Рівень міжмережевої взаємодії

Багаторівнева структура стека TCP/IP

ПРОТОКОЛ TCP/IP

У стеку TCP/IP визначено 4 рівні (рис. 1). Кожен з цих рівнів несе на собі деяке навантаження за рішенням основного завдання - організації надійної і продуктивної роботи складеної мережі, частини якої побудовані на основі різних мережевих технологій.

Рівень I	Прикладний рівень
Рівень II	Основний (транспортний) рівень
Рівень III	Рівень міжмережевої взаємодії
Рівень IV	Рівень мережевих інтерфейсів

Рис. 1 - Багаторівнева структура стека TCP/IP

Стрижнем всієї архітектури є рівень міжмережевої взаємодії, який реалізує концепцію передачі пакетів в режимі без встановлення з'єднань, тобто дейтаграммным способом. Саме цей рівень забезпечує можливість переміщення пакетів по мережі, використовуючи той маршрут, який в даний момент є найбільш раціональним. Цей рівень також називають рівнем internet, указуючи тим самим на основну його функцію - передачу даних через складену мережу.

Основним протоколом мережевого рівня (в термінах моделі OSI) в стеку є протокол IP (Internet Protocol). Цей протокол спочатку проектувався як протокол передачі пакетів в складених мережах, що складаються з великої кількості локальних мереж, об'єднаних як локальними, так і глобальними зв'язками. Тому протокол IP добре працює в мережах з складною топологією, раціонально використовуючи наявність в них підсистем і економно витрачаючи пропускну спроможність низькошвидкісних ліній зв'язку. Оскільки протокол IP є дейтаграммным протоколом, він не гарантує доставку пакетів до вузла призначення, але старається це зробити.

До рівня міжмережевої взаємодії відносяться і всі протоколи, пов'язані з складанням і модифікацією таблиць маршрутизації, такі як протоколи збору маршрутної інформації RIP (Routing Internet Protocol) і OSPF (Open Shortest Path First), а також протокол міжмережевих повідомлень ICMP, що управляють (Internet Control Message Protocol). Останній протокол призначений для обміну інформацією про помилки між маршрутизаторами мережі і вузлом-джерелом пакету. За допомогою спеціальних пакетів ICMP повідомляє про неможливість доставки пакету, про перевищення часу життя або тривалості збірки пакету з фрагментів, про аномальні величини параметрів, про зміну маршруту пересилки і типу обслуговування, про стан системи і так далі

Основний рівень

Оскільки на мережевому рівні не встановлюються з'єднання, то немає ніяких гарантій, що всі пакети будуть доставлені в місце призначення цілими і неушкодженими або прийдуть в тому ж порядку, в якому вони були відправлені. Це завдання - забезпечення надійного інформаційного зв'язку між двома кінцевими вузлами - вирішує основний рівень стека TCP/IP, званий також транспортним.

На цьому рівні функціонують протокол управління передачею TCP (Transmission Control Protocol) і протокол дейтаграмм користувача UDP (User Datagram Protocol). Протокол TCP забезпечує надійну передачу повідомлень між видаленими прикладними процесами за рахунок утворення логічних з'єднань. Цей протокол дозволяє равноранговым об'єктам на комп'ютері-відправнику і комп'ютері-одержувачі підтримувати обмін даними в дуплексному режимі.

Протокол UDP забезпечує передачу прикладних пакетів дейтаграммным способом, як і головний протокол рівня міжмережевої взаємодії IP, і виконує тільки функції сполучної ланки (мультиплексора) між мережевим протоколом і численними службами прикладного рівня або призначеними для користувача процесами.

Прикладний рівень

Прикладний рівень об'єднує всі служби, що надаються системою призначеним для користувача застосуванням. За довгі роки використання в мережах різних країн і організацій стік TCP/IP накопичив велику кількість протоколів і служб прикладного рівня. Прикладний рівень реалізується програмними системами, що побудованими в архітектурі клієнт-сервер, базуються на протоколах нижніх рівнів. На відміну від протоколів решти трьох рівнів, протоколи прикладного рівня займаються деталями конкретного застосування і «не цікавляться» способами передачі даних по мережі. Цей рівень постійно розширюється за рахунок приєднання до старих, таких, що пройшли багаторічну експлуатацію мережевим службам типу Telnet, FTP, TFTP, DNS, SNMP порівняно нових служб таких, наприклад, як протокол передачі гіпертекстовій інформації HTTP.

Рівень мережевих інтерфейсів

Ідеологічною відмінністю архітектури стека TCP/IP від багаторівневої організації інших стеків є інтерпретація функцій самого нижнього рівня - рівня мережевих інтерфейсів. Протоколи цього рівня повинні забезпечувати інтеграцію в складену мережу інших мереж, причому завдання ставиться так: мережа TCP/IP повинна мати засоби включення будь-якої іншої мережі, яку б внутрішню технологію передачі даних ця мережа не використала. Звідси витікає, що цей рівень не можна визначити раз і назавжди. Для кожної технології, що включається в складену мережу підмережі, повинні бути розроблені власні інтерфейсні засоби. До таких інтерфейсних засобів відносяться протоколи інкапсуляції IP-пакетов рівня міжмережевої взаємодії в кадрів локальних технологій. Наприклад, документ RFC 1042 визначає способи інкапсуляції IP-пакетов в кадрів технологій IEEE 802. Для цих цілей повинен використовуватися заголовок LLC/SNAP, причому в полі Type заголовка SNAP повинен бути вказаний код 0х0800. Тільки для протоколу Ethernet в RFC 1042 зроблено виключення - крім заголовка LLC/SNAP дозволяється використовувати кадр Ethernet DIX, що не має заголовка LLC, зате що має поле Type. У мережах Ethernet переважною є інкапсуляція IP-пакета в кадр Ethernet DIX.

Рівень мережевих інтерфейсів в протоколах TCP/IP не регламентується, але він підтримує всі популярні стандарти фізичного і канального рівнів: для локальних мереж це Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 100VG-AnyLAN, для глобальних мереж - протоколи з'єднань «точка-крапка» SLIP і РРР, протоколи територіальних мереж з комутацією пакетів Х.25, frame relay. Зазвичай при появі нової технології локальних або глобальних мереж вона швидко включається в стек TCP/IP за рахунок розробки відповідного RFC, що визначає метод інкапсуляції IP-пакетов в її кадрів.

Відповідність рівнів стека TCP/IP семирівневої моделі ISO/OSI

Оскільки стік TCP/IP був розроблений до появи моделі взаємодії відкритих систем ISO/OSI, то, хоча він також має багаторівневу структуру, відповідність рівнів стека TCP/IP рівням моделі OSI достатньо умовно (рис. 2).

WWW	SNMP	FTP	telnet	SMTP	TFTP	I

TCP	UDP	II

IP	ICMP	RIP	OSPF	ARP	III
Не регламентується Ethernet, Token Ring, FDDI, X.25, SLIP, PPP	IV

Рис. 2. Відповідність рівнів стека TCP/IP семирівневої моделі OSI

Розглядаючи багаторівневу архітектуру TCP/IP, можна виділити в ній, подібно до архітектури OSI, рівні, функції яких залежать від конкретної технічної реалізації мережі, і рівні, функції яких ориентированны на роботу з додатками.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Стек NetBIOS/SMB	\|	АДРЕСАЦІЯ В IP-СЕТЯХ

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.