• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Загальна характеристика стека

Стек (сімейство) комунікаційних протоколів TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) — це стандартний промисловий набір протоколів, призначений для роботи в ОМПД, до складу якої входять мережі передавання даних, побудовані за стандартами різних мережевих технологій. Це сімейство протоколів було розроблено на замовлення Міністерства оборони США для зв'язку мережі ARPA з іншими мережами і впроваджено в експлуатацію в 70-х роках минулого століття.

До особливостей стека TCP/IP належать:

Забезпечення роботи ОМПД, до складу якої входять як локальні, так і глобальні мережі, побудовані за стандартами різних мережевих технологій.

Відсутність обмежень на максимальну довжину пакетів, що досягається шляхом їх фрагментації при передаванні в мережу з меншим значенням найбільшої
довжини кадрів.

Використання гнучкої адресації мереж та вузлів у цих мережах.

Багатофункціональність, широкий набір стандартних протоколів, які забезпечують збирання інформації про структуру мережі та визначення оптимального маршруту передавання пакетів та їх просування до адресата.

Висока надійність роботи.

До недоліків стека протоколів TCP/IP можна віднести складність адміністру­вання мережі, в якій він використовується.

8.6.2. Структура та функції стека TCP/IP

Структуру стека TCP/IP та його відповідність моделі OSI наведено на рис. 8.3.

Як видно з наведеної схеми, протоколи стека розподілено за чотирма рівнями: прикладним, транспортним, мережевим та рівнем мережевих інтерфейсів.

Прикладний рівень надає користувачу протоколи віддаленого доступу і сумісного використання мережевих ресурсів. Він забезпечує функціонування різноманітних мережевих служб. На цьому рівні працюють протоколи SNMP -керування мережею, FTP і TFTP - пересилання файлів, SMTP - електронної пошти, WWW і HTTP — передавання гіпертекстової інформації, telnet — емуляції терміналів, протоколи Gopher і WAIS. Використовується на кінцевих вузлах мережі.

TCP/IP OSI

Рис. 8.3. Структура стека TCP/IP

Транспортний (основний) рівень забезпечує зв'язок між кінцевими вузлами мережі. Містить два протоколи: TCP і UDP. Протокол TCP використовується для передавання великих обсягів інформації, а також за необхідності отримання підтвердження приймання даних. Він керує потоками даних, контролює наявність помилок і впорядковує пакети за їх номерами, якщо вони прибули в порушеній послідовності. Протокол UDP використовується для передавання невеликих обсягів інформації дейтаграмним способом. За його допомогою передають службову інформацію, системні повідомлення, оголошення імен і т. п. Викорис-товуєть на кінцевих вузлах мережі.

Рівень міжмережевої взаємодії (мережевий рівень) забезпечує маршрути­зацію пакетів між мережами і вузлами. Основним протоколом цього рівня є ІР-протокол, який використовують для встановлення маршруту, відправки і отримання пакетів. Інші протоколи цього рівня дозволяють за доменними іменами адресатів встановлювати їх IP- та локальні адреси і виконувати зворотну адресацію, посилати повідомлення про помилки, пов'язані з доставкою пакетів, збирати інформацію про мережі, маршрутизатори та зв'язки між ними, будувати й оновлювати таблиці маршрутизації. Використовують як на кінцевих, так і на проміжних вузлах мережі.

Рівень мережевих інтерфейсів забезпечує інтеграцію МПД, побудованих за стандартами різних мережевих технологій в об'єднану мережу передачі даних. Він

відповідає за передавання і отримання кадрів з неоднорідних локальних і глобальних мереж шляхом інкапсуляції IP-пакетів рівня міжмережевої взаємодії в кадри різних технологій. Цей рівень підтримує всі базові технології LAN і WAN. Використовують як на кінцевих, так і на проміжних вузлах мережі.

На рис. 8.4 наведено схему передавання та найменування одиниць інфор­мації, якими обмінюються протоколи різних рівнів стека TCP/IP.

