünk, akkor bináris ábrázolásban egy oktettben egyesek vagy nullák vannak. Ebben az esetben a sorrend olyan, hogy az egyeses bájtok jönnek először, és csak azután a nullák.

Nézzünk egy kis példát. Van egy IP-cím és egy alhálózati maszk. Megszámoljuk és felírjuk: . Most párosítjuk a maszkot az IP-címmel. Azok a maszkoktettek, amelyekben minden érték eggyel (255) egyenlő, változatlanul hagyják a megfelelő oktetteket az IP-címben. Ha az érték nullák (0), akkor az IP-cím oktettjei is nullákká válnak. Így az alhálózati cím értékében .

Alhálózat és gazdagép

Az alhálózat felelős a logikai elválasztásért. Lényegében olyan eszközökről van szó, amelyek ugyanazt a helyi hálózatot használják. Az IP-címek tartománya határozza meg.

A gazdagép a hálózati interfész címe ( hálózati kártya). Az IP-cím alapján, maszk segítségével határozzuk meg. Például: . Mivel az első három oktett az alhálózat, ez a következőt hagyja: . Ez a gazdagép száma.

A gazdagépcímek tartománya 0 és 255 között van. A „0” számmal jelzett gazdagép valójában magának az alhálózatnak a címe. A „255” műsorvezető szám pedig egy műsorszolgáltató.

Megszólítás

A TCP/IP protokollveremben háromféle címet használnak a címzésre:

Helyi.
Hálózat.
Domain nevek.

A MAC-címeket helyinek nevezzük. Helyi hálózati technológiák, például Ethernet címzésre használják. A TCP/IP kontextusában a „helyi” szó azt jelenti, hogy csak egy alhálózaton belül működnek.

A TCP/IP protokoll veremben lévő hálózati cím az IP-cím. Fájl küldésekor a címzett címe a fejlécből olvasható ki. Segítségével az útválasztó megtanulja a gazdagép számát és az alhálózatot, és ezen információk alapján létrehoz egy útvonalat a végcsomóponthoz.

A domain nevek az internetes webhelyek ember által olvasható címei. Az interneten található webszerverek nyilvános IP-címen keresztül érhetők el. A számítógépek sikeresen feldolgozzák, de túlságosan kényelmetlennek tűnik az emberek számára. Az ilyen bonyodalmak elkerülése érdekében domain neveket használnak, amelyek „domainnek” nevezett területekből állnak. Szigorú hierarchiában vannak elrendezve, a legfelső szinttől lefelé.

Az első szintű tartomány képviseli konkrét információkat. Az általános (.org, .net) tartalmat nem korlátozzák szigorú határok. A helyiekkel (.us, .ru) fordított a helyzet. Általában lokalizáltak.

Az alacsony szintű domain minden más. Bármilyen méretű lehet, és tetszőleges számú értéket tartalmazhat.

Például a "www.test.quiz.sg" egy helyes domain név, ahol az "sg" egy helyi első (legfelső) szintű tartomány, a "quiz.sg" egy második szintű domain, "test.quiz.sg" egy harmadik szintű tartomány. A tartományneveket DNS-neveknek is nevezhetjük.

Levelezést hoz létre között domain nevekés nyilvános IP-cím. Amikor beír egy domain nevet a böngészőbe, a DNS észleli a megfelelő IP-címet, és jelenti azt az eszköznek. A készülék ezt feldolgozza, és weboldalként adja vissza.

Adatkapcsolati réteg

A kapcsolati rétegben meghatározzák az eszköz és a fizikai átviteli közeg közötti kapcsolatot, és egy fejlécet adnak hozzá. Felelős az adatok kódolásáért és a keretek előkészítéséért a fizikai adathordozón történő átvitelhez. A hálózati kapcsolók ezen a szinten működnek.

A leggyakoribb protokollok:

Ethernet.
WLAN.

Az Ethernet a leggyakoribb vezetékes LAN technológia.

WLAN - helyi hálózat alapú vezeték nélküli technológiák. Az eszközök fizikai kábelkapcsolat nélkül működnek együtt. A leggyakoribb módszer például a Wi-Fi.

A TCP/IP beállítása statikus IPv4-cím használatához

A statikus IPv4-cím közvetlenül az eszköz beállításaiban vagy automatikusan a hálózathoz való csatlakozáskor kerül kiosztásra, és állandó.

A TCP/IP protokollverem állandó IPv4-cím használatára való konfigurálásához írja be az ipconfig/all parancsot a konzolba, és keresse meg a következő adatokat.

A TCP/IP beállítása dinamikus IPv4-cím használatára

Egy dinamikus IPv4-címet egy ideig használnak, bérelnek, majd megváltoztatnak. A hálózathoz való csatlakozáskor automatikusan hozzá van rendelve az eszközhöz.

A TCP/IP protokollverem nem állandó IP-cím használatára való konfigurálásához lépjen a kívánt kapcsolat tulajdonságaihoz, nyissa meg az IPv4 tulajdonságokat, és jelölje be a jelzett négyzeteket.

Adatátviteli módszerek

Az adatok továbbítása a fizikai adathordozón három módon történik:

Simplex.
Félduplex.
Full Duplex.

A Simplex egyirányú kommunikáció. Az átvitelt csak az egyik eszköz végzi, míg a másik csak a jelet veszi. Azt mondhatjuk, hogy az információ továbbítása csak egy irányban történik.

Példák szimplex kommunikációra:

Televíziós műsorszórás.
GPS műholdak jelei.

A félduplex kétirányú kommunikáció. Egyszerre azonban csak egy csomópont tud jelet továbbítani. Ennél a kommunikációs típusnál két eszköz nem használhatja egyszerre ugyanazt a csatornát. A teljes kivitel fizikailag lehetetlen lehet, vagy ütközésekhez vezethet. Azt mondják, hogy ütköznek az átviteli közeg miatt. Ez az üzemmód koaxiális kábel használatakor használatos.

A félduplex kommunikációra példa a walkie-talkie-n keresztüli kommunikáció egy frekvencián.

Full Duplex – teljes kétirányú kommunikáció. Az eszközök egyszerre tudnak jelet sugározni és fogadni. Nem ütköznek egymással az átviteli közegben. Ez a mód Fast Ethernet technológia és csavart érpárú kapcsolat használatakor használatos.

A duplex kommunikációra példa a mobilhálózaton keresztüli telefonos kommunikáció.

TCP/IP vs OSI

Az OSI modell határozza meg az adatátvitel alapelveit. A TCP/IP protokollverem rétegei közvetlenül megfelelnek ennek a modellnek. A négyrétegű TCP/IP-vel ellentétben 7 rétegből áll:

Fizikai.
Csatorna (Adatkapcsolat).
Hálózat.
Szállítás.
Ülés.
Bemutatás.
Alkalmazás.

BAN BEN Ebben a pillanatban Nem szükséges túlságosan elmélyülni ebben a modellben, de legalább felületes megértés szükséges.

A TCP/IP-modell alkalmazási rétege a felső három OSI-rétegnek felel meg. Mindegyik alkalmazásokkal működik, így jól látható ennek a kombinációnak a logikája. A TCP/IP protokollverem ezen általános felépítése megkönnyíti az absztrakció megértését.

A szállítási réteg változatlan marad. Ugyanazokat a funkciókat látja el.

A hálózati réteg szintén változatlan. Pontosan ugyanazokat a feladatokat látja el.

A TCP/IP adatkapcsolati rétege az utolsó két OSI-rétegnek felel meg. Az adatkapcsolati réteg protokollokat hoz létre az adatok fizikai közegen keresztüli továbbítására.

A fizikai önmagát képviseli fizikai kapcsolat- elektromos jelek, csatlakozók stb. A TCP/IP protokollveremben úgy döntöttek, hogy ezt a két réteget egyesítik egybe, mivel mindkettő a fizikai közeggel foglalkozik.

Internet - globális rendszer egymással összekapcsolt számítógépek, helyi és egyéb hálózatok, amelyek a TCP/IP protokollveremen keresztül lépnek kapcsolatba egymással (1. ábra).

1. ábra – Az Internet általánosított diagramja

Az internet biztosítja az információcserét az összes hozzá csatlakoztatott számítógép között. A számítógép típusa és az általa használt operációs rendszer nem számít.

Az Internet fő cellái a helyi hálózatok (LAN – Local Area network). Ha egy helyi hálózat közvetlenül kapcsolódik az internethez, akkor ezen a hálózaton minden munkaállomás is csatlakozhat hozzá. Vannak olyan számítógépek is, amelyek önállóan csatlakoznak az internethez. Úgy hívják gazdagép számítógépek(gazda – tulajdonos).

Minden hálózatra csatlakoztatott számítógépnek saját címe van, amelyen az előfizető a világ bármely pontjáról megtalálhatja.

Az Internet fontos jellemzője, hogy a különböző hálózatok összekapcsolása során nem hoz létre hierarchiát – minden hálózatra csatlakoztatott számítógép egyenlő jogokkal rendelkezik.

Még egy jellegzetes tulajdonsága Az internet rendkívül megbízható. Ha egyes számítógépek és kommunikációs vonalak meghibásodnak, a hálózat továbbra is működik. Ezt a megbízhatóságot az a tény biztosítja, hogy nincs egyetlen vezérlőközpont sem az interneten. Ha egyes kommunikációs vonalak vagy számítógépek meghibásodnak, az üzenetek más kommunikációs vonalakon is továbbíthatók, mivel az információtovábbításnak mindig többféle módja van.

Az Internet nem kereskedelmi szervezet, és senkinek sem a tulajdonosa. A világ szinte minden országában vannak internetezők.

A felhasználók speciális, internetszolgáltatóknak nevezett szervezetek számítógépein keresztül csatlakoznak a hálózathoz. Az internetkapcsolat lehet állandó vagy ideiglenes. Az internetszolgáltatók számos vonallal csatlakoznak a felhasználókhoz, és nagy sebességű vonalakkal csatlakoznak az internet többi részéhez. Gyakran kisebb beszállítók kapcsolódnak nagyobb beszállítókhoz, amelyek viszont más beszállítókhoz kapcsolódnak.

A leggyorsabb kommunikációs vonalakon egymással összekapcsolt szervezetek alkotják a hálózat magját, vagyis a Backbon Internet gerincét. Ha a szállító közvetlenül csatlakozik a gerinchez, akkor az információátvitel sebessége maximális lesz.

A valóságban a felhasználók és az internetszolgáltatók közötti különbség meglehetősen önkényes. Bármely személy, aki csatlakoztatta számítógépét vagy helyi hálózatát számítógép hálózat az internetre, és a szükséges programok telepítése után hálózati csatlakozási szolgáltatásokat nyújthat más felhasználóknak. Egyetlen felhasználó elvileg nagy sebességű vonalon keresztül közvetlenül csatlakozhat az internet gerincéhez.

Általánosságban elmondható, hogy az internet információt cserél bármely két, a hálózathoz csatlakoztatott számítógép között. Az internetre csatlakoztatott számítógépeket gyakran internetes csomópontoknak vagy webhelyeknek nevezik. , az angol site szóból, melynek fordítása hely, hely. Az internetszolgáltatóknál telepített gazdagépek hozzáférést biztosítanak a felhasználóknak az internethez. Vannak olyan csomópontok is, amelyek információszolgáltatásra specializálódtak. Például sok cég hoz létre webhelyeket az interneten, amelyeken keresztül információkat oszt meg termékeiről és szolgáltatásairól.

Hogyan történik az információ továbbítása? Az interneten két fő fogalom használatos: cím és protokoll. Minden internetre csatlakozó számítógépnek megvan a maga egyedi címe. Ahogy a postai cím egyedileg azonosítja a személy tartózkodási helyét, az internetcím egyedileg azonosítja a számítógép helyét a hálózaton. Ennek legfontosabb részét az internetes címek jelentik, amelyeket az alábbiakban részletesen tárgyalunk.

Az interneten keresztül egyik számítógépről a másikra küldött adatokat csomagokra bontják. Az alkotó számítógépek között mozognak hálózati csomópontok. Az azonos üzenetet tartalmazó csomagok különböző útvonalakon haladhatnak. Minden csomagnak saját jelölése van, amely biztosítja a dokumentum helyes összeállítását azon a számítógépen, amelyre az üzenet szól.

Mi az a protokoll? Ahogy korábban említettük, a protokoll az interakció szabályai. Például a diplomáciai protokoll előírja, hogy mit kell tenni, ha külföldi vendégekkel találkozik, vagy fogadást tart. A hálózati protokoll működési szabályokat is ír elő a hálózatra csatlakoztatott számítógépekre. A szabványos protokollok arra késztetik a különböző számítógépeket, hogy „ugyanazon a nyelven beszéljenek”. Ez lehetővé teszi különböző operációs rendszert futtató számítógépek csatlakoztatását az internethez.

Az Internet alapvető protokolljai a TCP/IP protokollverem. Először is tisztázni kell, hogy a TCP/IP technikai megértésében - ez nem egy hálózati protokoll, hanem két, a hálózati modell különböző szintjein fekvő protokoll (ez az ún. protokoll verem). TCP protokoll - jegyzőkönyv szállítási szint.Ő irányítja, hogy mit hogyan történik az adatátvitel. IP protokoll - cím.Ő tartozik hálózati szintenés meghatározza ahol az átadás történik.

Jegyzőkönyv TCP. A TCP protokoll szerint , a kiküldött adatokat kis csomagokra „vágjuk”, majd minden egyes csomagot megjelölnek úgy, hogy az tartalmazza a dokumentum helyes összeállításához szükséges adatokat a címzett számítógépén.

A TCP-protokoll lényegének megértéséhez elképzelhető egy levelező sakkjátszma, amikor két résztvevő egy tucat partit játszik egyszerre. Minden lépést külön kártyára rögzítenek, amelyen feltüntetik a játék számát és a lépésszámot. Ebben az esetben két partner között ugyanazon a levelezési csatornán keresztül akár tucatnyi kapcsolat is lehetséges (páronként egy). Egy fizikai kapcsolattal összekapcsolt két számítógép hasonló módon több TCP-kapcsolatot is támogathat egyidejűleg. Például két közbenső hálózati szerver egyidejűleg több TCP-csomagot is továbbíthat egymásnak számos klienstől egy kommunikációs vonalon mindkét irányban.

Amikor az interneten dolgozunk, akkor egyetlen Telefon vonal Amerikából, Ausztráliából és Európából egyszerre tudunk dokumentumokat fogadni. Az egyes dokumentumok csomagjait külön-külön, időben elkülönítve kapják meg, és beérkezésükkor különböző dokumentumokba gyűjtik össze.

Jegyzőkönyv IP . Most nézzük a cím protokollt - IP (Internet Protocol). Lényege, hogy minden résztvevő Világháló saját egyedi címmel (IP-címmel) kell rendelkeznie. E nélkül nem beszélhetünk a TCP-csomagok pontos eljuttatásáról a kívánt munkahelyre. Ez a cím nagyon egyszerűen van kifejezve - négy szám, például: 195.38.46.11. Az IP-címek szerkezetét később részletesebben megvizsgáljuk. Úgy van megszervezve, hogy minden számítógép, amelyen bármely TCP-csomag áthalad, ebből a négy számból meghatározhatja, hogy a legközelebbi „szomszédjai” közül melyiknek kell továbbítania a csomagot, hogy az „közelebb” legyen a címzetthez. Véges számú átvitel eredményeként a TCP-csomag eljut a címzetthez.

A „közelebb” szó okkal kerül idézőjelbe. Ebben az esetben nem a földrajzi „közelséget” kell értékelni. A kommunikáció feltételeit és áteresztőképesség vonalak. Két különböző kontinensen elhelyezkedő, de nagy teljesítményű űrkommunikációs vonallal összekapcsolt számítógépet „közelebbinek” tekintenek egymáshoz, mint a szomszédos falvakból származó két számítógépet, amelyeket egy egyszerű telefonvezeték köt össze. A „közelebbi” és a „további” kérdések megoldásával foglalkozunk speciális eszközök - routerek. Az útválasztók szerepét a hálózatban általában erre specializálódott számítógépek látják el, de ezek is lehetnek speciális programok, amely a hálózat csomóponti szerverein fut.

TCP/IP protokoll verem

TCP/IP protokoll verem- hálózatokban használt hálózati adatátviteli protokollok, beleértve az internetet is. A TCP/IP név a család két legfontosabb protokolljából származik – az átvitelvezérlő protokollból (TCP) és az Internet Protocolból (IP), amelyeket először ebben a szabványban fejlesztettek ki és írnak le.

A protokollok egy veremben működnek egymással. Kazal, verem) - ez azt jelenti, hogy a magasabb szinten található protokoll az alsó „tetején” működik, kapszulázási mechanizmusok segítségével. Például a TCP protokoll az IP protokollon felül fut.

A TCP/IP protokollverem négy rétegből áll:

alkalmazási réteg
szállítóréteg
hálózati réteg (internetes réteg),
link réteg.

Ezen szintek protokolljai teljes mértékben megvalósulnak funkcionalitás OSI modellek (1. táblázat). Az IP-hálózatokban minden felhasználói interakció a TCP/IP protokollveremre épül. A verem független a fizikai adatátviteli közegtől.

Asztal 1– A TCP/IP protokollverem és az OSI referenciamodell összehasonlítása

Alkalmazási réteg

Az alkalmazási rétegben működik a legtöbb hálózati alkalmazás.

Ezeknek a programoknak saját kommunikációs protokolljaik vannak, például HTTP a WWW-hez, FTP (fájlátvitel), SMTP (e-mail), SSH ( biztonságos kapcsolat távoli géppel), DNS (szimbolikus nevek konvertálása IP-címekké) és még sok más.

Ezek a protokollok túlnyomórészt TCP-n vagy UDP-n működnek, és egy adott porthoz vannak kötve, például:

HTTP-TCP-port 80 vagy 8080,
FTP-ről TCP-re 20-as (adatátvitelhez) és 21-es (vezérlőparancsokhoz),
DNS-lekérdezések UDP (ritkábban TCP) 53-as porton,

Szállítási réteg

A szállítási réteg protokolljai meg tudják oldani a nem garantált üzenetkézbesítés problémáját („elérkezett-e az üzenet a címzetthez?”), valamint garantálni tudják az adatok megfelelő sorrendjét. A TCP/IP veremben az átviteli protokollok határozzák meg, hogy az adatokat melyik alkalmazáshoz szánják.

Az ezen a rétegen logikailag megjelenített automatikus útválasztási protokollok (mivel az IP-n futnak) valójában a hálózati réteg protokolljainak részét képezik; például OSPF (IP ID 89).

TCP (IP ID 6) - "garantált" szállító mechanizmus előre kialakított kapcsolat, megbízható adatfolyamot biztosítva az alkalmazásnak, megbizonyosodva arról, hogy a kapott adatok hibamentesek, adatvesztés esetén újra lekérni, kiküszöbölni az adatkettőzéseket. A TCP lehetővé teszi a hálózat terhelésének szabályozását, valamint az adatok késleltetésének csökkentését nagy távolságra történő átvitelkor. Ezenkívül a TCP biztosítja, hogy a fogadott adatokat pontosan ugyanabban a sorrendben küldjék el. Ez a fő különbség az UDP-től.

UDP (IP ID 17) kapcsolat nélküli datagram átviteli protokoll. „Megbízhatatlan” átviteli protokollnak is nevezik, abban az értelemben, hogy nem lehet ellenőrizni az üzenet címzetthez való eljutását, valamint a csomagok esetleges keveredését. A garantált adatátvitelt igénylő alkalmazások a TCP protokollt használják.

Az UDP-t általában olyan alkalmazásokban használják, mint például a videó streaming és a számítógépes játékok, ahol a csomagvesztés elfogadható, és az újrapróbálkozás nehéz vagy indokolatlan, vagy kihívás-válasz alkalmazásokban (például DNS-lekérdezések), ahol a kapcsolat létrehozása több erőforrást igényel, mint az újraküldés.

Mind a TCP, mind az UDP egy portnak nevezett számot használ felső rétegbeli protokolljuk azonosítására.

Hálózati réteg

Az internetes réteget eredetileg arra tervezték, hogy adatokat vigyen át egyik (al)hálózatról a másikra. A globális hálózat koncepciójának kidolgozásával a réteg további képességekkel bővült bármely hálózatból bármely hálózatba való átvitelhez, függetlenül az alacsonyabb szintű protokolloktól, valamint lehetőség nyílik adatkérésre egy távoli féltől, pl. az ICMP protokollt (az IP-kapcsolat diagnosztikai információinak továbbítására használják) és az IGMP-t (a multicast folyamok kezelésére használják).

Az ICMP és az IGMP az IP felett található, és a következő szállítási rétegre kell mennie, de funkcionálisan hálózati rétegbeli protokollok, ezért nem illeszthetők be az OSI modellbe.

Az IP hálózati protokoll csomagok tartalmazhatnak kódot, amely jelzi, hogy melyik következő rétegbeli protokollt kell használni az adatok kinyerésére a csomagból. Ez a szám egyedi IP protokoll száma. Az ICMP és az IGMP számozása 1, illetve 2.

Adatkapcsolati réteg

A kapcsolati réteg leírja, hogyan továbbítják az adatcsomagokat fizikai réteg, beleértve kódolás(vagyis speciális bitsorozatok, amelyek meghatározzák egy adatcsomag elejét és végét). Az Ethernet például a csomagfejléc mezőiben jelzi, hogy a hálózat mely gépére vagy gépeire szánják a csomagot.

