Взаимодействие между уровнями протоколов TCP/IP

Уровень доступа к сети. Протоколы на этом уровне обеспечивают систему средствами для передачи данных другим устройствам в сети. Они определяют, как использовать сеть для передачи дейтаграмм IP. В отличие от протоколов более высоких уровней, протоколы этого уровня должны знать детали физической сети (структуру пакетов, систему адресации и т.д.), чтобы правильно оформить передаваемые данные.

 

Межсетевой уровень. Протокол IP

 

•Функции протокола IP

формирование дейтаграмм

 

поддержание системы адресации

 

обмен данными между транспортным уровнем и уровнем доступа к сети

 

организация маршрутизации дейтаграмм

 

разбиение и обратная сборка дейтаграмм

IP является протоколом без логического установления соединения. Это значит, что он не обменивается контрольной информацией для установки соединения, перед началом передачи данных. IP оставляет другим протоколам право устанавливать соединения – этим занимается либо протокол TCP, либо сами прикладные программы.

Протокол IP не обеспечивает обнаружение и исправление ошибок

Одним из основных свойств протокола IP является система адресации, которая обеспечивает уникальное именование любого сетевого устройства.

Устройство будем считать сетевым, если с ним ассоциирован некоторый стек протоколов)

Система адресации протокола IP

 

IP адрес представляется последовательностью четырех байтов. В адресе кодируется уникальный номер сети, а также номер компьютера (сетевого устройства в сети).

. Для представление содержимого IP адреса используется последовательность цифр:

N1.N2.N3.N4,

где Ni – десятичное представление содержимого i – го байта адреса.

Типы адресов

A номер сети <=126, уникальные сети, которые исторически принадлежат крупным мировым корпорациям.

С самые распространенные.

Некоторые из IP адресов являются зарезервированными, т.е. их интерпретация отличается от стандартной.

Протоколы TCP/IP были созданы для передачи данных через ARPANET, которая является сетью с коммутацией пакетов.

Пакет – это блок данных, который передаётся вместе с информацией, необходимой для его корректной доставки. Каждый пакет перемещается по сети независимо от остальных.

Дейтаграмма – это пакет протокола IP. Контрольная информация занимает первые пять или шесть 32-битных слов дейтаграммы. Это её заголовок (header). По умолчанию, его длина равна пяти словам, шестое является дополнительным. Для указания точной длины заголовка в нём есть специальное поле – длина заголовка (IHL, Internal Header Length).

Шлюз – устройство, передающее пакеты между различными сетями

Маршрутизация – процесс выбора шлюза или маршрутизатора

Шлюз – компьютер, который имеет >=2 сетевых адаптеров (каждый имеет свой IP адрес)

Компьютерные системы могут передавать данные только внутри той сети, к которой они подключены. Поэтому передача дейтаграмм из одной сети в другую идёт через шлюзы – от одного к другому. Внутри хоста данные проходят пути от уровня прикладных программ до уровня доступа к сети (и обратно). Дейтаграммы, которые переправляет шлюз, поднимаются только до межсетевого уровня. На этом уровне протокол IP, узнавая адрес получателя данных (на протяжении всего пути следования этот адрес не меняется – меняются промежуточные машины), принимает решение отправить дейтаграмму в одну из сетей, к которым подключен.

На рисунке выше показано, как используются шлюзы для ретрансляции пакетов.

 

Транспортный уровень

Протокол контроля передачи (TCP, Transmission Control Protocol) - обеспечивает надежную доставку данных с обнаружением и исправлением ошибок и с установлением логического соединения.

Протокол пользовательских дейтаграмм (UDP, User Datagram Protocol) - отправляет пакеты с данными, «не заботясь» об их доставке.

TCP Надежная передача данных. При отправке TCP пакета идет подтверждение о получении. Подтверждение должно прийти за некоторое детерминированное время. Если не пришло, то считается, что пакет потерялся. Обеспечивается порядок приема и передачи сообщений.

UDP Не требует подтверждения о доставки пакета.

TCP лучше, но за это мы платим содержательной скоростью и нагрузкой на сеть.

UDP быстрее, т.к. меньше мусора пересылается.

 

Выводы

UDP лучше для локальной сети, а TCP для межсетевого взаимодействия.

 

Уровень прикладных программ

На самой вершине архитектуры семейства протоколов TCP находится уровень прикладных программ.

Все процессы этого уровня пользуются протоколами транспортного уровня для обмена данными по сети.