Рис. 8.4 .Потік одиниць інформації між протоколами стека СР/ІР

Як видно з наведеної схеми, протоколи прикладного рівня формують запити у вигляді "потоку даних", які передаються UDP- або TCP-протоколам. Протокол UDP формує з отриманих даних дейтаграму, яка передається в мережу без встановлення попереднього зв'язку з абонентом. TCP-протокол перед тим, як передати дані в мережу, встановлює з абонентом зв'язок, обмінюється з ним керуючими кадрами і вимагає підтвердження отримання сегментів даних. ІР-протокол форує IP-пакети стандартного формату, які у полі службової інформації містять адреси відправника та отримувача пакетів. Протоколи рівня мережевих інтерфейсів інкапсулюють IP-пакети в кадри (фрейми) тієї технології, до мережі якої вони під'єднані.

Мережі передавання даних, які використовують стек комунікаційних про­токолів TCP/IP , називають IP-мережами. В об'єднаній мережі стек протоколів TCP/IP функціонує як на кінцевих, так і на проміжних вузлах. Стандарти TCP/IP називають комп'ютери (кінцеві вузли) хостами (host), а терміном вузол (node) називають такі пристрої, як міст, маршрутизатор, комутатор, шлюз та хост.

8.6.3. Структура ІР-пакета

IP-пакет формується протоколом IP на основі інформації, яка надходить від верхніх протоколів стека TCP/IP і складається із поля заголовка (службової інформації) та поля даних.

Структуру заголовка ІР-пакета, яка може мати довжину від 20 до 60 байт, наведено у табл. 8.2.

Таблиця 8.2 Структура заголовка ІР-пакета

Послідовність присвоєння IP-адрес

Кожен абонент у глобальній комп'ютерній мережі Internet повинен отримати унікальну ІР-адресу.

Фізичним мережам, які хочуть отримати вихід в об'єднану мережу, ІР-адресу може присвоїти фірма, що надає послуги Internet і є точкою входу в мережу Internet (POP). Це може бути регіональний сервіс-провайдер Internet (ISP), який, у свою чергу, повинен отримати діапазон адрес для надання їх клієнтам в організації IANA або ж в організації "Мережевий інформаційний центр Інтернету" (InterNIC).

Рис. 8.6. Приклад присвоєння IP-адрес вузлам корпоративної мережі

IP-мережа під'єднується до об'єднаної мережі за допомогою маршру-тизатора, один з портів якого є вузлом цієї мережі і повинен мати її ІР-адресу , а інший порт - IP-адресу наступної мережі. Кожному вузлу корпоративної ІР-мережі, крім ідентифікатора фізичної мережі, адміністратор повинен задати унікальний ідентифікатор вузла у межах діапазону ідентифікаторів вузлів виділеної IP-адреси цієї мережі, вказати маску мережі та IP-адресу маршрутизатора для виходу в іншу мережу (шлюзу за замовчуванням). Прийнято, що перша ІР-адреса після номера мережі - це IP-адреса шлюзу за замовчуванням.

За ініціалізації стека TCP/IP над двійковими кодами IP-адреса хоста та його маски виконується операція "логічне Г. Перед відправленням кожного пакета його IP-адреса призначення також складається з маскою . Якщо результати двох перелічених вище операцій збігаються, то отримувач пакета знаходиться у внутрішній мережі. В іншому випадку — адресат знаходиться у зовнішній мережі, і пакет відправляється на шлюз за замовчуванням.

На рис. 8.6 наведено приклад структури двох віддалених локальних мереж S1 і S2, які з'єднані між собою за допомогою двох маршрутизаторів R1 і R2 через канал зв'язку третьої мережі S3. Мережі S1 виділена IP-адреса класу А 64.0.0.0 з маскою за замовчуванням 255.0.0.0, а мережі S2- IP-адреса класу В 128.64.0.0 з маскою 255.255.0.0. Адміністратори на свій розсуд присвоїли всім хостам цих мереж IP-адреси у межах діапазонів ідентифікаторів відповідно класу А і класу В. При цьому першим портам маршрутизаторів R1 і R2 було присвоєно найменші ідентифікатори з діапазону вузлів їх мереж. Шлюзом за замовчуванням для виходу в іншу мережу для хостів мережі 64.0.0.0 буде перший порт маршрутизатора з адресою 64.0.0.1, а для хостів мережі 128.64.0.0 - порт маршрутизатора R2 з адресою 128.64.0.1. Інші порти маршрутизаторів R1 і R2 з'єднані між собою за допомогою каналу зв'язку мережі S3 з адресою 194.96.40.0 і їм відповідно присвоєні номери 194.96.40.1 і 194.96.40.2.

