Stokovi protokola

Stog protokola je hijerarhijski organizovan skup mrežnih protokola različitih nivoa koji je dovoljan da organizuje i obezbedi interakciju čvorova u mreži. Trenutno mreže koriste veliki broj stekova komunikacijskih protokola. Najpopularniji stekovi su: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB, Novell NetWare, DECnet, XNS, SNA i OSI. Svi ovi stekovi, osim SNA, na nižim nivoima - fizičkom i kanalnom - koriste iste dobro standardizirane protokole Ethemet, Token Ring, FDDI i neke druge, koji omogućavaju korištenje iste opreme u svim mrežama. Ali na gornjim nivoima, svi stekovi rade prema vlastitim protokolima. Ovi protokoli često nisu u skladu sa slojevima koje preporučuje OSI model. Konkretno, funkcije sloja sesije i prezentacije obično se kombinuju sa slojem aplikacije. Ovo neslaganje je zbog činjenice da se OSI model pojavio kao rezultat generalizacije već postojećih i stvarno korištenih stekova, a ne obrnuto.

Svi protokoli uključeni u stek su razvijeni od strane jednog proizvođača, odnosno u mogućnosti su da rade što je brže i efikasnije moguće.

Važna tačka u funkcionisanju mrežne opreme, posebno mrežnog adaptera, je vezivanje protokola. Omogućava vam da koristite različite stekove protokola kada opslužujete jedan mrežni adapter. Na primjer, možete koristiti TCP/IP i IPX/SPX stekove u isto vrijeme. Ako iznenada dođe do greške pri pokušaju uspostavljanja veze sa primaocem koristeći prvi stek, automatski će se prebaciti na korištenje protokola sa sljedećeg steka. Važna tačka u ovom slučaju je redosled povezivanja, jer jasno utiče na upotrebu jednog ili drugog protokola iz različitih stekova.

Bez obzira na to koliko je mrežnih adaptera instalirano na računaru, povezivanje se može izvršiti i „jedan-prema-više” i „nekoliko-na-jedan”, odnosno jedan stog protokola može biti vezan za nekoliko adaptera odjednom ili nekoliko snopova na jedan adapter.

NetWare je mrežni operativni sistem i skup mrežnih protokola koji se koriste u ovom sistemu za interakciju sa klijentskim računarima povezanim na mrežu. Mrežni protokoli sistema su bazirani na XNS protokolu. NetWare trenutno podržava TCP/IP i IPX/SPX protokole. Novell NetWare je bio popularan 80-ih i 90-ih godina zbog svojih superiornih performansi u odnosu na operativne sisteme opšte namene. Ovo je sada zastarjela tehnologija.

Xerox Network Services Internet Transport Protocol (XNS) stog protokola je razvio Xerox za prijenos podataka preko Ethernet mreža. Sadrži 5 nivoa.

Sloj 1 - prijenosni medij - implementira funkcije fizičkog i sloja veze u OSI modelu:

* upravlja razmjenom podataka između uređaja i mreže;

* usmjerava podatke između uređaja na istoj mreži.

Sloj 2 - mreža - odgovara sloju mreže u OSI modelu:

* upravlja razmjenom podataka između uređaja koji se nalaze u različitim mrežama (pruža uslugu datagrama u smislu IEEE modela);

* opisuje način na koji podaci prolaze kroz mrežu.

Sloj 3 - transport - odgovara transportnom sloju u OSI modelu:

* Pruža komunikaciju s kraja na kraj između izvora podataka i odredišta.

Nivo 4 - kontrola - odgovara nivou sesije i prezentacije u OSI modelu:

* upravlja prezentacijom podataka;

* upravlja kontrolom nad resursima uređaja.

Sloj 5 - primijenjen - odgovara najvišim nivoima u OSI modelu:

* pruža funkcije obrade podataka za primijenjene zadatke.

TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) stog protokola je daleko najčešći i najfunkcionalniji. Radi u lokalnim mrežama bilo kojeg obima. Ovaj stog je glavni stog na globalnom Internetu. Podrška za stack implementirana je u računare sa UNIX operativnim sistemom. Kao rezultat toga, popularnost TCP/IP protokola je porasla. Stog TCP/IP protokola uključuje mnogo protokola koji rade na različitim nivoima, ali je ime dobio zahvaljujući dva protokola - TCP i IP.

TCP (Transmission Control Protocol) je transportni protokol dizajniran za kontrolu prijenosa podataka u mrežama koristeći stek TCP/IP protokola. IP (Internet Protocol) je protokol mrežnog sloja dizajniran za isporuku podataka preko složene mreže koristeći jedan od transportnih protokola, kao što je TCP ili UDP.

Niži nivo TCP/IP steka koristi standardne protokole za prenos podataka, što ga omogućava da se koristi u mrežama koje koriste bilo koju mrežnu tehnologiju i na računarima sa bilo kojim operativnim sistemom.

U početku je TCP/IP protokol razvijen za upotrebu u globalnim mrežama, zbog čega je što je moguće fleksibilniji. Konkretno, zbog mogućnosti fragmentacije paketa, podaci, unatoč kvalitetu komunikacijskog kanala, u svakom slučaju stižu do odredišta. Osim toga, zbog prisutnosti IP protokola, postaje moguć prijenos podataka između heterogenih segmenata mreže.

Nedostatak TCP/IP protokola je složenost mrežne administracije. Dakle, za normalno funkcionisanje mreže potrebni su dodatni serveri, poput DNS-a, DHCP-a i sl., čije održavanje oduzima većinu vremena administratoru sistema. Limoncelli T., Hogan K., Cheylap S. - Administracija sistema i mreže. 2nd ed. godine 2009. 944s

Stek protokola IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange) je razvijen i zaštićen od strane Novell. Razvijen je za potrebe operativnog sistema Novell NetWare, koji je donedavno zauzimao jednu od vodećih pozicija među serverskim operativnim sistemima.

IPX i SPX protokoli rade na mrežnim i transportnim slojevima ISO/OSI modela, respektivno, tako da se savršeno nadopunjuju.

IPX protokol može prenositi podatke koristeći datagrame koristeći informacije o mrežnom rutiranju da bi to učinio. Međutim, da biste prenijeli podatke duž pronađene rute, prvo morate uspostaviti vezu između pošiljaoca i primatelja. To je ono što radi SPX protokol ili bilo koji drugi transportni protokol koji radi u tandemu sa IPX-om.

Nažalost, stog IPX/SPX protokola je prvobitno bio orijentisan na opsluživanje malih mreža, tako da je njegova upotreba u velikim mrežama neefikasna: prekomerno korišćenje emitovanja na komunikacionim linijama male brzine je neprihvatljivo.

Na fizičkom i link sloju, OSI stek podržava Ethernet, Token Ring, FDDI protokole, kao i LLC, X.25 i ISDN protokole, odnosno koristi sve popularne protokole nižeg nivoa razvijene izvan steka, kao npr. većina drugih stekova. Mrežni sloj uključuje relativno rijetko korišteni mrežni protokol usmjeren na povezivanje (CONP) i mrežni protokol bez veze (CLNP). Protokoli rutiranja OSI steka su ES-IS (Krajnji sistem -- Intermediate System) između krajnjeg i međusistema i IS-IS (Intermediate System -- Intermediate System) između međusistema. Transportni sloj OSI steka skriva razliku između mrežnih usluga bez veze i bez veze, tako da korisnici dobijaju potrebnu kvalitetu usluge bez obzira na osnovni mrežni sloj. Da bi se to osiguralo, transportni sloj zahtijeva od korisnika da specificira željeni kvalitet usluge. Usluge sloja aplikacije pružaju prijenos datoteka, emulaciju terminala, usluge direktorija i poštu. Od njih su najpopularniji servis imenika (standard X.500), e-pošta (X.400), protokol virtuelnog terminala (VTP), prenos datoteka, protokol pristupa i kontrole (FTAM), protokol prenosa i kontrole poslova (JTM ).

