М. М. Мусаев компьютер тизимлари ва тармоқлари

ТСР/IР протоколлар стеки.
Бу стек энг оммавий ва истиқболли стеклардан бири ҳисобланади. ТСР/IР протоколлар стеки тўртта поғоналарга - амалий, транспорт, тармоқлараро ва муҳитга рухсат этиш поғоналарга эга. ТСР/IР протоколларнинг структураси 3.29-расмда келтирилган.
Энг пастки поғона (IV) узатиш муҳитига рухсат этиш поғонаси OSI моделининг физик ва канал поғонасига мос келади. Бу поғона пастки поғоналарнинг барча замонавий стандартларини қувватлайди. ТСР/IР протоколи таркибий тармоққа кирадиган исталган тармоқни маршрутизатор йўлидаги кейинги транспортировка воситаси сифатида кўради. Бунда таркибий тармоқлар кесишмасида фақат оралиқ тармоқнинг узатиладиган маълумотлар бирлигига IР –пакетни қадоқлаш (инкапсуляция) ва тармоқ манзилларини бу оралиқ тармоқ технологиялари манзилларига ўзгартириш усулини аниқлаш масаласи ечилди.
Ҳар бир коммуникацион протокол стандартларга бириктирилган маълумотларни узатишнинг қандайдир бирлигини амалга оширади. ТСР/IР стекида иловалардан транспорт поғонаси протоколлари киришига келадиган маълумотлар оқими дейилади. ТСР протоколи оқимни сегментларга ажратади. UDP протоколи учун бирлик дейтаграмма ҳисобланади. Дейтаграмма бу боғланиш ўрнатилмасдан протоколлар ишлайдиган маълумот бирлиги номидир. Бундай протоколларга IР–протокол киради, шунинг учун унинг маълумотлар бирлиги ҳам дейтаграмма дейилади. Кўпинча бошқа пакет атамаси ишлатилади (3.30-расм).
OSI моделидаги каби юқори поғоналар маълумотлари пастки поғоналар пакетларига инкапсуляцияланади (3.31-расм). Уларни таркибий тармоқ орқали кейинги қайта узатиш учун IР–пакетларга жойланадиган исталган технологияларнинг маълумотлар бирлиги кадрлар (ёки фреймлар) дейилади. ТСР/IР учун кадр ҳам Ethernet, ҳам АТМ ячейкаси ёки Х.25 пакетли ҳисобланади, чунки улар IР –пакет таркибий тармоқ орқали узатиладиган контейнер сифатида қатнашади.

Кейинги поғона (III) бу турли локал тармоқлардан, Х.25 ҳудудий тармоқлардан, махсус алоқа линияларидан фойдаланиб дейтаграммаларни узатиш билан шуғулланадиган тармоқлараро ишлаш поғонасидир. Стекда тармоқ поғонасининг асосий протоколи сифатида мураккаб топологияли тармоқларда яхши ишлайдиган IР–протокол ишлатилади. Унинг вазифасига тармоқлар орасида бир маршрутизатордан бошқа маршрутизаторга пакетни ҳаракатлантириш киради. IР–протокол бу минимал уринишли етказиш бўйича боғланишлари ўрнатишсиз ишлайдиган дейтаграммали протоколдир. Бошқа протоколлар IР протоколига нисбатан ёрдамчи вазифаларни бажаради, бу RIP (Routing Internet Protocol) ва OSPE (Open Shortest Path First) маршрутлаштириш протоколларидир. Улар тармоқ топологиясини ўрнатиш ва маршрутлаштириш жадвалларини тузиш билан шуғулланади. Яна маршрутизатор ва шлюз, манба-тизим ва қабул қилувчи тизим орасида хатоликлар ҳақида ахборотларни алмашиш учун мўлжалланган ICMP (Internet Control Message Protocol) тармоқлараро бошқариш протоколи мавжуд. Махсус пакетлар ёрдамида ICMP пакетни етказишининг имконияти йўқлиги, қайта узатиш маршрутининг ва хизмат кўрсатиш турининг ўзгарганлиги, тизимнинг ҳолати ҳақида хабар қилади.

II поғона транспорт поғонаси дейилади. Транспорт поғона протоколлари иккита амалий масалалар орасида маълумотларни еказишни таъминлайди. Жўнатувчи компьютер ёки олувчи компьютернинг амалий дастури маълум тартиб рақами (номерли) портлар каби белгиланади, яъни порт тартиб рақами (номери) жўнатувчи ёки олувчи манзили вазифасини бажаради. Портнинг бу тартиб рақами бўйича транспорт модули қайси олувчи компьютер амалий дастурига маълумотлар жўнатилганлигини аниқлайди. Хатоликлар текширилганидан кейин бу маълумотлар амалий дастурга юборилади.
Транспорт поғонасида иккита ТСР (Transmission Control Protocol) узатишнинг бошқариш протоколи ва UDP (User Datagram Protocol) фойдаланувчи дейтаграммалар протоколлари ишлатилади.

ТСР протоколи мантиқий боғланишнинг ўрнатилишини кўзда тутади, пакетлар номерланади, уларнинг қабул қилиниши квитанциялар билан тасдиқланади, йўқотиш ҳолатларида қайта узатиш таъминланади, пакетлар маршрутга боғлиқ бўлмаган ҳолда жўнатилган тартибда фойдаланувчига етказилади. Бу протокол жўнатувчи компьютер ва олувчи компьютер орасида дуплекс режимда алмашишнинг амалга оширилишини таъминлашга имкон беради. ТСР узатиш байтлар оқимини фрагментларга бўлади ва уларни тармоқлараро ўзаро ишлашнинг пастки поғонасига узатади. Фрагментлар юбориладиган жойга етказилганидан кейин олувчи компьютер ТСР протокол ёрдамида яна уларни керакли тартибда йиғади.

Бу поғонанинг иккинчи UDP протоколи дейтаграммали протокол ҳисобланади. У ишончлилик бўйича юқори талаблар бўлмаган ҳолларда ишлатилади.
Амалий поғона модулларидаги каби ТСР ва UDP протоколларини ишлатадиган дастурий модуллар хост-машиналарга ўрнатилади.
I поғона амалий поғона номини олган, у OSI моделини учта юқори амалий, тақдим этиш ва сеанс поғоналарига мос келади. Бу поғона фойдаланувчи ўзининг амалий масалаларини ечиши учун мўлжалланган протоколларни бирлаштиради. Бундай протоколларга қуйидагилар киради:
- FTP (File Transfer Protocol) файлларни узатиш протоколи;
- Telnet терминалларни эмуляциялаш протоколи;
- SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) электрон почтани узатиш протоколи;
- HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) гиппер матнни узатиш протоколи.
Амалий поғонанинг барча протоколлари хост-компьютерларга ўрнатилади. Компьютер тармоқларида юқорида кўриб чиқилган протоколлар стекларидан ташқари бошқа стеклар ҳам қўлланилади. Бунга IPX/SPX, NetBIOS/SMB протоколлар стеклари мисол бўлади.
Бу стеклардан биринчиси Novell фирмаси томонидан Net Ware тармоқ операцион тизими учун махсус ишлаб чиқилган. Кўп йиллар давомида у ўрнатилган нусхалар бўйича етакчи бўлди, лекин кейинчалик TCP/IP стекнинг пайдо бўлиши билан камроқ тарқалди. Бу стек унча катта бўлмаган ўлчамдаги локал тармоқларда самарали ишлайди ва кичик қувватли компьютерларда қўлланилади.
Net BIOS/SMB протоколлар стеки IBM ва Microsoft фирмалари томонидан биргаликда ишлаб чиқилган. У ҳам 200 тадан ортиқ бўлмаган ишчи станцияли тармоқларга мўлжалланган. Унинг асосий камчилиги пакетларни маршрутлаштириш имкониятининг йўқлиги ҳисобланади. У таркибий тармоқларда қўлланилиши мумкин эмас. Кўриб чиқилган икки OSI ва TCP/IP протоколлар стекларини ўрганиш очиқ тизимлар моделининг барча поғоналарида ишлайдиган протоколлар имкониятлари ва компонентлари ҳақида тўлиқ тушунча беради. Бу стеклар тан олинган тармоқ алмашиш стеклари ҳисобланади.
OSI модели поғоналарининг коммуникацион қурилмаларини мослашганини тўлиқ тушуниш учун турли тармоқларни кўприклар, коммутаторлар, маршрутизаторлар ва шлюзлар ёрдамида бирлаштириш масаласини кўриб чиқамиз. Бу қурилмалар вазифалари ва OSI моделининг поғоналари орасидаги муносабат 3.32-расмда тасвирланган.
Сегментлар ва тармоқларни бирлаштириш учун қурилмаларнинг қуйидаги синфлари мавжуд. Сигналларни регенерациялайдиган ва тармоқларнинг узунлигини оширишга имкон берадиган такрорловчи фақат физик поғонада ишлайди.
Тармоқ адаптери ҳам физик ва қисман канал поғонада ишлайди. Физик поғонага алоқа линияси бўйича сигналлар қабул қилиш ва узатишга боғлиқ тармоқ адаптери вазифаларининг қисми киради. Тармоқ адаптери канал поғона вазифалари - ажратиладиган узатиш муҳитига рухсат этишни олиш, компьютернинг МАС-манзилини таниш ҳисобланади.
Кўприклар ва коммутаторлар канал поғонада тармоқларни бирлаштиради ва физик поғонанинг имкониятларини ишлатади. Коммутаторнинг кўприклардан фарқи у ўз вазифаларини аппарат воситаларида бажаради ва шунинг учун улар сезиларли тезкорликка эга. Кўприклар учун тармоқ қурилмаларининг МАС-манзиллар тўплами ҳисобланади. Улар канал поғонада пакетларга қўшилган сарлавҳалардан бу манзилларни ажратади ва уларни пакетларга ишлов бериш вақтида ва керакли портга жўнатиш мақсадида ишлатади. Кўприклар юқорироқ поғонадаги тармоқ манзиллари ҳақида ахборотларга рухсат этишга эга эмас.
Маршрутизаторлар OSI моделининг тармоқ поғонасида ишлайди. Маршрутизаторлар учун тармоқ - бу қурилмалар тармоқ манзилларини тўплами ва кўплаб тармоқ йўллари ҳисобланади. Маршрутизаторлар тармоқнинг исталган икки боғламаси орасида бўлиши мумкин йўлларни таҳлил қилади ва улардан энг қисқа йўлни танлайди.

Коммуникацион қурилмаларнинг яна бир тури бўлган шлюз исталган поғонада ишлаши мумкин. Бу протоколларнинг трансляцияларини бажара оладиган қурилма ҳисобланади. Шлюз ўзаро ишлайдиган тармоқлар орасига жойлаштирилади ва бир тармоқдан келган хабарни бошқа тармоқ форматига ўзгартирувчи воситачи сифатида хизмат қилади. Шлюз ҳам оддий компьютерга ўрнатиладиган фақат дастурий восита сифатида, ҳам махсуслаштирилган аппарат кўринишида ишлатилиши мумкин. Шундай қилиб, локал тармоқларни йирик тармоқларга улаш учун кўприклар ва маршрутизаторларнинг портлари ишлатилади.