У великих мережах розподілення ГР-адрес між вузлами здійснюється автоматично за допомогою протоколу DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), який суттєво спрощує адміністрування мереж. Протокол DHCP працює згідно з моделлю клієнт-сервер, де клієнт (хост) під час старту операційної системи здійснює запит до сервера на отримання IP-адреси. При динамічному розподіленні адрес сервер видає клієнту на обмежений час (час оренди) IP-адресу. Протокол DHCP дозволяє повторно призначати одну і ту саму IP-адресу іншим хостам, що особливо важливо, коли хостів є більше, ніж зареєстрованих ІР-адрес.

Протокол DHCP, окрім присвоєння хосту IP-адреси, вказує також маску, шлюз за замовчуванням, адресу DNS- та WINS-серверів, доменне ім'я хоста тощо.

Корпоративна мережа, яка працює під управлінням ОС Windows NT і використовує набір протоколів Microsoft TCP/IP, але не має виходу в Internet, має назву Intranet. Для IP-мереж, які не мають виходу в Internet і працюють в автономному режимі, стандарти Internet передбачили групу IP-адрес, які не обробляються маршрутизаторами. IANA встановила такі три діапазони приватного адресного простору IP-адрес для використання їх в мережах Intranet:

клас А: 10.0.0.0;

клас В: 172.16.0.0 - 172.31.0.0;

класС: 192.168.0.0 - 192.168.255.0.

На використання IP-адрес з цього адресного простору організація не зобов'язана отримувати дозвіл.

Intranet може під'єднуватися до мережі Internet через спеціально виділений хост або маршрутизатор, який має один або декілька зовнішніх мережевих адап­терів із зареєстрованими IP-адресами. Такий комп'ютер, який називають proxy-сервером, здійснює запити від хостів Intranet в мережу Internet від свого імені.

Недоліком мережі з великим числом хостів є її чутливість до широкомовного трафіка. Крім цього, у великих мережах виникають проблеми з адмініструванням мережі та інформаційною безпекою. Тому мережу з великою кількістю комп'ютерів доцільно розбити на декілька підмереж, тобто доцільно їх структурувати.

Підмережа (subnet) - це фізичний сегмент IP-мережі, в якому використо­вується спільна з цією мережею IP-адреса. Використання масок дозволяє струк-туризувати IP-мережу, тобто маючи одну виділену IP-адресу, розбити мережу на декілька підмереж із різними для кожної підмережі ідентифікаторами. При цьому під ідентифікатори підмереж виділяють старші біти адресного поля вузлів виділеної IP-адреси певного класу. Підмережі з'єднуються між собою за допомогою маршрутизаторів, які не пропускають широкомовні трафіки з однієї підмережі в іншу. Поділ IP-мережі на підмережі вперше був описаний в документі RFC 950.

Під час структуризації мережі необхідно виконати такі дії:

визначити число фізичних сегментів, необхідних для структуризації
мережі;

визначити число IP-адрес вузлів, необхідних для кожного фізичного
сегмента;

вибрати маску, яка забезпечила би необхідне число підмереж і число
вузлів у кожний підмережі;

визначити унікальні ідентифікатори для кожної підмережі;

визначити діапазон IP-адрес для вузлів кожної підмережі та кількість
вузлів у кожній підмережі.

8.6.8. Маршрутизація IP-пакетів

Маршрут IP-пакета вибирається кінцевими вузлами і маршрутизаторами на основі аналізу таблиць маршрутизації. Структура таблиці маршрутизації стека протоколів TCP/IP відповідає вимогам загальних принципів маршрутизації, які були розглянуті вище. Проте вигляд таблиць маршрутизації IP-пакетів залежить від конкретної реалізації стека протоколів TCP/IP.

До найбільш поширених параметрів, які використовуються у більшості таблиць маршрутизації стека TCP/IP, належать такі:

— адреса мережі призначення (Destination або Network Address);

- адреса наступного маршрутизатора (Gateway або Gateway Address);

— адреса вихідного порту маршрутизатора (Interface);

- маска (Mask або Netmask);

- віддаль до мережі призначення (Metric);

- джерело запису (Source)

- час життя (Time To Live);

- прапорці записів (Rags) та інші.