Példák a kapcsolati réteg protokolljaira: Ethernet, Wi-Fi, Frame Relay, Token Ring, ATM stb.

Az adatkapcsolati réteg néha 2 alrétegre oszlik - LLC és MAC.

Ezen kívül az adatkapcsolati réteg leírja az adatátviteli közeget (legyen az koaxiális kábel, sodrott érpár, optikai szál vagy rádiócsatorna), az ilyen közeg fizikai jellemzőit és az adatátvitel elvét (csatornaszétválasztás, moduláció, jelamplitúdó, jelfrekvencia, átviteli szinkronizálási módszer, késleltetési válasz és maximális távolság).

Egységbezárás

A beágyazás magas szintű csomagok (esetleg különböző protokollok) csomagolása vagy egymásba ágyazása ugyanazon protokoll (alacsonyabb szintű) csomagjaiba, beleértve a címet is.

Például, ha egy alkalmazásnak üzenetet kell küldenie TCP használatával, a következő műveletsor kerül végrehajtásra (2. ábra):

2. ábra – Kapszulázási folyamat

mindenekelőtt az alkalmazás kitölt egy speciális adatstruktúrát, amelyben információkat jelez a címzettről (hálózati protokoll, IP-cím, TCP-port);
az üzenetet, annak hosszát és szerkezetét a címzettre vonatkozó információkkal együtt továbbítja a TCP protokollkezelőnek (szállítási rétegnek);
a TCP-kezelő létrehoz egy szegmenst, amelyben az üzenet az adat, a fejlécek pedig a címzett TCP-portját (valamint egyéb adatokat) tartalmazzák;
a TCP-kezelő átadja a generált szegmenst az IP-kezelőnek (hálózati réteg);
az IP-kezelő a továbbított TCP-szegmenst adatként kezeli, és megelőzi annak fejlécével (amely különösen tartalmazza a címzett azonos alkalmazási adatstruktúrából vett IP-címét, valamint a felső protokollszámot;
Az IP-kezelő a kapott csomagot továbbítja az adatkapcsolati rétegnek, amely ismét „nyers” adatnak tekinti ezt a csomagot;
a linkszintű kezelő a korábbi kezelőkhöz hasonlóan az elejére adja a fejlécét (ami egyben a felső szintű protokollszámot is jelzi, esetünkben ez 0x0800(IP)), és a legtöbb esetben hozzáadja a végső ellenőrző összeget, ezáltal keret kialakítása;
Ezután a vett keretet továbbítják a fizikai rétegnek, amely a biteket elektromos vagy optikai jelekké alakítja, és elküldi az átviteli közegnek.

A fogadó oldalon a dekapszulálásnak nevezett fordított (alulról felfelé) folyamatot hajtják végre az adatok kicsomagolásához és az alkalmazás számára történő bemutatásához.

Kapcsolódó információ:

2015-2020 lektsii.org -

Segítséggel Session Layer párbeszédet szerveznek a felek között, rögzítik, hogy melyik fél a kezdeményező, melyik fél aktív és hogyan fejeződik be a párbeszéd.

Bemutató réteg az alsóbb szintekre történő információszolgáltatás formájával foglalkozik, például az információk átkódolásával vagy titkosításával.

Alkalmazási réteg Ez egy olyan protokollkészlet, amely ugyanazt a feladatot (programot) megvalósító távoli csomópontok között cserélődik.

Megjegyzendő, hogy egyes hálózatok sokkal korábban jelentek meg, mint az OSI modell kifejlesztése, így sok rendszer esetében az OSI modell rétegei közötti megfelelés nagyon feltételes.

1.3. Internet protokoll verem

Az Internetet arra tervezték, hogy bármilyen típusú információt továbbítson a forrástól a címzettig. Az információszállításban különböző hálózati elemek (1.1. ábra) – végberendezések, kapcsolókészülékek és szerverek – vesznek részt. A csomópontok csoportjait kapcsolóeszközökkel egyesítik egy helyi hálózatba, a helyi hálózatokat átjárók (routerek) kötik össze. A kapcsolóeszközök különféle technológiákat használnak: Ethernet, Token Ring, FDDI és mások.

Minden végberendezés (host) egyszerre több információfeldolgozási folyamatot (beszéd, adat, szöveg...) tud kiszolgálni, amelyek a legmagasabb szinten elhelyezkedő hálózati alkalmazások (speciális programok) formájában léteznek; Az alkalmazásból az információ az alacsonyabb szintű információfeldolgozó létesítmények felé áramlik.

Egy alkalmazás szállítását minden csomóponton különböző rétegek egymás után határozzák meg. Minden szint a saját protokollját használja a probléma saját részének megoldására, és biztosítja az információ duplex átvitelét. Az átadott feladatok sorrendje egy protokollvermet alkot. Az információtovábbítás során minden csomópont a számára szükséges protokollvermet használja. ábrán. Az 1.3 az alapvető protokollok teljes kötegét mutatja internetkapcsolat az interneten.

A csomópontok a hálózat szempontjából az információforrásokat és -vevőket képviselik. A négy alsó szint együttesen független a továbbított információ típusától. A 4-es réteggel kommunikáló minden hálózati alkalmazást egyedi portszáma azonosít. A portértékek 0-tól 65535-ig terjednek. Ebben a tartományban a 0-1023-as portszámok a jól ismert hálózati alkalmazásokhoz vannak hozzárendelve, a 1024-49151-es portszámokat speciális szoftverfejlesztők használják, a 49152-65535-ös portszámokat dinamikusan alkalmazzák. a hálózati alkalmazások felhasználóihoz rendelve a kommunikációs munkamenet idejére. A verem portszámainak numerikus értékei a következőkben vannak megadva.

A szállítási (negyedik) réteg két kommunikációs módot támogat

– csatlakozás létesítéssel és bekötés nélkül. Minden üzemmódot a protokoll száma (Protokoll) azonosít. Az internetes szabványok hexadecimális kódolást használnak. Az első módot a TCP-modul használja, amelynek protokollkódja 6 (hexadecimális kódban - 0x06), és az információ garantált továbbítására szolgál. Ehhez minden továbbított csomag sorszámmal van ellátva, és nyugtázni kell

______________________________________________________________________________

a fogadó fél a helyes fogadásáról. A második módot az UDP-modul használja anélkül, hogy garantálná az információ átadását a címzettnek (a kézbesítés garanciáját az alkalmazás biztosítja). Az UDP protokoll kódja 17 (hexadecimális kódban ez 0x11).

Alkalmazott

Reprezentatív

Ülés

DHCP (Port = 67/68)

Szállítás

Protokoll = 0x0059

Protokoll = 0x0002

Protokoll = 0x0001

Protokolltípus = 0x0806

Protokoll típusa = 0x0800

		Csatorna
	Csatorna
Csatorna		Fizikai
Csatorna			Kábel, sodrott érpárú Ethernet, optikai szál
	Fizikai kábel, sodrott érpár, optikai szál
Fizikai		Kábel, sodrott érpár, optikai szál
Fizikai	Kábel, rádió, száloptika

Rizs. 1.3. Alapvető Internet protokoll verem

______________________________________________________________________________

A hálózati (harmadik) réteg biztosítja az információ csomagok formájában történő mozgását a hálózatok között (link réteg interfészek) hálózati cím használatával. A 3. réteg protokollcsaládját az alatta lévő rétegek azonosítják a protokoll típusa alapján (ARP - 0x0806 típus vagy IP - 0x0800 típus). A „protokoll – hálózati cím – portszám” kombinációt socketnek nevezzük. Egy aljzatpár - adó és vevő - egyedileg határozza meg a létrejött kapcsolatot. Minden egyes, a kapcsolati rétegből az IP-modulhoz érkező csomag célcímét elemzik, hogy megértsék, hova kell továbbítani a csomagot legközelebb: a saját alkalmazásához vagy egy másik interfészhez kell áthelyezni a hálózaton keresztüli további szállításhoz.

A második (link) szint a csomagokat a helyi hálózaton dolgozza fel különféle technológiák segítségével: Ethernet, Token Ring, FDDI és mások. Az első szint biztosítja a bináris kódok lineáris kódokká való átalakítását, amelyek a legmegfelelőbbek az alkalmazott átviteli közegnek (fémkábel, optikai kommunikációs vonal, rádiócsatorna).

KÉRDÉSEK AZ 1.3. SZAKASZHOZ

1. Mi határozza meg a hálózati réteg létesítményeit az adatkapcsolati rétegből érkező csomagok feldolgozásához?

Válasz. Protokoll típusa: 0x0806 – ARP-hez és 0x0800 – IP-hez.

2. Mi határozza meg a szállítási réteg azon eszközét, amely a hálózati rétegből érkező csomagokat feldolgozza?

Válasz. Protokollszám: 0x0006 – TCP-hez és 0x0011 – UDP-hez.

3. Mi határozza meg a datagram-feldolgozáshoz használt hálózati alkalmazás típusát?

Válasz. Port száma.

4. Adjon példákat a hálózatszintű alkalmazások portszámaira.

Válasz: 80-as port – HTTP, 23-as port – TELNET, 53-as port – DNS.

1.4. Internet hozzáférési protokollok

Az internet eléréséhez egy protokollcsaládot használnak PPP (Point-to-Point Protocol) általános néven, amely a következőket tartalmazza:

1. Link Control Protocol (LCP) a csomagcsere paramétereinek koordinálására a kapcsolati rétegben a gazdagép-hálózati hozzáférési kiszolgáló szekcióban (különösen a csomagméret és a hitelesítési protokoll típusának összehangolására).

2. Authentication Protocol a felhasználói legitimáció megállapítására (konkrétan a Challenge Handshake Authentication Protocol – CHAP használatával).

3. Hálózatvezérlő protokoll (IP Control Protocol – IPCP) a hálózati csereparaméterek konfigurálásához (különösen hozzárendeléséhez IP-címek).

Ezt követően megkezdődik az információcsere az IP protokollon keresztül.

Ezen protokollok mindegyike bármilyen átviteli médiát használhat, így sokféleképpen lehet a PPP-t a fizikai rétegbe beágyazni. A PPP pont-pont hivatkozásokba történő beágyazása, hasonló eljárás a

HDLC.

A HDLC-hez (High-level Data Link Control Procedure) hasonló eljárással végzett keretcsere duplex keretcserét foglal magában. Minden továbbított keretet nyugtázni kell; ha nincs nyugtázás az időtúllépésen belül, az adó megismétli az adást. A keret szerkezete az ábrán látható. 1.4. A keretmezők átviteli sorrendje balról jobbra halad. A keretmezők célja a következő.

