Відповідність рівнів стека TCP/IP семирівневої моделі ISO/OSI

Тому що стек TCP/IP був розроблений до появи моделі взаємодії відкритих систем ISO/OSI, те, хоча він також має багаторівневу структуру, відповідність рівнів стека TCP/IP рівням моделі OSI досить умовно (мал. 5.6). Розглядаючи багаторівневу архітектуру TCP/IP, можна виділити в ній, подібно архітектурі OSI, рівні, функції яких залежать від конкретної технічної реалізації мережі, і рівні, функції яких орієнтовані на роботу з додатками (мал. 5.7).

Мал. 5.6. Відповідність рівнів стека TCP/IP семирівневої моделі OSI

Мал. 5.7. Мережезалежні й мереженезалежні рівні стека TCP/IP

Протоколи прикладного рівня стека TCP/IP працюють на комп'ютерах, що виконує додатки користувачів. Навіть повна зміна мережевого обладнання в загальному випадку не повинна впливати на роботу додатків, якщо вони одержують доступ до мережевих можливостей через протоколи прикладного рівня.

Протоколи транспортного рівня вже більше залежать від мережі, тому що вони реалізують інтерфейс до рівнів, що безпосередньо організують передачу даних по мережі. Однак, подібно протоколам прикладного рівня, програмні модулі, що реалізують протоколи транспортного рівня, встановлюються тільки на кінцевих вузлах. Протоколи двох нижніх рівнів є мереженезалежними, а отже, програмні модулі протоколів міжмережевого рівня й рівня мережевих інтерфейсів встановлюються як на кінцевих вузлах складеної мережі, так і на маршрутизаторах.

Кожен комунікаційний протокол оперує з деякою одиницею переданих даних. Назви цих одиниць іноді закріплюються стандартом, а частіше просто визначаються традицією. У стеці TCP/IP за багато років його існування утворилася устояна термінологія в цій області (мал. 5.8).

Мал. 5.8. Назва одиниць даних, які використовуються в TCP/IP

Потоком називають дані, що надходять від додатків на вхід протоколів транспортного рівня TCP й UDP.

TCP нарізає з потоку дані сегменти.

Одиницю даних протоколу UDP часто називають дейтаграмою (або датаграмою). Дейтаграма - це загальна назва для одиниць даних, якими оперують протоколи без встановлення з'єднань. До таких протоколів належить й протокол міжмережевої взаємодії IP.

7.Багато рівнева структура стеку TCP/IP

Структура протоколів TCP/IP приведена на малюнку 2.1. Протоколи TCP/IP діляться на 4 рівні.

Рисунок 1.1 – Стек TCP/IP

Самий нижній (рівень IV) відповідає фізичному і канальному рівням моделі OSI. Цей рівень в протоколах TCP/IP не регламентується, але підтримує всі популярні стандарти фізичного і канального рівня: для локальних мереж це Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN, для глобальних мереж – протоколи з'єднань «точка-точка» SLIP і PPP, протоколи територіальних мереж з комутацією пакетів X.25, frame relay. Розроблена також спеціальна специфікація, що визначає використання технології АТМ як транспорт канального рівня. 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 пакетів IP в її кадри.

Наступний рівень (рівень III) - це рівень міжмережевої взаємодії, який займається передачею пакетів з використанням різних транспортних технологій локальних мереж, територіальних мереж, ліній спеціального зв'язку і т.п.

Як основний протокол мережевого рівня (в термінах моделі OSI) в стеку використовується протокол IP, який 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. Протокол IP є дейтаграммным протоколом, тобто 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 керуючих повідомлень ICMP (Internet Control Message Protocol). Останній протокол призначений для обміну інформацією про помилки між маршрутизаторами мережі і вузлом - джерелом пакету. За допомогою спеціальних пакетів ICMP повідомляється 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 т.п.

8.Рівні міжмережевої взаємодії.

Рівень міжмережевої взаємодії (internet), званий також мережевим (network) рівнем, є стрижнем всієї архітектури TCP/IP. Саме цей рівень, функції якого відповідають мережевому рівню моделі OSI, обеспе-чиваєт переміщення пакетів в межах всієї складеної мережі.
Протоколи рівня міжмережевої взаємодії підтримують інтерфейси з вищерозміщеним транс-портним рівнем, отримуючи від нього запити на передачу даних по складеній мережі.

Основним протоколом міжмережевого рівня є міжмережевий протокол (Internet Protocol, IP). У його завдання входить просування пакету між підмережами – від одного прикордонного маршрутизатора до іншого, до тих пір, поки пакет не потрапить в мережу призначення. На відміну від протоколів прикладного і основного рівнів протокол IP встановлюється не тільки на хостах, але і на всіх шлюзах.

Протокол IP – це дейтаграммний протокол, що працює без встановлення з’єднань за принципом «по можливості», відповідно до якого він не бере на себе відповідальність за доставку пакету до вузла призначення. Якщо ж з якихось причин пакет втрачається (наприклад, із-за переповнювання буфера), протокол IP не намагається повторити його передачу.
Максимум на що він здатний – послати повідомлення про втрату пакету вузлу-відправникові.

Протокол IP спочатку проектувався як засіб передачі пакетів, що добре масштабувався, в складених мережах, що складаються з великої кількості мереж, об’єднаних як локальними, так і глобальними зв’язками. Враховуючи, що між двома вузлами мережі може пролягати декілька можливих шляхів, завдання переміщення даних в складеній мережі включає завдання прокладки і вибору маршрутів.
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), також відносяться до рівня міжмережевої взаємодії.