IP-адреси мережі призначення та наступного маршрутизатора є обов'язковими параметрами таблиці маршрутизації і використовуються усіма моделями маршрутизаторів. У деяких типах маршрутизаторів поле Interface не використовується, а адреса вихідного порту визначається на основі аналізу адреси наступ­ного маршрутизатора. Поле маски використовується усіма сучасними маршру-тизаторами і його відсутність знижує гнучкість маршрутизації. Ознака знахо­дження адресата у внутрішній мережі є обов'язковою, адже тоді маршрутизатор направляє пакет не наступному маршрутизатору, а вузлу призначення. Ця ознака може бути задана у полі Metric або (за його відсутності) спеціальним прапорцем поля Flags. У полі Source деяких маршрутизаторів вказується джерело, яке вико­нало запис у таблиці маршрутизації, а поле TTL може вказувати час життя динамічних записів. У деяких таблицях маршрутизації у полі Flags вказуються характеристики різних маршрутів, на основі яких протоколи вибирають найбільш оптимальний маршрут просування пакета. У таблицях можуть також викорис­товуватися інші поля, які зберігають довідкову інформацію про пакети та характеристики маршрутів об'єднаної мережі.

Існують три основні джерела записів в таблиці маршрутизації стека TCP/IP:

- записи, які здійснюються під час ініціалізації стека;

- записи, які виконує адміністратор мережі;

- записи, які формуються протоколами маршрутизації.

Перший тип записів здійснюється автоматично під час ініціалізації стека протоколів TCP/IP і містить, як правило, інформацію про безпосередньо під'єднані мережі та маршрутизатори.

Другий тип записів виконує адміністратор мережі за допомогою спеціальних системних утиліт та команд. Ці записи є статичними і їм не встановлюється термін життя. Вони можуть зберігатися в памяті постійно або до вимкнення комп'ютера.

Третій тип записів формується протоколами маршрутизації, є динамічним і має обмежений термін життя (від десятків секунд до декількох хвилин). Найбільш поширеними внутрішніми протоколами локальної мережі є протоколи типу RIP та OSPF, а протоколами, які збирають маршрутну інформацію з-за межі локальної мережі - протоколи EGP та BGP.

Класифікація бездротових мереж

Залежно від технологій та передавальних середовищ, які використовують, можна визначити такі класи безпроводових мереж:

· мережі на радіомодемах;

· мережі на стільникових модемах;

· інфрачервоні системи;

· системи VSAT;

· системи з використанням низькоорбітальних супутників;

· системи з технологією SST;

· радіорелейні системи;

· системи лазерного зв'язку.

Типи бездротових мереж

Залежно від використовуваної технології бездротові мережі можна розділити на три типи:

· локальні обчислювальні мережі;

· розширені локальні обчислювальні мережі;

· мобільні мережі (переносні комп'ютери).

Основні відмінності між цими типами мереж — параметри передачі. Локальні і розширені локальні обчислювальні мережі використовують передавачі і приймачі, що належать тій організації, в якій функціонує мережа. Для переносних комп'ютерів середовищем передачі служать загальнодоступні мережі, наприклад телефонна мережа або Інтернет.

Локальні обчислювальні мережі

Типова бездротова мережа виглядає і функціонує практично так само, як кабельна, за винятком середовища передачі. Бездротовий мережевий адаптер з трансивером встановлений в кожному комп'ютері, і користувачі працюють так, ніби їх комп'ютери сполучені кабелем.

Читайте також:

1. I. Загальна характеристика політичної та правової думки античної Греції.
2. II. ВИРОБНИЧА ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОФЕСІЇ
3. II. Морфофункціональна характеристика відділів головного мозку
4. Ni - загальна кількість періодів, протягом яких діє процентна ставка ri.
5. Аварії на хімічно-небезпечних об’єктах та характеристика зон хімічного зараження.
6. Автобіографія. Резюме. Характеристика. Рекомендаційний лист
7. Автокореляційна характеристика системи
8. Амплітудно-частотна характеристика, смуга пропускання і загасання
9. Аплікація як вид образотворчої діяльності дошкільнят, його характеристика.
10. Архітектура СЕП та характеристика АРМ-1, АРМ-2, АРМ-3
11. Афіксальні морфеми. Загальна характеристика
12. Банківська система України і її характеристика

Переглядів: 827