Стек коммуникационных протоколов TCP/IP [Автор Неизвестен] (pdf) читать постранично

Лекция 10

Стек коммуникационных протоколов TCP/IP.
Состав стека TCP/IP
1.1.
Означення стеку,
1.2.
Модель DOD,
1.3.
Інтеграція стеку TCP/IP в модель OSI,
Инкапсуляция и обработка пакетов,
2.1.
Означення,
2.2.
Функции каждого уровня для стека протоколов TCP/IP,
Протокол UDP,
Протокол TCP.

1.

2.

3.
4.

1. Состав стека TCP/IP
1.1. Стек
протоколов
TCP/IP
(англ.
Transmission
Control
Protocol/Internet Protocol) — набор сетевых протоколов разных уровней
модели сетевого взаимодействия DOD, используемых в сетях. Протоколы
работают друг с другом в стеке (англ. stack, стопка) — это означает, что
протокол, располагающийся на уровне выше, работает «поверх» нижнего,
используя механизмы инкапсуляции. Например, протокол TCP работает
поверх протокола IP.
Модель DOD (англ. Department of Defense — Министерство обороны
США) —
модель
сетевого
взаимодействия,
разработанная
Министерством обороны США, практической реализацией которой
является стек протоколов TCP/IP.
Уровни модели DOD
В отличие от модели OSI, модель DOD состоит из четырѐх уровней
(снизу вверх):


уровня сетевого доступа (Network Access), соответствующего двум
нижним уровням модели OSI,



межсетевого уровня (Internet), соответствующего сетевому уровню
модели OSI,



транспортного
уровня
(Transport),
транспортному уровню модели OSI,

соответствующего

1



уровня приложений (Process/Application), соответствующего трем
верхним уровням модели OSI.

Каждый из четырех уровней модели DoD выполняет свои функции.
Прикладной уровень
Верхний уровень модели, включающий протоколы, обрабатывающие
данные пользователей и осуществляющие управление обменом данными
между
приложениями.
На
этом
уровне
стандартизируется
представление данных.
Транспортный уровень
Содержит протоколы для обеспечения целостности данных при сквозной
передаче. Обеспечивает управление инициализацией и закрытием
соединений.
Межсетевой уровень
Содержит протоколы для маршрутизации сообщений в сети; служит для
размещения данных в дейтаграмме.
Уровень сетевого доступа
Нижний уровень модели. Содержит протоколы для физической доставки
данных к сетевым устройствам. Этот уровень размещает данные в
кадре.
Как уже указывалось, TCP/IP – собирательное название стека
сетевых протоколов разных уровней, используемых в Internet. На рис.1
представлены схемы соответствия уровней стеков TCP/IP и OSI.
Стек протоколов TCP/IP делится на четыре уровня: прикладной
(application), транспортный (transport), межсетевой (internet) и уровень
доступа к среде передачи (network access). Как и в модели OSI, данные
верхних уровней инкапсулируются в пакеты нижних уровней.
Существуют разногласия в том, как вписать модель TCP/IP в модель OSI,
поскольку уровни в этих моделях не совпадают.
К тому же, модель OSI не использует дополнительный уровень —
«Internetworking» — между транспортным и сетевым уровнями. Примером
спорного протокола может быть ARP (ARP (англ. Address Resolution
Protocol — протокол разрешения адресов) — протокол сетевого уровня
(англ. Network Link layer), предназначенный для преобразования IPадресов (адресов сетевого уровня) в MAC-адреса (адреса канального
уровня) в сетях TCP/IP. Он определѐн в RFC 826.) или STP (Spanning Tree
Protocol — сетевой протокол, работающий на втором уровне модели OSI.
Основан на одноимѐнном алгоритме, разработчиком которого является
«Мама Интернета» — Радья Перлман (англ. Radia Perlman). Основной

2

задачей STP является приведение сети Ethernet с множественными связями
к древовидной топологии, исключающей циклы пакетов. Происходит это
путѐм автоматического блокирования избыточных в данный момент для
полной связности портов. Протокол описан в стандарте IEEE 802.1D.).
1.2. Вот как традиционно протоколы TCP/IP вписываются в модель
OSI:
7 Прикладной

напр. HTTP, SMTP, SNMP, FTP, Telnet, scp,
SMB,NFS, RTSP, BGP

6 Представительский напр. XDR, ASN.1, AFP
5 Сеансовый

напр. TLS, SSL, ISO 8327 / CCITT X.225, RPC,
NetBIOS, ASP

4 Транспортный

напр. TCP, UDP, RTP, SCTP, SPX, ATP, DCCP,
GRE

3 Сетевой

напр. IP, ICMP, IGMP, CLNP, OSPF, RIP, IPX,
DDP

2 Канальный

напр. Ethernet, Token ring, PPP, HDLC, X.25,
Frame relay, ISDN, ATM, MPLS, Wi-Fi, ARP,
RARP

1 Физический

напр. электрические провода, радиосвязь,
оптоволоконные провода

Обычно в стеке TCP/IP верхние 3 уровня (прикладной, представительный
и сеансовый) модели OSI объединяют в один — прикладной. Поскольку в
таком стеке не предусматривается унифицированный протокол передачи
данных, функции по определению типа данных передаются приложению.
Упрощенно интерпретацию стека TCP/IP можно представить так:
Прикладной
4
«7 уровень»

напр.
HTTP,
FTP,
DNS
(RIP, работающий поверх UDP, и BGP, работающий
поверх TCP, являются частью сетевого уровня)

напр.
TCP,
UDP,
RTP,
SCTP,
DCCP
(протоколы маршрутизации, подобные OSPF, что
3 Транспортный
работают поверх IP, являются частью сетевого
уровня)
2 Сетевой

Для
TCP/IP
это
IP
(IP)
(вспомогательные протоколы, вроде ICMP и IGMP
работают поверх IP, но являются частью