Yu.F.Kozhanov, Kolbanev M.O. A KÖVETKEZŐ GENERÁCIÓS HÁLÓZATOK INTERFÉSZEI ÉS PROTOKOLLAI

______________________________________________________________________________

Rizs. 1.4. HDLC keret mező szerkezete

Minden továbbított keretnek a „Flag” kombinációval kell kezdődnie és végződnie, amelynek bitstruktúrája 01111110 (0x7e) alakú. Ugyanaz a Flag kombináció használható záróként az egyik képkockához és nyitóként a következő képkockához. A "jelző" kombinációkat a fogadó oldalnak észlelnie kell a kerethatárok meghatározásához. A kódfüggetlen információátvitel érdekében ki kell zárni a keret következő mezőiből minden olyan kombinációt, amely egybeesik a szolgáltatási karakterekkel (például a „Flag” kombináció).

BAN BEN Aszinkron módban az összes keretmező bájtról bájtra van kialakítva, minden bájtot egy „start” bit előz meg, és egy „stop” bit zárul.

BAN BEN szinkron mód is használatos bájtbeillesztés vagy bitbeillesztés. Az első esetben a 0x7e ("Flag") bájtsorozatokat a keretmezőkben 2 bájtos 0x7d és 0x5e, 0x7d 0x7d és 0x5d, 0x03 0x7d és 0x23 szekvenciákkal helyettesítjük. A második esetben a keret összes mezőjének kialakítása után a „Flag” kombinációk között minden egyes képkocka tartalmának bitenkénti letapogatása történik, és minden öt szomszédos „egy” után egy „nulla” bit kerül beszúrásra. ” biteket. Amikor vételkor dekódolunk egy keretet, a „Flag” kombinációk között a keret tartalmának bitenkénti letapogatása történik, és minden öt szomszédos „egy” bit után eltávolítjuk a „nulla” bitet.

A Cím mező állandó értéke 11111111 (0xff), a Vezérlő mező pedig 00000011 (0x03).

A protokoll mező értéke 0xc021 az LCP protokoll esetében, 0xc223 a CHAP protokoll esetében, 0x8021 az IPCP és 0x0021 az IP protokoll esetében.

Az információs mező kitöltése a protokoll típusától függ, de hossza nem lehet kevesebb 4 bájtnál.

A Frame Check Sequence (FCS) az átvitelen úgy van kialakítva, hogy a) ha a flagek közötti információt megszorozzuk X16-tal és b) az ezt követő modulo 2-t a generáló X16 + X12 + X5 + 1 polinommal, az eredmény egyenlő legyen a 0xf0b8 állandó szám.

A PSTN-előfizető internet-hozzáférésének folyamata több szakaszból áll. Az első szakasz az LCP protokollt használja (Protokoll = 0xc021), amely

a következő formátumot használja (1.5. ábra).

Rizs. 1.5. LCP keret formátum

A protokoll mező értéke 0xc021. Minden üzenetet saját kód (Code), sorszám (ID) és hossza (Length) jellemez. Az üzenet hossza tartalmazza az összes mezőt a kódtól az FCS-ig. Egy üzenet több paramétert is tartalmazhat, amelyek mindegyikét a paraméter típusa (Type) jellemzi,

hossza (Length) és adatok (Date).

(Configure-Nak), 04 – konfiguráció elutasítása (Configure-Reject), 05 – leválasztási kérés (Terminate-Request), 06 – leválasztási megerősítés (Terminate-Ack).

A termináleszköz (Host), a hálózati hozzáférési szerver (NAS) és a hitelesítési, engedélyezési és elszámolási szerver (AAA) közötti interakció teljes diagramja látható a PSTN-előfizetői internet-hozzáférés megszervezésekor. 1.6.

______________________________________________________________________________

Az 1.6. ábrából jól látható, hogy kezdetben a gazdagép az LCP protokollon keresztül (Protokoll = 0xc021) az MTU=300, PFC=7 paraméterekkel kért kapcsolatot, de a NAS hozzáférési szerverrel való koordináció eredményeként (Code=02) , a paraméterek MTU=200 (MTU - maximális méret csomag bájtban), hitelesítési protokoll – CHAP (Auth.prot=c223). A tömörített fejlécek (PFC=7) cseréje a NAS hozzáférési szerver által elutasítva (Kód=04).

Típus = 3, IP-cím = a.b.c.d, Maszk,

Protokoll = 0xc021, kód=04,

Protokoll = 0xc021, kód=01,

Típus = 1, MTU = 300

Protokoll = 0xc021, kód=03,

Típus = 1, MTU = 200

Protokoll = 0xc021, kód=01,

Típus = 1, MTU = 200

Protokoll = 0xc021, kód=02,

Típus = 1, MTU = 200

Protokoll = 0xc021, kód=01,

Protokoll = 0xc021, kód=02,

Típus = 3, Auth.prot=0xc223, Algoritmus=5

Protokoll = 0xc223, kód=01,

Protokoll = 0xc223, kód=02,

Prot=UDP, kód=01,

Név=ABC, Érték=W

Auth = 0, Attr = név, Chall = V

Prot=UDP, kód=02,

IP-cím=a.b.c.d , Maszk,

Prot=UDP, kód=05, Adat

Protokoll = 0x0021, ...

Protokoll =0x0021, ...

Protokoll = 0xc021, kód=05,

DS (1994)]. A hitelesítési eljárás lényege, hogy a NAS egy véletlenszerű V számot küld a gazdagépnek, és a gazdagép egy másik W számot ad vissza, amelyet egy korábban ismert függvény segítségével számítanak ki a Név és Jelszó segítségével, amelyeket a felhasználó a számítógépbe a Szolgáltatótól vásárolt internetkártya. Más szavakkal, W=f(V, név, jelszó). Feltételezzük, hogy egy támadó (hacker) képes elfogni a hálózaton keresztül küldött V, Name és W értékeket, és ismeri az f függvény kiszámításának algoritmusát. A W képződésének lényege, hogy a kezdeti elemek (bitek) véletlen szám A V különféle módon „keveredik” a támadó számára ismeretlen jelszóelemekkel. A kapott rejtjelezett szöveget ezután tömörítik, például hozzáadják a modulo two bájtokat. Ezt az átalakítást kivonatfüggvénynek vagy hash függvénynek nevezik, és az eredmény egy kivonat. A kivonat létrehozásának pontos eljárását az MD5 algoritmus határozza meg, és az alábbiakban ismertetjük. A NAS a RADIUS protokollt használva lekéri a W valódi értékét az AAA szervertől, és elküldi neki a Name és Challenge=V értékeket. Az AAA-szerver a NAS-tól kapott V és Name értékek, valamint az adatbázisban lévő jelszó-jelszó alapján ugyanazt az algoritmust használja a W kiszámításához és a NAS-nak való elküldéséhez. A NAS összehasonlítja a gazdagéptől és az AAA-szervertől kapott két W értéket: ha egyezik, akkor a sikeres hitelesítésről üzenetet küld a gazdagépnek - Siker (Kód=03).

A harmadik szakaszban a konfiguráció megtörténik hálózati paraméterek IPCP protokollon keresztül (más néven PPP IPC, Protocol=0x8021). A gazdagép hálózati IP-címeket kér a NAS-tól, a NAS pedig kioszt egy IP-címet a gazdagép számára a készletből (tartomány) (IP-cím=a.b.c.d), és

a DNS-kiszolgáló IP-címét is jelenti (IP-cím=e.f.g.h). NAS RADIUS protokollon keresztül

értesítést küld (Kód=04) az AAA szervernek a töltés megkezdéséről és visszaigazolást kap (Kód=05).

A 4. szakaszban a felhasználó kommunikációt kezd az Internettel az IP protokollon keresztül (Protokoll = 0x0021).

A munkamenet befejezése után (5. lépés) a felhasználó kapcsolathiba üzenetet küld a NAS-nak az LCP protokollon keresztül (Kód=05), a NAS megerősíti ezt az üzenetet (Kód=06), értesítést küld a töltés befejezéséről az AAA szerverre, és megerősítést kap tőle. Minden eszköz visszaáll az eredeti állapotába.

KÉRDÉSEK AZ 1.4. SZAKASZHOZ

1. Nevezze meg a PPP protokollok családjának összetételét és célját!

Válasz. LCP – csomagcsere paraméterek egyeztetése, CHAP – felhasználói legitimáció megállapítása, IPCP – IP cím hozzárendelése.

2. Biztosítja-e a PPP hibaészlelést és a csomagok szabályos kézbesítését?

Válasz. Hibaészlelés - igen, szabályos kézbesítés - nem, ezt a TCP protokoll biztosítja.

3. Hol tárolják a felhasználói hitelesítési adatokat?

Válasz. Az internetes térképen és az AAA szerveren.

4. Meghatározható-e a felhasználó IP-címe a NAS-kiszolgálóval való kapcsolat létrehozása előtt?

Válasz: Nem. A sikeres hitelesítés után a NAS ingyenes IP-címet ad ki a kiosztott címtartományból.

5. Milyen módszerekkel számolják el az internetkapcsolat költségeit? Válasz: Általában előfizetési díjat vagy díjat kell fizetni a fogadott mennyiségért

A foglalatoktól az eszközmeghajtókig

Bevezetés a protokollokba

Míg a hálózatépítés hivatalos bevezetése az Open Systems Interconnection (OSI) modellre hivatkozik, addig a Linux alapvető hálózati veremének ez a bevezetése az Internet modellként ismert négyrétegű modellt használja (lásd az 1. ábrát).

1. ábra: A hálózati verem internetes modellje

A verem alján található az adatkapcsolati réteg. Adatkapcsolati réteg olyan eszköz-illesztőprogramokra utal, amelyek hozzáférést biztosítanak a fizikai réteghez, amely több adathordozóból, például soros kapcsolatokból vagy Ethernet-eszközökből állhat. A csatorna felett van hálózati réteg, amely a csomagok célba irányításáért felelős. A következő szint ún szállítás felelős a peer-to-peer kommunikációért (például egy gazdagépen belül). A hálózati réteg kezeli a gazdagépek közötti kommunikációt, a szállítási réteg pedig az ezeken a gazdagépeken belüli végpontok közötti kommunikációt. Végre van alkalmazási réteg, amely általában szemantikus és megérti az áthelyezett adatokat. Például a Hypertext Transfer Protocol (HTTP) áthelyezi a webtartalomra vonatkozó kéréseket és válaszokat a szerver és az ügyfél között.

Lényegében a hálózati verem rétegei jobban felismerhető nevek alatt állnak. Az adatkapcsolati rétegben találja az Ethernetet, a leggyakoribb nagy sebességű adathordozót. A régebbi kapcsolati rétegbeli protokollok közé tartoznak a soros protokollok, például a soros vonali internetprotokoll (SLIP), a tömörített SLIP (CSLIP) és a pont-pont protokoll (PPP). A hálózati réteg legelterjedtebb protokollja az Internet Protocol (IP), de vannak olyanok is, amelyek más igényeket szolgálnak ki, mint például az Internet Control Message Protocol (ICMP) és az Address Resolution Protocol (ARP). A szállítási rétegben ezek a Transmission Control Protocol (TCP) és a User Datagram Protocol (UDP). Végül az alkalmazási réteg számos, általunk ismert protokollt tartalmaz, beleértve a HTTP-t, egy szabványos webprotokollt, és az SMTP-t (Simple Mail Transfer Protocol), egy e-mail átviteli protokollt.

Core Network Architecture

Most térjünk át a Linux hálózati verem architektúrájára, és nézzük meg, hogyan valósítja meg az internetes modellt. A 2. ábra a Linux hálózati verem magas szintű nézetét mutatja. Felül a felhasználói tér szintje ill alkalmazási réteg, amely meghatározza a hálózati verem felhasználóit. Alul láthatók fizikai eszközök, amelyek lehetővé teszik a hálózatokhoz való csatlakozást (soros vagy nagy sebességű hálózatok, például Ethernet). Középen, vagy bent kernel tér, az a hálózati alrendszer, amely ennek a cikknek a középpontjában áll. A hálózati verem hátterében socket pufferek (sk_buffs) futnak át, amelyek csomagadatokat mozgatnak a források és a célhelyek között. Röviden bemutatjuk az sk_buff szerkezetét.

2. ábra: A Linux hálózati verem magas szintű architektúrája

Először is kap egy gyors áttekintést a Linux hálózati alrendszer alapvető elemeiről, részletesebben a következő szakaszokban. Felül (lásd a 2. ábrát) a rendszerhívási interfésznek nevezett rendszer található. Egyszerűen módot ad a felhasználói területalkalmazások számára, hogy hozzáférjenek a kernel hálózati alrendszeréhez. Ezután következik a protokoll-aggnosztikus réteg, amely általános módot biztosít az alacsonyabb szállítási réteg protokolljaival való munkavégzéshez. Ezután jönnek a tényleges protokollok, amelyek Linuxon tartalmazzák a beépített TCP, UDP és természetesen IP protokollokat. A következő egy másik független réteg, amely közös interfészt biztosít az egyes elérhető eszközillesztő-programokhoz és azok között, majd a végén maguk az illesztőprogramok.

Rendszerhívás interfész

A rendszerhívás interfész két szempontból írható le. Amikor a felhasználó hálózati hívást kezdeményez, az egy rendszerhíváson keresztül multiplexelődik a kernel felé. Ez a ./net/socket.c fájlban található sys_socketcall hívásaként végződik, amely demultiplexálja a hívást a kívánt célhoz. A rendszerhívási interfész másik szempontja a normál fájlműveletek használata a hálózati bemenet/kimenet (I/O) számára. Például normál olvasási és írási műveletek hajthatók végre egy hálózati socketen (amelyet egy fájlleíró normál fájlként ábrázol). Tehát bár vannak kifejezetten a hálózatkezelésre vonatkozó műveletek (socket létrehozása socket hívással, leíró társítása csatlakozási hívással és így tovább), számos szabványos fájlművelet is vonatkozik a hálózati objektumokra, mintha rendes akták voltak. Végül a rendszerhívás interfész lehetőséget biztosít a vezérlés átadására a felhasználói terület alkalmazás és a kernel között.

Protokoll agnosztikus interfész

A socket réteg egy protokoll-agnosztikus interfész, amely szabványos funkciókat biztosít számos különböző protokoll támogatásához. Ez a réteg nem csak a szokásos TCP- és UDP-protokollokat támogatja, hanem az IP-t, a nyers Ethernet-protokollokat és más szállítási protokollokat is, például a Stream Control Transmission Protocol-t (SCTP).

A hálózati veremen keresztüli kommunikáció egy aljzaton keresztül történik. A Linux socket szerkezete a struct sock, amely a linux/include/net/sock.h fájlban van definiálva. Ez a nagy struktúra tartalmazza az egyes socketekhez szükséges összes állapotot, beleértve a socket által használt konkrét protokollt és a rajta végrehajtható műveleteket.

A hálózati alrendszer egy speciális struktúrából tud az elérhető protokollokról, amely meghatározza a képességeit. Minden protokoll tartalmaz egy proto nevű struktúrát (a linux/include/net/sock.h fájlban található). Ez a struktúra határozza meg az egyes socket-műveleteket, amelyek a socket rétegtől a szállítási rétegig végrehajthatók (például, hogyan kell socketet létrehozni, hogyan lehet kapcsolatot létesíteni egy sockettel, hogyan kell bezárni egy socketet stb.).

Hálózati protokollok

A hálózati protokollok szakasz meghatározza az egyes elérhető hálózati protokollokat (például TCP, UDP és így tovább). A nap elején inicializálódnak a linux/net/ipv4/af_inet.c inet_init függvényében (mivel a TCP és az UDP az inet protokollcsaládba tartoznak). Az inet_init függvény minden olyan beépített protokollt regisztrál, amely a proto_register függvényt használja. Ez a függvény a linux/net/core/sock.c fájlban van definiálva, és amellett, hogy hozzáad egy protokollt az érvényesek listájához, szükség esetén egy vagy több táblagyorsítótárat is lefoglalhat.

Megtekintheti, hogyan azonosítják magukat az egyes protokollok a protostruktúrán keresztül a linux/net/ipv4/ tcp_ipv4.c, udp.c és raw.c fájlokban. Ezen protokollstruktúrák mindegyike típusként és protokollként van leképezve egy inetsw_array-hez, amely hozzárendeli a beépített protokollokat a műveleteikhez. Az inetsw_array struktúrája és kapcsolatai a 3. ábrán láthatók. Ebben a tömbben minden egyes protokoll a nap elején inicializálódik az inetsw-ben az inet_register_protosw meghívásával az inet_init fájlból. Az inet_init függvény különféle inet-modulokat is inicializál, például ARP-, ICMP-, IP-modulokat, valamint TCP- és UDP-modulokat.

3. ábra: Internet protokoll tömb felépítése

Socket és protokoll korrelációja

Emlékezzünk vissza, hogy egy socket létrehozásakor meghatároz egy típust és egy protokollt, például my_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0) . Az AF_INET egy internetcímcsaládot ad meg egy SOCK_STREAM-ként definiált adatfolyam-foglalattal (ahogyan az inetsw_array-ben látható).

A socketek adatmozgatása a socket puffer (sk_buff) nevű alapstruktúra segítségével történik. Az sk_buff csomagadatokat és állapotadatokat tartalmaz, amelyek a protokollverem több rétegét átfogják. Minden elküldött vagy fogadott csomagot az sk_buff képvisel. Az sk_buff szerkezete a linux/include/linux/skbuff.h fájlban van definiálva, és a 4. ábrán látható.

4. ábra Socket puffer és kapcsolatai más szerkezetekkel

Mint látható, számos sk_buff struktúra a ennek a kapcsolatnakössze lehet kapcsolni. Mindegyik azonosítja annak az eszköznek a szerkezetét (net_device), amelyre a csomagot küldik vagy fogadják. Mivel minden csomag az sk_buff-ban van ábrázolva, a csomagfejléceket kényelmesen meghatározhatja egy mutatókészlet (th , iph és mac a Media Access Control (MAC) fejléchez. Mivel az sk_buff struktúrák központi szerepet töltenek be a socket adatok szervezésében, támogató függvények közül: Vannak funkciók az sk_buff sor létrehozására, megsemmisítésére, klónozására és kezelésére.

A socket pufferek úgy vannak kialakítva, hogy egy adott sockethez kommunikáljanak egymással, és nagy mennyiségű információt tartalmaznak, beleértve a protokoll fejlécekre való hivatkozásokat, időbélyegeket (a csomag küldésének vagy fogadásának időpontját) és a megfelelő eszközt.

Eszköz agnosztikus interfész

A protokollréteg alatt egy másik független interfészréteg található, amely a protokollokat különböző képességekkel rendelkező különböző fizikai eszközmeghajtókhoz kapcsolja. Ez a réteg szabványos funkciókat biztosít, amelyeket az alacsony szintű hálózati eszközök használnak a magas szintű protokollveremhez való interakcióhoz.

Először is, az eszközmeghajtók regisztrálhatják magukat a kernelben, és törölhetik a regisztrációt a register_netdevice vagy az unregister_netdevice meghívásával. A hívó parancs először feltölti a net_device struktúrát, majd továbbadja a regisztrációhoz. A kernel meghívja az init függvényt (ha definiálva van), végrehajt néhány állapotellenőrzést, létrehoz egy sysfs bejegyzést, majd hozzáad egy új eszközt az eszközlistához ( linkelt lista a kernelben aktív eszközök). A net_device szerkezet a linux/include/linux/netdevice.h fájlban található. Néhány funkció a linux/net/core/dev.c fájlban található.

A dev_queue_xmit függvény az sk_buff küldésére szolgál a protokollrétegről az eszközre. Sorba állítja az sk_buff-ot a megfelelő eszközillesztő által (a net_device által meghatározott eszköz vagy az sk_buff-ban található sk_buff->dev mutató által definiált eszköz) történő lehetséges továbbításhoz. A fejlesztői struktúra tartalmaz egy hard_start_xmit nevű metódust, amely egy illesztőprogram-függvényt tárol az sk_buff átvitel inicializálásához.

A csomag fogadása hagyományosan a netif_rx használatával történik. Amikor egy alacsonyabb szintű eszközillesztő kap egy csomagot (amely egy lefoglalt sk_buff-ban van), az sk_buff a netif_rx meghívásával felmegy a hálózati rétegre. Ez a függvény ezután sorba állítja az sk_buff-ot egy magasabb protokollszintre további feldolgozáshoz a netif_rx_schedule használatával. A dev_queue_xmit és netif_rx függvények a linux/net/core/dev.c fájlban találhatók.

Végül egy új alkalmazásprogram-felületet (NAPI) vezettek be a kernelbe, amely az eszközfüggetlen (dev) réteghez kapcsolódik. Néhány illesztőprogram használja, de a túlnyomó többség még mindig a régebbi képkockagyűjtő felületet használja (nagyjából hat a hétből). NAPI tud adni jobb teljesítmény nagy terhelés alatt, miközben elkerüli a megszakításokat minden bejövő keretnél.

Eszközmeghajtók

A hálózati verem alján találhatók az eszköz-illesztőprogramok, amelyek a fizikai hálózati eszközöket vezérlik. Az ezen a szinten lévő eszközök példái közé tartozik a SLIP-illesztőprogram over soros interfész vagy Ethernet-illesztőprogramot Ethernet-eszközön keresztül.

Az inicializálás során az eszközillesztő helyet foglal le a net_device struktúrának, majd inicializálja azt a szükséges rutinokkal. Az egyik, a dev->hard_start_xmit, meghatározza, hogy a legfelső réteg hogyan állítsa sorba az sk_buff fájlt az átvitelhez. Az sk_buff át lett adva. Ennek a funkciónak a működése a hardvertől függ, de általában az sk_buff-ban leírt csomag átkerül egy úgynevezett "hardvergyűrűre" vagy "sorba". A keret érkezése, az eszközfüggetlen rétegben leírtak szerint, a netif_rx vagy netif_receive_skb interfészt használja a NAPI-kompatibilis hálózati illesztőprogramhoz. A NAPI illesztőprogram korlátozza az alapul szolgáló hardver képességeit. Részletekért lásd a részt.

Miután egy eszközillesztő beállította az interfészeit a fejlesztői struktúrában, a register_netdevice hívása elérhetővé teszi azt. A linux/drivers/net-ben találsz erre vonatkozó illesztőprogramokat hálózati eszközök.

Menj tovább

A Linux forráskódja nagyszerű módja annak, hogy megismerkedjen a sokféle eszköz illesztőprogram-tervezésével, beleértve a hálózati eszközillesztőket is. Az elérhető kernel API-k kialakításában és használatában különbségeket találunk, de mindegyik hasznos lehet utasításként vagy kiindulópontként egy új illesztőprogramhoz. A hálózati veremben lévő kód többi része szabványos, és addig használatos, amíg új protokollra nincs szükség. De még ekkor is hasznos modellként szolgálnak a TCP (streaming protokollhoz) vagy az UDP (üzenetátadási protokollhoz) implementációi az új fejlesztések elindításához.

TCP/IP

A TCP/IP hálózati protokollveremnek 4 szintje van:

Csatorna (Link).
Hálózat (internet).
Szállítás.
Alkalmazás.

Alkalmazási réteg

HTTP;
SMTP;

Minden protokoll meghatározza a saját sorrendjét és elveit az adatokkal való munkavégzéshez.

E-mail küldésére szolgál. Az SMTP művelet három egymást követő lépésből áll:

A feladó címének meghatározása. Ez szükséges a levelek visszaküldéséhez.
Címzett meghatározása. Ez a lépés többször megismételhető, ha több címzettet ad meg.
Az üzenet tartalmának meghatározása és elküldése. Az üzenet típusára vonatkozó adatok szolgáltatási információként kerülnek továbbításra. Ha a szerver megerősíti készségét a csomag elfogadására, akkor maga a tranzakció befejeződik.

Fejléc

Például a szállítási rétegbe beágyazott fejlécet csak a másik oldalon lévő szállítási réteg tudja feldolgozni. Mások egyszerűen figyelmen kívül hagyják.

Szállítási réteg

Adatátviteli protokollok:

A leggyakoribb protokoll. Felelős a garantált adatátvitelért. Csomagok küldésekor azok ellenőrző összegét, a tranzakciós folyamatot vezérlik. Ez azt jelenti, hogy az információk a körülményektől függetlenül „épségben és megbízhatóan” megérkeznek.

TCP vagy UDP?

Ezen protokollok mindegyikének megvan a saját hatóköre. Logikusan meghatározzák a munka jellemzői.

Az UDP fő előnye az átviteli sebesség. A TCP egy összetett protokoll, sok ellenőrzéssel, míg az UDP egyszerűbbnek és ezért gyorsabbnak tűnik.

Az UDP-t például videók nézésére használják. Egy videofájl esetében a kis számú szegmens elvesztése nem kritikus, míg a betöltési sebesség a legfontosabb tényező.

Hálózati réteg

A hálózati réteg a kapott információból csomagokat formál, és fejlécet ad hozzá. Az adatok legfontosabb része a küldők és címzettek IP és MAC címe.

IP-cím (Internet Protocol address) - az eszköz logikai címe. Információkat tartalmaz az eszköz helyéről a hálózaton. Példabejegyzés: .

A hálózati réteg felelős a következőkért:

Szállítási útvonalak meghatározása.
Csomagok átvitele hálózatok között.
Egyedi címek hozzárendelése.

Az útválasztók hálózati rétegbeli eszközök. A kapott adatok alapján egyengetik az utat a számítógép és a szerver között.

Ezen a szinten a legnépszerűbb protokoll az IP.

Az IP-címek típusai

A hálózatokban kétféle IP-címet használnak:

Nyilvános.
Magán.

A privát (Private) nem használatos az interneten. A globális hálózatban az ilyen címek nem egyediek. Ilyen például a helyi hálózat. Minden eszközhöz egyedi IP-cím tartozik egy adott hálózaton belül.

IPv4

Az Internet protokoll leggyakoribb verziója. Megelőzi az IPv6-ot. A felvételi formátum négy nyolcbites szám, amelyeket pontok választanak el. Az alhálózati maszkot a törtjel jelzi. A cím hossza 32 bit. Az esetek túlnyomó többségében, amikor IP-címről beszélünk, az IPv4-et értjük.

Felvételi formátum: .

IPv6

Ez a verzió az előző verzióval kapcsolatos problémák megoldására szolgál. A cím hossza 128 bit.

Példabejegyzés: .

Háromféle IPv6-cím létezik:

Unicast.
Anycast.
Multicast.

Az Unicast az IPv6 unicast egy típusa. Elküldéskor a csomag csak a megfelelő címen található interfészhez jut el.

Az Anycast az IPv6 multicast címekre utal. Az elküldött csomag a legközelebbi hálózati interfészre kerül. Csak routerek használják.

Alhálózati maszk

Az alhálózati maszk az IP-cím alapján határozza meg az alhálózatot és a gazdagép számát.

Alhálózat és gazdagép

Az alhálózat felelős a logikai elválasztásért. Lényegében olyan eszközökről van szó, amelyek ugyanazt a helyi hálózatot használják. Az IP-címek tartománya határozza meg.

A gazdagép a hálózati interfész (hálózati kártya) címe. Az IP-cím alapján, maszk segítségével határozzuk meg. Például: . Mivel az első három oktett az alhálózat, ez marad. Ez a gazdagép száma.

Megszólítás

A TCP/IP protokollveremben háromféle címet használnak a címzésre:

Helyi.
Hálózat.
Domain nevek.

A legfelső szintű domain meghatározott információkat képvisel. Az általános (.org, .net) tartalmat nem korlátozzák szigorú határok. A helyiekkel (.us, .ru) fordított a helyzet. Általában lokalizáltak.

Az alacsony szintű domain minden más. Bármilyen méretű lehet, és tetszőleges számú értéket tartalmazhat.

A DNS (Domain Name System) leképezést hoz létre a tartománynevek és a nyilvános IP-cím között. Amikor beír egy domain nevet a böngészőbe, a DNS észleli a megfelelő IP-címet, és jelenti azt az eszköznek. A készülék ezt feldolgozza, és weboldalként adja vissza.

Adatkapcsolati réteg

A leggyakoribb protokollok:

Ethernet.
WLAN.

Az Ethernet a leggyakoribb vezetékes LAN technológia.

A WLAN vezeték nélküli technológiákon alapuló helyi hálózat. Az eszközök fizikai kábelkapcsolat nélkül működnek együtt. A leggyakoribb módszer például a Wi-Fi.

A TCP/IP beállítása statikus IPv4-cím használatához

A statikus IPv4-cím közvetlenül az eszköz beállításaiban vagy automatikusan a hálózathoz való csatlakozáskor kerül kiosztásra, és állandó.

A TCP/IP protokollverem állandó IPv4-cím használatára való konfigurálásához írja be az ipconfig/all parancsot a konzolba, és keresse meg a következő adatokat.

A TCP/IP beállítása dinamikus IPv4-cím használatára

Egy dinamikus IPv4-címet egy ideig használnak, bérelnek, majd megváltoztatnak. A hálózathoz való csatlakozáskor automatikusan hozzá van rendelve az eszközhöz.

Adatátviteli módszerek

Az adatok továbbítása a fizikai adathordozón három módon történik:

Simplex.
Félduplex.
Full Duplex.

A Simplex egyirányú kommunikáció. Az átvitelt csak az egyik eszköz végzi, míg a másik csak a jelet veszi. Azt mondhatjuk, hogy az információ továbbítása csak egy irányban történik.

Példák szimplex kommunikációra:

Televíziós műsorszórás.
GPS műholdak jelei.

A félduplex kétirányú kommunikáció. Egyszerre azonban csak egy csomópont tud jelet továbbítani. Ennél a kommunikációs típusnál két eszköz nem használhatja egyszerre ugyanazt a csatornát. Előfordulhat, hogy a teljes kétirányú kommunikáció fizikailag nem lehetséges, vagy ütközésekhez vezethet. Azt mondják, hogy ütköznek az átviteli közeg miatt. Ez az üzemmód koaxiális kábel használatakor használatos.

A félduplex kommunikációra példa a walkie-talkie-n keresztüli kommunikáció egy frekvencián.

Ilyen például a mobilhálózaton keresztüli telefonos kommunikáció.

TCP/IP vs OSI

Az OSI modell határozza meg az adatátvitel alapelveit. A TCP/IP protokollverem rétegei közvetlenül megfelelnek ennek a modellnek. A négyrétegű TCP/IP-vel ellentétben 7 rétegből áll:

Fizikai.
Csatorna (Adatkapcsolat).
Hálózat.
Szállítás.
Ülés.
Bemutatás.
Alkalmazás.

Ebben a modellben jelenleg nem szükséges túlságosan elmélyedni, de legalább felületes megértés szükséges.

A szállítási réteg változatlan marad. Ugyanazokat a funkciókat látja el.

A hálózati réteg szintén változatlan. Pontosan ugyanazokat a feladatokat látja el.

A TCP/IP adatkapcsolati rétege az utolsó két OSI-rétegnek felel meg. Az adatkapcsolati réteg protokollokat hoz létre az adatok fizikai közegen keresztüli továbbítására.

A fizikai a tényleges fizikai kapcsolatot jelenti - elektromos jelek, csatlakozók stb. A TCP/IP protokollveremben úgy döntöttek, hogy ezt a két réteget egyesítik egybe, mivel mindkettő a fizikai közeggel foglalkozik.

Az internetezés megszervezéséhez elegendő, különböző szinteken egyeztetett protokollkészletet hívunk protokoll verem. Minden szinthez egy sor lekérdezési függvény van meghatározva a magasabb szinttel való interakcióhoz, amelyet hívunk felület. A két gép közötti interakció szabályai az egyes szintekre vonatkozó eljárások halmazaként írhatók le, amelyeket ún protokollok.

Számos protokollverem létezik, amelyeket széles körben használnak a hálózatokban. Ezek nemzetközi és nemzeti szabványok, illetve szabadalmaztatott kötegek, amelyek széles körben elterjedtek egy adott vállalat berendezéseinek elterjedtsége miatt. A népszerű protokollveremek példái közé tartozik a Novell IPX/SPX verem, az interneten és számos UNIX-alapú hálózaton használt TCP/IP verem, a Nemzetközi Szabványügyi Szervezet OSI verem, a Digital Equipment Corporation DECnet verem és még sok más.

A protokollveremek három szintre oszthatók:

szállítás;

alkalmazott.

Hálózati protokollok

A hálózati protokollok a következő szolgáltatásokat nyújtják: információk címzése és útválasztása, hibák ellenőrzése, újraküldés kérése, valamint az interakció szabályainak megállapítása egy adott hálózati környezetben. Az alábbiakban felsoroljuk a legnépszerűbb hálózati protokollokat.

DDP(DatagramDeliveryProtocol) Az AppleTalkban használt Apple adatátviteli protokoll.

IP(Internet Protocol – Internet Protocol). TCP/IP veremprotokoll, amely címzési és útválasztási információkat biztosít.

IPX(InternetworkPacketeXchange) az NWLinkben. A NovelNetWare protokoll csomagok irányítására és továbbítására szolgál.

NetBEUI(NetBIOSExtendedUserInterface – kiterjesztett felhasználói felület alapvető hálózati I/O rendszer) . Az IBM és a Microsoft által közösen kifejlesztett protokoll szállítási szolgáltatásokat nyújt a következő számára NetBIOS.

Szállítási protokollok

A szállítási protokollok a következő szolgáltatásokat nyújtják a számítógépek közötti megbízható adatátvitelhez. Az alábbiakban felsoroljuk a legnépszerűbb szállítási protokollokat.

ATP(AppleTalkProtocol – AppleTalk Transaction Protocol) és NBP(NameBindingProtocol – Névkötési protokoll). AppleTalk munkamenet és szállítási protokollok.

NetBIOS ( Alapszintű hálózati I/O rendszer) . NetBIOS Kapcsolatot hoz létre a számítógépek és a NetBEUI adatszolgáltatást nyújt ehhez a kapcsolathoz.

SPX(SequencedPacketeXchange – Szekvenciális csomagcsere) az adattovábbítás biztosítására használt NWLink.NovelNetWare protokollban.

TCP(TransmissionControlProtocol – Transmission Control Protocol) A megbízható adattovábbításért felelős TCP/IP-verem protokollja.

Alkalmazási protokollok

Az alkalmazásprotokollok felelősek az alkalmazások kommunikációjáért. Az alábbiakban felsoroljuk a legnépszerűbb alkalmazási protokollokat.

AFP(Apple Talk File Protocol – Apple Talk File Protocol.) Protokoll távirányító Macintosh fájlok.

FTP(Fájlátviteli protokoll – Fájlátviteli protokoll). Fájlátviteli szolgáltatások biztosítására használt TCP/IP veremprotokoll.

NCP(NetWare Core Protocol – NetWare Basic Protocol). NovelNetWare ügyfélhéj és átirányítók.

SNMP(SimpleNetworkManagementProtocol) A hálózati eszközök kezelésére és figyelésére használt TCP/IP veremprotokoll.

HTTP(HyperTextTransferProtocol) – hipertext átviteli protokoll és egyéb protokollok.

Az Internet protokoll csomag végpontok közötti adatkommunikációt biztosít, meghatározva az adatok csomagolásának, feldolgozásának, továbbításának, továbbításának és fogadásának módját. Ez a funkció négy absztrakciós rétegbe van szervezve, amelyek az összes kapcsolódó protokollt az érintett hálózatok hatóköre szerint osztályozzák. A legalacsonyabbtól a legmagasabbig terjedő réteg a kommunikációs réteg, amely egyetlen hálózati szegmensen (linken) belül maradó adatok kommunikációs módszereit tartalmazza; Internet réteg, amely a független hálózatok közötti kapcsolattartást biztosítja; szállítási réteg, amely a gazdagépek közötti kommunikációt kezeli; és az alkalmazási réteg, amely folyamatok közötti kommunikációt biztosít az alkalmazások számára.

Az internetes architektúra és protokollok fejlesztését a TCP/IP modellben a tervezők nyílt nemzetközi közössége, az IETF végzi.

Sztori

TCP/IP protokoll verem NCP (Network Control Protocol) alapján hozta létre a Vinton Cerf által vezetett fejlesztői csoport 1972-ben. 1976 júliusában Vint Cerf és Bob Kahn először mutatta be az adatátvitelt a TCP használatával három felett különféle hálózatok. A csomag a következő útvonalon haladt: San Francisco - London - University of Southern California. Útja végére a csomag 150 ezer km-t tett meg anélkül, hogy egy darabot sem veszített volna. 1978-ban Cerf, Jon Postel és Danny Cohen úgy döntött, hogy két külön funkciót hoz létre a TCP-ben: TCP és IP (angol Internet Protocol, internetes protokoll). A TCP feladata volt az üzenet datagramokra bontása és azok összekapcsolása a végső küldési ponton. Az egyes datagramok továbbításáért (a fogadás ellenőrzésével) az IP volt a felelős. Így született meg a modern Internet protokoll. 1983. január 1-jén pedig az ARPANET új protokollra váltott. Ezt a napot tekintik az internet hivatalos születési dátumának.

A TCP/IP-verem rétegei

A TCP/IP protokollverem négy rétegből áll:

Az ezeken a szinteken található protokollok teljes mértékben megvalósítják az OSI modell funkcionalitását. Az IP-hálózatokban minden felhasználói interakció a TCP/IP protokollveremre épül. A verem független a fizikai adatátviteli közegtől, ami különösen a vezetékes és vezeték nélküli hálózatok közötti teljesen átlátható interakciót biztosítja.

A protokollok megoszlása a TCP/IP modell szintjei szerint

Alkalmazott
(Alkalmazási réteg)

pl. HTTP, RTSP, FTP, DNS

Szállítás

Szállítási réteg

Hálózati (internet) szint

Adatkapcsolati réteg

A kapcsolati szintű protokollverem tervezésekor a zajálló kódolást veszik figyelembe, amely lehetővé teszi az adatokban a kommunikációs csatornára gyakorolt zaj és interferencia hatása miatti hibák észlelését és javítását.

Összehasonlítás az OSI modellel

Az OSI modell legfelső három rétege, azaz az alkalmazási réteg, a prezentációs réteg és a munkamenet réteg nem különül el a TCP/IP modellben, amely csak a szállítási réteg felett rendelkezik egy alkalmazási réteggel. Bár egyes tisztán OSI protokollalkalmazások, például az X.400 is kombinálják ezeket, nincs követelmény, hogy a TCP/IP protokollveremnek monolitikus architektúrát kell fednie a szállítási réteg felett. Például az NFS alkalmazásprotokoll az External Data Representation (XDR) protokollon keresztül működik, amely viszont a Remote Procedure Call (RPC) protokollon keresztül működik. Az RPC megbízható adatátvitelt biztosít, így biztonságosan használhatja a legjobb UDP-átvitelt.

Különböző szerzők eltérően értelmezték a TCP/IP modellt, és nem értenek egyet azzal, hogy a kapcsolati réteg vagy a teljes TCP/IP modell lefedi a problémákat OSI szinten réteg 1 (fizikai réteg), vagy feltételezi, hogy a hardverréteg a kapcsolati réteg alatt van.

Számos szerző megkísérelte az OSI modell 1. és 2. rétegét beépíteni a TCP/IP modellbe, mivel a modern szabványok (pl. IEEE és ITU) gyakran hivatkoznak rájuk. Ez gyakran ötrétegű modellt eredményez, ahol a kommunikációs réteg vagy a hálózati hozzáférési réteg az OSI modell 1. és 2. rétegére van felosztva.

Az IETF protokoll fejlesztési erőfeszítései nem a szigorú rétegezésről szólnak. Előfordulhat, hogy egyes protokolljai nem követik a tiszta OSI-modellt, bár az RFC-k néha hivatkoznak rá, és gyakran régebbi OSI-rétegszámokat használnak. Az IETF többször is kijelentette, hogy az Internet protokoll és az architektúra tervezése nem felelhet meg az OSI követelményeinek. Az RFC 3439, amely az internetes architektúrával foglalkozik, tartalmaz egy részt "Károsnak ítélt réteg".

Például az OSI-csomag munkamenet- és prezentációs rétegei a TCP/IP-csomag alkalmazási rétegébe tartoznak. A munkameneti réteg funkciói megtalálhatók az olyan protokollokban, mint a HTTP és az SMTP, és nyilvánvalóbb az olyan protokollokban, mint a Telnet és a Session Initiation Protocol (SIP). A munkamenet réteg funkcióit a TCP és UDP protokollok portszámozásával is megvalósítják, amelyek a TCP/IP csomag szállítási rétegét ölelik fel. A prezentációs réteg funkciói a TCP/IP-alkalmazásokban valósulnak meg az adatcsere MIME szabványával.

Az ütközések az eredeti OSI-modellben, az ISO 7498-ban is nyilvánvalóak, amikor a modell függelékeivel, mint például az ISO 7498/4 Management Framework vagy az ISO 8648 A hálózati réteg belső szervezete (IONL) nem foglalkoznak. Az IONL és a Management Framework dokumentumok áttekintése során az ICMP és az IGMP a hálózati réteg rétegvezérlő protokolljaként van meghatározva. Hasonlóképpen, az IONL keretrendszert biztosít az "alhálózattól függő konvergenciaobjektumokhoz", mint például az ARP és a RARP.

Az IETF protokollok rekurzívan beágyazhatók, amint azt az alagútkezelési protokollok, például a General Routing Encapsulation (GRE) is bizonyítják. A GRE ugyanazt a mechanizmust használja, mint amit az OSI a hálózati réteg alagútvezetéséhez. Nem értenek egyet a TCP/IP-modell OSI-modellbe való illesztésével kapcsolatban, mivel ezekben a modellekben a rétegek nem azonosak.

Ezenkívül az OSI modell nem használ további réteget - "Internetworking" - az adatkapcsolati és a hálózati rétegek között. Egy ellentmondásos protokoll például az ARP vagy az STP.

A TCP/IP protokollok hagyományosan a következőképpen illeszkednek az OSI modellbe:

A protokollok megoszlása az OSI modell szintjei szerint

	TCP/IP	OSI
7	Alkalmazott	Alkalmazott	pl. HTTP, SMTP, SNMP, FTP, Telnet, SSH, SCP, SMB, NFS, RTSP, BGP
6		Reprezentáció	pl. XDR, AFP, TLS, SSL
5		Ülés	például ISO 8327 / CCITT X.225, RPC, NetBIOS, PPTP, L2TP, ASP
4	Szállítás	Szállítás	például TCP, UDP, SCTP, SPX, ATP, DCCP, GRE
3	Hálózat	Hálózat	például ICMP, IGMP, CLNP, OSPF, RIP, IPX, DDP, ARP
2	Csatorna	Csatorna	például Ethernet, Jelzőgyűrű, HDLC , PPP , X.25 , Frame relay , ISDN , ATM , SPB , MPLS
1	Csatorna	Fizikai	pl. elektromos kábelek, rádiókommunikáció, optikai kábelek, infravörös sugárzás

Jellemzően a TCP/IP veremben az OSI modell felső 3 rétege (alkalmazás, prezentáció és munkamenet) egyetlen alkalmazásban van egyesítve. Mivel egy ilyen verem nem biztosít egységes adatátviteli protokollt, az adattípus meghatározásának funkciói átkerülnek az alkalmazásba.

A TCP/IP modell leírása a szakirodalomban

Megjegyzések

OSI és TCP/IP modellek. Tudásbázis osLogic.ru
TCP/IP és OSI hálózati modellek. Cisco tanulás
Vasziljev A. A., Telina I. S., Izbachkov Yu. S., Petrov V. N. Információs rendszerek: Tankönyv egyetemek számára. - Szentpétervár. : Péter, 2010. - 544 p. - ISBN 978-5-49807-158-9.
Andrew Krowczyk, Vinod Kumar, Noman Laghari és mások..NET hálózati programozás szakembereknek / transz. angolról V. Streltsov. - M.: Lori, 2005. - 400 p. - ISBN 1-86100-735-3. - ISBN 5-85582-170-2.

Szállítási réteg (TL) meghatározza a csomagok hálózaton történő szállításának szabályait. A szállítási réteg figyeli az egyes csomagok végponttól végpontig történő kézbesítését, nem veszi figyelembe a csomagok közötti (még az azonos üzenethez tartozó) függőséget sem. Minden egyes csomagot úgy kezel, mintha minden rész hozzá tartozna külön üzenet, függetlenül attól, hogy ez valóban így van-e vagy sem. A szállítási réteg protokolljai biztosítják, hogy az összes üzenet érintetlenül érkezzen meg a célállomásra, és hogy a csomagok az eredeti sorrendben legyenek rendezve. A szállítási rétegben az információsértés-ellenőrzés és a hibaellenőrzés, valamint az áramlásvezérlés a teljes forrás-célút mentén történik.

A szállítási réteg a következő feladatokat látja el:

Szervizpont címzés. A számítógépek gyakran több programot futtatnak egyszerre. Emiatt a forrás-cél kézbesítés nem csak az egyik számítógépről a másikra való kézbesítést jelenti, hanem az egyik számítógépen lévő adott folyamattól (futó programtól) egy másik számítógépen lévő adott folyamathoz (futó programhoz). Ezért a szállítási réteg fejlécének tartalmaznia kell egy szolgáltatáspont-címnek (vagy portcímnek) nevezett címtípust. A hálózati réteg minden egyes csomagot a megfelelő számítógépcímre szállít; A szállítási réteg a teljes üzenetet eljuttatja a számítógép megfelelő folyamatához.
Szegmentálás és újra összeállítás. Az üzenet szállítható szegmensekre van felosztva, amelyek mindegyike tartalmaz egy sorszámot. Ezek a számok lehetővé teszik a szállítási réteg számára, hogy a cél elérése után megfelelően összeállítsa az üzenetet, és pótolja az átvitel során elveszett csomagokat.
Kapcsolatkezelés. A szállítási réteg lehet kapcsolat-orientált (kapcsolat nélküli átvitel) vagy kapcsolat-orientált átvitel (datagram mód). A kapcsolat nélküli szállítási réteg (előre létrehozott virtuális kapcsolaton keresztül) minden szegmenst független csomagként dolgoz fel, és eljuttatja a szállítási réteghez a célgépen. A kapcsolatorientált szállítási réteg először létesít kapcsolatot a célszámítógép szállítási rétegével, mielőtt csomagokat kézbesítene. Az összes adat átvitele után a kapcsolat megszakad.
Kapcsolat nélküli módban a szállítási réteg egyetlen datagram továbbítására szolgál anélkül, hogy garantálná azok megbízható szállítását. A kapcsolatorientált módot a megbízható adattovábbításhoz használják.
Áramlásszabályozás. Az adatkapcsolati réteghez hasonlóan a szállítási réteg is felelős az áramlásvezérlésért. Az áramlásszabályozás azonban ezen a szinten végponttól végpontig történik.
Hibakezelés. Az adatkapcsolati réteghez hasonlóan a szállítási réteg is felelős a hibakezelésért. Az átviteli átviteli réteg biztosítja, hogy a teljes üzenet hiba (sérülés, veszteség vagy duplikáció) nélkül eljusson a fogadó szállítási réteghez. A hibajavítás általában újraküldéssel történik.

Session Layer SL- hálózati párbeszédvezérlő. Létrehozza, fenntartja és szinkronizálja a kommunikáló rendszerek közötti interakciókat.

A Session Layer segítségével párbeszédet szerveznek a felek között, rögzítik, hogy melyik fél a kezdeményező, melyik fél aktív és hogyan végződik a párbeszéd.

A munkamenet réteg feladatai a következők:

Párbeszéd menedzsment. Munkamenet réteg lehetővé teszi, hogy két rendszer párbeszédbe lépjen. Lehetővé teszi az üzenetek cseréjét két folyamat között. Ebben az esetben a következő módok lehetségesek: vagy félduplex (egyszerre egy útvonal) vagy full-duplex (két út egyszerre). Például a terminál és a nagyszámítógép közötti párbeszéd lehet félduplex.
Szinkronizálás. Munkamenet réteg Lehetővé teszi egy folyamat számára, hogy ellenőrzőpontokat (szinkronizálási pontokat) adjon hozzá egy adatfolyamhoz. Például, ha a rendszer egy 2000 oldalas fájlt küld, kívánatos minden 100 oldal után ellenőrzőpontokat beszúrni, hogy minden 100 oldalas modult egymástól függetlenül fogadjon és ismerjen fel. Ebben az esetben, ha szabálysértés történik az 523. oldal átvitele során, az egyetlen szükséges oldalt a rendszer újra elküldi. rendszer helyreállítás- 501. oldal (az ötödik száz első oldala)

Bemutató réteg az alsóbb szintekre történő információszolgáltatás formájával foglalkozik, például az információk átkódolásával vagy titkosításával.

A prezentációs réteg feladatai:

Információk kódolása. A folyamatok (futó programok) a két rendszeren jellemzően karakterláncok, számok stb. formájában cserélnek információt. Az információkat továbbítás előtt bitfolyamokká kell alakítani. Mivel a különböző számítógépek különböző kódolási rendszereket használnak, bemutató réteg felelős a különböző kódolási módszerek közötti átjárhatóságért. Bemutató réteg az adónál az információt adó-specifikus formáról általános formára változtatja. Bemutató réteg a fogadó számítógépben lecseréli a közös formátumot a vevőjének formátumára.
Titkosítás. Az érzékeny információk átadásához a rendszernek titoktartást kell biztosítania. A titkosítás azt jelenti, hogy az adó az eredeti információt egy másik formára konvertálja, és a kapott üzenetet elküldi a hálózaton keresztül. A dekódolásnak az eredeti folyamattal pontosan ellentétesnek kell lennie ahhoz, hogy az üzenetet vissza tudja alakítani az eredeti formájába.
Tömörítés. Az adattömörítés csökkenti az információban lévő bitek számát. Az adattömörítés különösen fontossá válik a multimédia, például szöveg, hang és videó átvitelénél.

Alkalmazási réteg (AL) az ugyanazt a feladatot (programot) megvalósító távoli csomópontok közötti protokollok halmaza. Alkalmazási réteg lehetővé teszi a felhasználó (személy ill szoftver) elérheti a hálózatot. Felhasználói felületeket és támogatást biztosít olyan szolgáltatásokhoz, mint például az e-mail, a távoli hozzáférés és az átutalás, a nyilvános adatbázis-kezelés és más típusú elosztott információs szolgáltatások.

Példák az alkalmazási réteg által nyújtott szolgáltatásokra:

Hálózati virtuális terminál. A hálózati virtuális terminál egy fizikai terminál szoftverváltozata, amely lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy bejelentkezzen egy távoli gazdagépre. Ehhez az alkalmazás létrehozza a távoli gazdagépen található terminál szoftveres emulációját. A felhasználó számítógépe kommunikál a szoftverterminállal, amely viszont a gazdagéppel kommunikál, és fordítva. A távoli gazdagép ezt a kapcsolatot az egyik saját termináljával való kapcsolatként határozza meg, és lehetővé teszi a belépést.
Fájlátvitel, hozzáférés és kezelés. Ez az alkalmazás lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy hozzáférjen egy távoli gazdagépen lévő fájlokhoz, hogy módosítsa vagy olvassa el az adatokat, lekérjen fájlokat egy távoli számítógépről a helyi számítógépen való használatra, valamint adminisztrálja vagy kezelje a távoli számítógépen lévő fájlokat.
Postai szolgáltatások. Ez az alkalmazás alapot biztosít az e-mailek küldéséhez és tárolásához.
Címtárszolgáltatások. Ez az alkalmazás elosztott adatbázis-forrásokat és hozzáférést biztosít a különféle objektumokról és szolgáltatásokról szóló globális információkhoz.

Internet protokoll verem

Az Internet2 protokollvermet az OSI modell előtt fejlesztették ki. Ezért az Internet protokoll veremben lévő rétegek nem egyeznek meg az OSI modell megfelelő rétegeivel. Az Internet protokoll verem öt rétegből áll: fizikai, adatkapcsolati, hálózati, szállítási és alkalmazási rétegből. Az első négy réteg fizikai szabványokat, hálózati interfészt, hálózatkezelést és szállítási funkciókat biztosít, amelyek megfelelnek az OSI modell első négy rétegének. Az OSI modell legfelső három rétegét az Internet protokoll veremben egyetlen réteg, az úgynevezett alkalmazási réteg képviseli. 1.3.

Rizs. 1.3.

ARP	Címfeloldási protokoll	Címkeresési protokoll
ATM	Aszinkron átviteli mód	Aszinkron átviteli mód
BGP	Border Gateway Protocol	Edge Routing Protocol
DNS	Domain név rendszer	Domain név rendszer
Ethernet	Ethernet hálózat	Ethernet hálózat
FDDI	Fiber Distributed Data Interface	Száloptikai elosztott adatinterfész
HTTP	Hyper Text Transfer Protocol	Hypertext Transfer Protocol
FTP	Fájl átvitel Jegyzőkönyv	Fájlátviteli protokoll
ICMP	Internet Control Message Protocol	Control Message Protocol
IGMP	Internet Group Management Protocol	Internet Group (User) Management Protocol
IP	internet Protokoll	internet Protokoll
NFS	Hálózati fájlrendszer	Hálózati hozzáférési protokoll fájlrendszerek
OSPF	Először nyissa meg a legrövidebb utat	Nyissa meg a Shortest Channel Preference Protocol-t
PDH	Pleziokron digitális hierarchia	Pleziokronikus digitális hierarchia
PPP	Pont-pont protokoll	Pont-pont kommunikációs protokoll