На цьому ж рівні працює і протокол міжмережевих керівників сообще-ній (Internet Control Message Protocol, ICMP), 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 т.п.

Вибір послідовності шлюзів, через які треба передавати пакет, щоб він дійшов до місця призначення, – це завдання протоколів рівня міжмережевої взаємодії. А ось переміщення пакету між сусідніми шлюзами в межах кожної з підмереж, що зустрічаються на шляху пакету, – це вже завдання локальної (тобто що використовується в кожній з підмереж) технології.
Кожного разу, коли потрібно скористатися локальними засобами доставки пакету в межах підмережі, протокол IP звертається до ніжележащему рівня міжмережевих інтерфейсів.

9.Рівень мережевих інтерфейсів

Нижньому рівні маршрутизатор, як і будь-який пристрій, підключений до мережі, забезпечує фізичний інтерфейс із середовищем передачі, включаючи узгодження рівнів електричних сигналів, лінійне й логічне кодування, оснащення певним типом рознімання. У різних моделях маршрутизаторів часто передбачаються різні набори фізичних інтерфейсів, що представляють собою комбінацію портів для приєднання локальних і глобальних мереж. З кожним інтерфейсом для підключення локальної мережі нерозривно зв'язаний певний протокол канального рівня - наприклад, Ethernet, Token Ring, FDDI. Інтерфейси для приєднання до глобальних мереж найчастіше визначають тільки деякі стандарт фізичного рівня, над яким у маршрутизаторі можуть працювати різні протоколи канального рівня. Наприклад, глобальний порт може підтримувати інтерфейс V.35, над яким можуть працювати протоколи канального рівня: LAP-B (що використовуються у мережах Х.25), LAP-F (використовуються у мережах frame relay), LAP-D (використовуються у мережах ISDN). Різниця між інтерфейсами локальних і глобальних мереж пояснюється тим, що технології локальних мереж працюють за власними стандартами фізичного рівня, які не можуть, як правило, використовуватися в інших технологіях, тому інтерфейс для локальної мережі являє собою сполучення фізичного й канального рівнів і зветься по імені відповідної технології - наприклад, інтерфейс Ethernet.

Інтерфейси маршрутизатора виконують повний набір функцій фізичного й канального рівнів по передачі кадру, включаючи одержання доступу до середовища (якщо це необхідно), формування бітових сигналів, прийом кадру, підрахунок його контрольної суми й передачу поля даних кадру верхньому рівню, у випадку якщо контрольна сума має коректне значення.

Перелік фізичних інтерфейсів, які підтримує та або інша модель маршрутизатора, є його найважливішою споживчою характеристикою. Маршрутизатор повинен підтримувати всі протоколи канального й фізичного рівнів, яка використовується в кожній з мереж, до яких він буде безпосередньо приєднаний. На мал. 5.3 показана функціональна модель маршрутизатора із чотирма портами, що реалізують наступні фізичні інтерфейси: 10Base-T й 10Base-2 для двох портів Ethernet, UTP для Token Ring й V.35, над яким можуть працювати протоколи LAP-B, LAP-D або LAP-F, забезпечуючи підключення до мереж Х.25, ISDN або frame relay.

Кадри, які надходять на порти маршрутизатора, після обробки відповідними протоколами фізичного й канального рівнів, звільняються від заголовків канального рівня. Взяті з поля даних кадру пакети передаються модулю мережевого протоколу.

Висновки:

Оскільки сімейство протоколів TCP/IP є основою побудо­ви Інтернету, розглянемо ці протоколи більш докладно.

В Інтернеті використовуються універсальні ідентифікато­ри (адреси) приєднаних до мережі комп'ютерів, тому будь-які дві машини мають можливість взаємодіяти одна з одною. В Інтернеті також реалізований принцип незалежності кори-стувальницького інтерфейсу від фізичної мережі, тобто існує множина способів установлення з'єднань і передачі даних, однакових для усіх фізичних мережевих технологій.

З погляду кінцевих користувачів, Інтернет являє собою єдину віртуальну мережу, до якої приєднані всі комп'юте­ри — незалежно від їх реальних фізичних з'єднань. Фунда­ментальним принципом Інтернету є рівнозначність всіх об'єднаних з його допомогою фізичних мереж: будь-яка сис­тема комунікацій розглядається як компонент Інтернету, незалежно від її фізичних параметрів, розмірів переданих па­кетів даних і географічного масштабу.

Список використаної літератури:

1. Пушкаря О.І. Інформатика. Комп’ютерна техніка. Комп’ютерні технології: Підручник. – К.: Академія, 2002. – 704 с.

2. Дибкова Л.М. Інформатика та комп’ютерна техніка: Посібник для студентів вищих навчальних закладів. – К.: Академія, 2002. – 320 с.

3. Кенін А.М., Печенкина Н.С., IBM PC для користувачів або як навчиться працювати на комп'ютері.- Катеринбург: АРД ЛТД, 19974. Шафрін Ю., Основи комп'ютерної технології.- М.: АБФ, 19975. Якубайтіс Е.А., Інформатика-сіті.- М.: Фінанси і статистика, 1989

Поиск по сайту: