Tcp / ip asoslari

TCP/IP protokoli stegi keng tarqalgan. U global internet uchun asos sifatida ishlatiladi. Biz stekning asosiy tushunchalari va tamoyillarini tushunamiz.
TCP / IP asoslari
Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP / IP) stegi raqamli ma'lumotlarni uzatishni tavsiflovchi tarmoq modelidir. U ikkita asosiy protokol nomi bilan ataladi, bu modelga ko'ra global tarmoq - Internet qurilgan. Endi bu aql bovar qilmaydigan ko'rinadi, ammo 1970-yillarda ma'lumotni bir tarmoqdan boshqasiga o'tkazib bo'lmadi, bu imkoniyatni ta'minlash uchun TCP / IP sifatida ham tanilgan Internet protokoli stegi ishlab chiqildi.
TCP/IP texnologiyasining muhim qismi vazifalarni hal qilish bo'lib, ular quyidagilarni o'z ichiga oladi:
• Har xil turdagi manzillardan izchil foydalanish. Bu vazifa har xil turdagi manzillarni xaritalashni o'z ichiga oladi, masalan, tarmoq IP-manzilini mahalliyga, domen nomini IP-manzilga aylantirish.
• manzillarning o'ziga xosligini ta'minlash. Manzil turiga qarab, kompyuter, quyi tarmoq, korporativ tarmoq yoki Internetda aniq manzilni ta'minlash talab qilinadi.
• Tarmoq interfeyslari va tarmoq ilovalarini sozlash.
Ro'yxatdagi vazifalarning har biri tugunlari soni bir necha o'ndan oshmaydigan tarmoq uchun juda oddiy echimga ega. Masalan, ramziy domen nomini IP-manzil bilan taqqoslash uchun har bir xostda tarmoqda ishlatiladigan barcha ramziy nomlar va ularga mos keladigan IP-manzillar jadvalini saqlash kifoya. Kichik tarmoqdagi barcha interfeyslarga noyob manzillarni "qo'lda" belgilash xuddi shunday oson. Biroq, yirik tarmoqlarda bir xil vazifalar shu qadar murakkablashadiki, ular tubdan boshqacha echimlarni talab qiladi.
TCP / IP ning ushbu muammolarni hal qilishdagi yondashuvini tavsiflovchi asosiy so'z bu miqyoslilikdir.
TCP / IP manzillarni belgilash, ko'rsatish va sozlashni ta'minlaydigan protseduralar turli o'lchamdagi tarmoqlarda bir xil darajada yaxshi ishlaydi. Ushbu bobda IP manzillarini yaratishning haqiqiy sxemasi bilan bir qatorda biz TCP / IP tarmoqlarida manzillashni qo'llab-quvvatlashning eng mashhur kengaytiriladigan vositalari bilan tanishamiz: sinfsiz domenlararo marshrutlash texnologiyasi, domen nomi tizimi va dinamik xost konfiguratsiya protokoli.
Ushbu protokollar AQSh Mudofaa vazirligi tomonidan ishlab chiqilgan, shuning uchun TCP / IP modeli ba'zan DoD (Mudofaa Departamenti) modeli deb ataladi. Agar siz OSI modeli bilan tanish bo'lsangiz, TCP / IP modelining tuzilishini tushunishingiz osonroq bo'ladi, chunki ikkala model ham qatlamlarga bo'lingan, ular ichida ma'lum protokollar ishlaydi va o'z funktsiyalarini bajaradi. TCP / IP modeli qanday ishlashini tushunishni osonlashtirish uchun biz maqolani semantik qismlarga ajratdik:

TCP / IP qatlam modeli
Biz yuqorida aytib o'tgan edik, TCP / IP modeli OSI kabi qatlamlarga bo'lingan, ammo ikkala model orasidagi farq qatlamlar sonida. Modelning qatlam arxitekturasini tartibga soluvchi va TCP / IP tarkibiga kiritilgan barcha protokollarni tavsiflovchi hujjat RFC 1122. Standart TCP / IP modelining to'rtta qatlamini o'z ichiga oladi, garchi, masalan, Tanenbaum (Tanenbaum E., Weatherall D) ga ko'ra. T18 Kompyuter tarmoqlari 5-nashr - SPb .: Piter, 2012. - 960 b.: kasal ISBN 978-5-459-00342-0), model besh darajaga ega bo'lishi mumkin.
Yuqori uchta qatlam - dastur, transport va tarmoq - RFC va Tanenbaum va boshqalarda mavjud. Ammo faqat kanal yoki kanal va jismoniy darajalar haqida gapirishga arziydimi - konsensus yo'q. RFCda ular birlashtirilgan, chunki ular bir xil funktsiyani bajaradilar. Ushbu maqolada biz rasmiy Internet RFC standartiga amal qilamiz va jismoniy qatlamni alohida qatlamga ajratmaymiz. Keyinchalik, modelning to'rtta darajasini ko'rib chiqamiz.
Bog'lanish qatlami
Bog'lanish qatlamining maqsadi tarmoq qurilmalari darajasida ma'lumotlar almashinuvini tasvirlash, ma'lumotlarning bir qurilmadan ikkinchisiga qanday uzatilishini aniqlashdir. Ma'lumot bu erda kodlangan, paketlarga bo'lingan va kerakli kanal orqali yuboriladi, ya'ni. uzatish vositasi.
Ushbu daraja, shuningdek, paketlar uzatilishi mumkin bo'lgan maksimal masofani, signal chastotasini, javob kechikishini va hokazolarni hisoblab chiqadi. Bularning barchasi axborot uzatish muhitining fizik xususiyatlari. Ma'lumotlar havolasi qatlamida eng keng tarqalgan protokol Ethernet hisoblanadi, ammo biz uni maqola oxirida misol bilan ko'rib chiqamiz.
TCP / IP stekining arxitekturasi va boshqa steklarning qatlamli arxitekturasi o'rtasidagi mafkuraviy farq eng pastki qatlam funktsiyalarini talqin qilishdir.
Eslatib o'tamiz, OSI modelining pastki qatlamlari (kanal va fizik) uzatish muhitiga kirish, ramkalash, elektr signallarining qiymatlarini moslashtirish, kodlash va sinxronlashtirish va boshqalar uchun ko'plab funktsiyalarni bajaradi. Ushbu o'ziga xos funktsiyalarning barchasi Ethernet, PPP va boshqalar kabi aloqa protokollarining markazida joylashgan.
TCP / IP stekining quyi darajasida vazifa ancha sodda - u faqat kompozit tarmoqning bir qismi bo'lgan turli texnologiyalarning pastki tarmoqlari bilan o'zaro aloqani tashkil qilish uchun javobgardir. TCP / IP kompozit tarmoqdagi har qanday quyi tarmoqni ikkita qo'shni router o'rtasida paketlarni tashish vositasi sifatida ko'rib chiqadi.
TCP / IP texnologiyasi va boshqa har qanday oraliq tarmoq texnologiyasi o'rtasidagi interfeysni tashkil qilish vazifasi ikkita vazifaga soddalashtirilishi mumkin:
• IP-paketni oraliq tarmoqning uzatiladigan ma'lumotlar birligiga qadoqlash (inkapsulyatsiya);
• tarmoq manzillarini ushbu oraliq tarmoq texnologiyasining manzillariga aylantirish.
Ushbu moslashuvchan yondashuv qo'llab-quvvatlanadigan texnologiyalar to'plamini kengaytirish muammosini soddalashtiradi. Yangi mashhur texnologiyaning paydo bo'lishi bilan u IP-paketlarni o'z freymlarida inkapsulatsiyalash usulini belgilaydigan tegishli standartni ishlab chiqish orqali tezda TCP / IP stekiga kiritiladi (masalan, IP-ning ishlashini belgilaydigan RFC 1577 spetsifikatsiyasi). ATM tarmoqlari orqali, 1994 yilda asosiy bankomat standartlari qabul qilingandan keyin qisqa vaqt ichida paydo bo'lgan). Har bir rivojlanayotgan texnologiya o'zining interfeys vositalarini ishlab chiqqanligi sababli, ushbu qatlamning funktsiyalarini bir marta va umuman aniqlab bo'lmaydi va shuning uchun TCP / IP stekining pastki qatlami tartibga solinmaydi.
Har bir aloqa protokoli uzatiladigan ma'lumotlarning ma'lum birligi bilan ishlaydi. Ushbu birliklarning nomlari ba'zan standart bilan belgilanadi, lekin ko'pincha ular an'analar bilan belgilanadi. Yillar davomida TCP / IP steklari ushbu sohada yaxshi tasdiqlangan terminologiyani ishlab chiqdi.

Ma'lumotlar oqimi, axborot oqimi yoki oddiygina oqim, ilovalardan transport qatlami protokollari - TCP va UDP kirishiga keladigan ma'lumotlarni anglatadi. TCP ma'lumotlar oqimidan segmentlarni "bo'laklaydi".
UDP ma'lumotlar birligi ko'pincha datagram yoki datagram deb ataladi.
Datagram - bu ulanishsiz protokollar bilan boshqariladigan ma'lumotlar birliklarining umumiy nomi. IP protokoli ham shunday protokollarga tegishli, shuning uchun uning ma'lumotlar birligi ba'zan datagram deb ham ataladi, garchi ko'pincha boshqa atama - paket ishlatiladi.
TCP / IP stekida IP-paketlar keyinchalik kompozit tarmoq tarmog'i orqali uzatish uchun qadoqlangan har qanday texnologiyalarning ma'lumotlar birliklari, shuningdek, ramkalar yoki ramkalar deb ataladi. Tarkibiy tarmoq texnologiyasida ushbu ma'lumotlar birligi uchun qanday nom qo'llanilishi muhim emas. TCP/IP uchun freym Ethernet ramkasi, ATM xujayrasi va X.25 paketi bo'lib, ular IP-paket birlashtirilgan tarmoq orqali o'tkaziladigan konteyner rolini o'ynaydi.
Internet qatlami
Har bir alohida tarmoq mahalliy deb ataladi, global Internet tarmog'i barcha mahalliy tarmoqlarni birlashtirishga imkon beradi. Tarmoq qatlami mahalliy tarmoqlarni global tarmoqqa birlashtirish uchun javobgardir. U turli xil lokal tarmoqlar orqali ma'lumot uzatishni tartibga soladi, bu esa turli tarmoqlar o'rtasidagi o'zaro ta'sir qilish imkoniyatini ochadi.
O'zaro ulanish Internetning asosiy qurilish printsipidir. Butun dunyo bo'ylab mahalliy tarmoqlar global tarmoqqa birlashtirilgan va bu tarmoqlar o'rtasida ma'lumotlar uzatish magistral va chegara marshrutizatorlari tomonidan amalga oshiriladi.
Transport qatlami
Transport qatlamining doimiy rezidentlari TCP va UDP protokollari bo'lib, ular axborotni yetkazib berish bilan shug'ullanadi.
TCP (Transmission Control Protocol) ishonchli bo'lib, u ma'lumotlarning unga yetib kelganligini, olingan ma'lumotlarning qanchalik to'liqligini va hokazolarni tekshirish orqali uzatilishini ta'minlaydi. TCP ikkita xostga ulanishni sozlash orqali paketlarni almashish imkonini beradi. U ilovalar uchun xizmat ko'rsatadi, yo'qolgan ma'lumotlarni qayta so'raydi, ikki nusxadagi paketlarni yo'q qiladi, tarmoq tiqilib qolishini tartibga soladi. TCP ma'lumot belgilangan manzildan to'g'ri tartibda qabul qilinishi va to'planishini kafolatlaydi.
UDP (User Datagram Protocol) ishonchli emas va avtonom datagrammalarni uzatish bilan shug'ullanadi. UDP barcha datagrammalarning manzilga yetib borishiga kafolat bermaydi. Datagrammalarda qabul qiluvchiga yetib borish uchun zarur bo'lgan barcha ma'lumotlar allaqachon mavjud, ammo ular hali ham yo'qolishi yoki jo'natilgandagidan boshqacha tartibda yetkazib berilishi mumkin.
UDP odatda axborotni ishonchli uzatish zarur bo'lganda foydalanilmaydi. UDP dan foydalanish mantiqan to'g'ri keladi, bu erda ba'zi ma'lumotlarning yo'qolishi dastur uchun muhim bo'lmaydi, masalan, video o'yinlar yoki video oqimlarda. UDP ba'zi sabablarga ko'ra takroriy so'rov qilish qiyin yoki asossiz bo'lganda kerak bo'ladi.
L3 protokollari yuqori yoki pastki qatlamlardan olingan ma'lumotlarni izohlamaydi, ular faqat uzatish kanali sifatida xizmat qiladi, ammo istisnolar mavjud. RSVP (Resurs Reservation Protocol), masalan, marshrutizatorlar yoki xavfsizlik devorlari tomonidan trafikni tahlil qilish va tarkibga qarab uni jo'natish yoki rad etish to'g'risida qaror qabul qilish uchun ishlatilishi mumkin.
Ilova qatlami
TCP / IP modelida OSI dan farqli o'laroq, qo'shimcha oraliq qatlamlar (taqdimot va seans) mavjud emas. Formatlash va ma'lumotlarni taqdim etish funktsiyalari kutubxonalarga va amaliy dasturlash interfeyslariga (API) topshirildi - bu bilimlar bazasining bir turi. Xizmat yoki dastur kutubxona yoki API-ga qo'ng'iroq qilganda, u topshiriqni bajarish va ushbu amallarni bajarish bo'yicha ko'rsatmalarni bajarish uchun zarur bo'lgan harakatlar to'plami bilan javob beradi.
Amaliy qatlam protokollari ko'pgina ilovalar uchun amal qiladi, ular foydalanuvchiga xizmatlarni taqdim etadi yoki allaqachon o'rnatilgan ulanishlar orqali quyi qatlamlardagi "hamkasblar" bilan ma'lumot almashadi. Bu erda ko'pgina ilovalar uchun o'zlarining protokollari yaratilgan, masalan, gipermatnni tarmoq orqali uzatish uchun HTTP, pochtani uzatish uchun SMTP, fayllarni uzatish uchun FTP, DHCP IP manzilini belgilash protokoli va boshqalar.