Prilično popularan stek protokola koji su razvili IBM i Microsoft, respektivno, fokusiran je na upotrebu u proizvodima ovih kompanija. Kao i TCP/IP, standardni protokoli kao što su Ethernet, Token Ring i drugi rade na fizičkim slojevima i slojevima veze podataka NetBIOS/SMB steka, što ga čini mogućim za korištenje u tandemu sa bilo kojom aktivnom mrežnom opremom. Na gornjim nivoima rade NetBIOS (Network Basic Input/Output System) i SMB (Server Message Block) protokoli.

NetBIOS protokol je razvijen sredinom 80-ih godina prošlog stoljeća, ali je ubrzo zamijenjen funkcionalnijim NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface) protokolom, koji omogućava organiziranje vrlo efikasne razmjene informacija u mrežama koje se sastoje od najviše 200 računara. .

Komunikacija između računara koristi logička imena koja se dinamički dodeljuju računarima kada se povežu na mrežu. U ovom slučaju, tabela imena se distribuira svakom računaru na mreži. Podržan je i rad sa nazivima grupa, što vam omogućava da prenesete podatke na nekoliko primalaca odjednom.

Glavne prednosti NetBEUI protokola su brzina i vrlo niski zahtjevi za resursima. Ako želite organizirati brzu razmjenu podataka u maloj mreži koja se sastoji od jednog segmenta, za to nema boljeg protokola. Osim toga, uspostavljena veza nije uslov za isporuku poruka: u nedostatku veze, protokol koristi metodu datagrama, kada se poruka dostavlja adresom primaoca i pošiljaoca i "polijeće", krećući se od jedan kompjuter na drugi.

Međutim, NetBEUI ima i značajan nedostatak: potpuno je lišen koncepta usmjeravanja paketa, tako da njegova upotreba u složenim kompozitnim mrežama nema smisla. Pyatibratov A.P., Gudyno L.P., Kirichenko A.A. Računarske mašine, mreže i telekomunikacioni sistemi Moskva 2009. 292s

Što se tiče SMB (Server Message Block) protokola, on organizira rad mreže na tri najviša nivoa – sesije, prezentacije i aplikacije. Kada se koristi, postaje moguć pristup datotekama, štampačima i drugim mrežnim resursima. Ovaj protokol je nekoliko puta unapređivan (objavljene su tri verzije), što je omogućilo njegovu upotrebu čak i u modernim operativnim sistemima kao što su Microsoft Vista i Windows 7. SMB protokol je univerzalan i može se upariti sa gotovo bilo kojim transportnim protokolom, kao što su TCP / IP i SPX.

DECnet (Digital Equipment Corporation net) stog protokola sadrži 7 slojeva. Uprkos razlici u terminologiji, DECnet slojevi su veoma slični slojevima OSI modela. DECnet implementira koncept mrežne arhitekture DNK (Digital Network Architecture) koju je razvio DEC, prema kojoj se heterogeni računarski sistemi (računari različitih klasa) koji rade pod različitim operativnim sistemima mogu kombinovati u geografski distribuirane informacione i računarske mreže.

IBM-ov SNA (System Network Architecture) protokol je dizajniran za daljinsku komunikaciju sa velikim računarima i sadrži 7 slojeva. SNA je baziran na konceptu glavnog računala i pruža udaljeni terminalski pristup IBM glavnim računarima. Glavna prepoznatljiva karakteristika SNA je sposobnost svakog terminala da pristupi bilo kojem aplikacijskom programu glavnog računara. Arhitektura mreže sistema implementirana je na osnovu virtuelnog telekomunikacionog pristupa (Virtual Telecommunication Access Method - VTAM) u glavnom računaru. VTAM upravlja svim vezama i terminalima, pri čemu svaki terminal ima pristup svim aplikacijama.

Protokolski stog, ili uobičajeno TCP/IP, je mrežna arhitektura modernih uređaja dizajniranih da koriste mrežu. Stog je zid u kojem svaka sastavna cigla leži na drugoj, zavisi od toga. Pozivanje steka protokola "TCP/IP stog" je zbog dva glavna protokola koja su implementirana - sam IP i TCP zasnovan na njemu. Međutim, oni su samo glavni i najčešći. Ako ne stotine, onda se desetine drugih do danas koriste u razne svrhe.

Web na koji smo navikli (World Wide Web) baziran je na HTTP-u (protokol za prijenos hiperteksta), koji zauzvrat radi na bazi TCP-a. Ovo je klasičan primjer korištenja steka protokola. Tu su i IMAP/POP i SMTP protokoli e-pošte, SSH protokoli udaljene ljuske, RDP protokoli udaljene radne površine, MySQL baze podataka, SSL/TLS i hiljade drugih aplikacija sa vlastitim protokolima (..)

Koja je razlika između svih ovih protokola? Sve je prilično jednostavno. Pored različitih ciljeva postavljenih tokom razvoja (na primjer, brzina, sigurnost, stabilnost i drugi kriteriji), kreiraju se protokoli u svrhu diferencijacije. Na primjer, postoje protokoli aplikacijskog sloja koji se razlikuju za različite aplikacije: IRC, Skype, ICQ, Telegram i Jabber su međusobno nekompatibilni. Dizajnirani su za obavljanje određenog zadatka, au ovom slučaju mogućnost pozivanja WhatsAppa u ICQ jednostavno nije tehnički definirana, jer aplikacije koriste drugačiji protokol. Ali njihovi protokoli su zasnovani na istom IP protokolu.

Protokolom se može nazvati planirani, redoviti slijed radnji u procesu u kojem postoji nekoliko aktera, u mreži se nazivaju peer (partneri), rjeđe - klijent i server, naglašavajući karakteristike određenog protokola. Najjednostavniji primjer protokola za one koji još uvijek ne razumiju je rukovanje na sastanku. I jedni i drugi znaju kako i kada, ali pitanje zašto je već pitanje programera, a ne korisnika protokola. Inače, u gotovo svim protokolima postoji rukovanje, na primjer, kako bi se osiguralo razlikovanje protokola i zaštita od "letenja u pogrešnom avionu".

Evo što je TCP/IP na primjeru najpopularnijih protokola. Ovdje je prikazana hijerarhija zavisnosti. Moram reći da aplikacije koriste samo navedene protokole, koji mogu, ali i ne moraju biti implementirani unutar OS-a.

Vrlo, vrlo jednostavno rečeno, ovo je poštanska usluga.

Svaki član IP kompatibilne mreže ima svoju adresu, koja izgleda otprilike ovako: 162.123.058.209. Ukupno postoji 4,22 milijarde takvih adresa za IPv4 protokol.

Pretpostavimo da jedan računar želi komunicirati s drugim i poslati mu paket - "paket". On će se obratiti "poštanskoj službi" TCP/IP i dati joj svoj paket, navodeći adresu na koju se mora dostaviti. Za razliku od adresa u stvarnom svijetu, iste IP adrese se često naizmjence dodjeljuju različitim računarima, što znači da "poštar" ne zna gdje se fizički nalazi traženi računar, pa šalje paket u najbližu "poštu" - na mrežnu kompjutersku ploču. Možda postoje informacije o tome gdje se željeni računar nalazi, ili možda takve informacije nema. Ako ga nema, zahtjev za adresu šalje se svim najbližim „poštama“ ( centralama). Ovaj korak ponavljaju sve "pošte" dok ne pronađu željenu adresu, dok se sećaju kroz koliko je "pošta" ovaj zahtev prošao pre njih i ako prođe kroz određeni (dovoljno veliki) broj njih, onda će biti vraćen sa oznakom "adresa nije pronađena." Prva "pošta" uskoro će dobiti gomilu odgovora iz drugih "kancelarija" sa opcijama za put do primaoca. Ako se ne pronađe dovoljno kratka putanja (obično 64 transfera, ali ne više od 255), paket će biti vraćen pošiljaocu. Ako se pronađe jedna ili više putanja, paket će biti poslat najkraćim od njih, dok će "pošte" pamtiti ovu putanju na neko vrijeme, što vam omogućava da brzo prebacite sljedeće pakete ne pitajući nikoga za adresu. Nakon isporuke, "poštar" će natjerati primaoca da potpiše "priznanicu" u kojoj se navodi da je primio paket i tu "priznanicu" dati pošiljaocu kao dokaz da je paket isporučen netaknut - potrebna je provjera isporuke u TCP-u. Ako pošiljalac ne dobije takvu potvrdu nakon određenog vremenskog perioda, ili na potvrdi piše da je paket oštećen ili izgubljen tokom slanja, onda će pokušati ponovo poslati paket.

TCP/IP je skup protokola.

Protokol je pravilo. Na primjer, kada vas pozdrave - pozdravljate kao odgovor (i ne kažete zbogom ili ne želite sreću). Programeri će reći da koristimo, na primjer, hello protokol.

Kakav TCP/IP (sada će biti sasvim jednostavno, nemojte bombardovati svoje kolege):

Informacije do vašeg računara idu žicom (radio ili bilo šta drugo - nije važno). Ako je struja puštena kroz žice, to znači 1. Isključeno, znači 0. Ispada 10101010110000 i tako dalje. 8 nula i jedinica (bitova) je bajt. Na primjer 00001111. Ovo se može predstaviti kao broj u binarnom obliku. U decimalnom obliku, bajt je broj između 0 i 255. Ovi brojevi se preslikavaju u slova. Na primjer, 0 je A, 1 je B. (Ovo se zove kodiranje).

Dakle. Da bi dva računara efikasno prenosila informacije preko žica, moraju da napajaju struju po nekim pravilima - protokolima. Na primjer, moraju se dogovoriti koliko često se struja može mijenjati tako da se 0 može razlikovati od druge 0.

Ovo je prvi protokol.

Računari nekako shvataju da je jedan od njih prestao da daje informacije (kao što je "sve sam rekao"). Da bi to učinili, na početku niza podataka 010100101 računari mogu poslati nekoliko bitova, dužine poruke koju žele poslati. Na primjer, prvih 8 bitova može ukazivati ​​na dužinu poruke. Odnosno, prvo se u prvih 8 bitova prenosi kodirani broj 100, a zatim 100 bajtova. Računar prijemnik će tada čekati narednih 8 bita i sljedeću poruku.

Ovdje imamo još jedan protokol, uz njegovu pomoć možete slati poruke (kompjuter).

Postoji mnogo računara tako da mogu da razumeju kome treba da pošalje poruku koristeći jedinstvene računarske adrese i protokol koji vam omogućava da razumete kome je ova poruka upućena. Na primjer, prvih 8 bitova će označavati adresu primatelja, sljedećih 8 - dužinu poruke. A onda poruka. Upravo smo ugurali jedan protokol u drugi. Za adresiranje je odgovoran IP protokol.

Komunikacija nije uvijek pouzdana. Za pouzdanu isporuku poruka (kompjuter) koristite TCP. Kada izvršavaju TCP protokol, računari će se ponovo pitati da li su primili ispravnu poruku. Postoji i UDP - to je kada računari više ne pitaju da li su ga primili. Zašto je to potrebno? Ovdje slušate internet radio. Ako stigne par bajtova s ​​greškama, čut ćete, na primjer, "psh", a zatim ponovo muziku. Nije fatalno i nije posebno važno - za to se koristi UDP. Ali ako se nekoliko bajtova pokvari prilikom učitavanja stranice, dobićete sranja na monitoru i nećete ništa razumjeti. Stranica koristi TCP.

TCP/IP (UDP/IP) su ugniježđeni protokoli koji pokreću Internet. Na kraju, ovi protokoli omogućavaju prenos kompjuterske poruke u jednom komadu i tačno na adresi.

Postoji i http protokol. Prvi red je adresa sajta, sledeći redovi su tekst koji šaljete sajtu. Sve http linije su tekst. Što se u TCP ubacuje poruka koja se adresira preko IP-a, i tako dalje.

Odgovori

Internet je globalni sistem međusobno povezanih računarskih, lokalnih i drugih mreža koje međusobno komuniciraju putem steka TCP/IP protokola (slika 1.).

Slika 1 - Generalizovani dijagram Interneta

Internet omogućava razmjenu informacija između svih računara koji su na njega povezani. Tip računara i operativni sistem koji koristi nisu bitni.

Glavne ćelije Interneta su lokalne mreže (LAN - Local Area network). Ako je neka lokalna mreža direktno povezana na Internet, onda se na nju može povezati i svaka radna stanica te mreže. Postoje i računari koji su nezavisno povezani na Internet. Zovu se host računari(domaćin - domaćin).

Svaki računar spojen na mrežu ima svoju adresu, na kojoj ga može pronaći pretplatnik sa bilo kojeg mjesta na svijetu.

Važna karakteristika Interneta je da kombinovanjem različitih mreža ne stvara nikakvu hijerarhiju – svi računari povezani na mrežu su jednaki.

Još jedna karakteristična karakteristika Interneta je njegova visoka pouzdanost. Ako neki od računara i komunikacionih linija pokvare, mreža će nastaviti da funkcioniše. Takvu pouzdanost osigurava činjenica da na Internetu ne postoji jedinstveni kontrolni centar. Ako neke komunikacijske linije ili računari pokvare, tada se poruke mogu prenositi preko drugih komunikacijskih linija, jer uvijek postoji nekoliko načina za prijenos informacija.

Internet nije komercijalna organizacija i ne pripada nikome. Internet korisnika ima u gotovo svim zemljama svijeta.

Korisnici se povezuju na mrežu preko računara posebnih organizacija koje se zovu Internet Service Providers. Internet veza može biti trajna ili privremena. ISP-ovi imaju mnogo linija za povezivanje korisnika i brzih linija za povezivanje s ostatkom Interneta. Često su manji provajderi povezani sa većim, koji su zauzvrat povezani sa drugim provajderima.

Organizacije koje su međusobno povezane najbržim komunikacijskim linijama čine osnovni dio mreže, odnosno okosnicu Internet Backbona [Bekbon]. Ako je dobavljač povezan direktno na greben, tada će brzina prijenosa informacija biti maksimalna.

U stvarnosti, razlika između korisnika i internet provajdera je prilično relativna. Bilo koja osoba koja je svoj računar ili svoju lokalnu mrežu spojila na Internet i instalirala potrebne programe može pružiti usluge mrežnog povezivanja drugim korisnicima. Jedan korisnik može, u principu, biti povezan brzom linijom direktno na okosnicu Interneta.

Općenito, Internet razmjenjuje informacije između bilo koja dva računara povezana na mrežu. Računari povezani na Internet se često nazivaju internet hostovi ili internet stranice. , od engleske riječi site, što se prevodi kao mjesto, lokacija. Sajtovi instalirani kod ISP-a omogućavaju korisnicima pristup Internetu. Postoje i čvorovi specijalizovani za pružanje informacija. Na primjer, mnoge firme kreiraju web stranice na Internetu putem kojih distribuiraju informacije o svojim proizvodima i uslugama.

Kako se informacije prenose? Na Internetu se koriste dva glavna koncepta: adresa i protokol. Svaki računar povezan na Internet ima svoju jedinstvenu adresu. Baš kao što poštanska adresa jedinstveno identifikuje lokaciju osobe, Internet adresa jedinstveno identifikuje lokaciju računara na mreži. Internet adrese su najvažniji dio toga i o njima će se detaljnije govoriti u nastavku.

Podaci koji se šalju sa jednog računara na drugi putem Interneta razbijaju se u pakete. Kreću se između kompjutera koji čine mrežni čvorovi. Paketi iste poruke mogu ići različitim rutama. Svaki paket ima svoju oznaku koja osigurava ispravnu montažu dokumenta na računaru na koji je poruka upućena.

Šta je protokol? Kao što je ranije rečeno, protokol je pravila interakcije. Na primjer, diplomatski protokol propisuje šta treba činiti prilikom susreta sa stranim gostima ili prilikom održavanja prijema. Takođe, mrežni protokol propisuje pravila za rad računara koji su povezani na mrežu. Standardni protokoli prisiljavaju različite računare da "govore isti jezik". Tako je moguće povezati na Internet različite tipove računara koji rade na različitim operativnim sistemima.

Osnovni protokoli Interneta su stog TCP/IP protokola. Prije svega, potrebno je to pojasniti u tehničkom razumijevanju TCP/IP - ovo nije jedan mrežni protokol, već dva protokola koja leže na različitim nivoima mrežnog modela (ovo je tzv. stek protokola). TCP protokol - protokol transportni nivo. On to kontroliše kako se podaci prenose. IP protokol - adresa. On pripada mrežni sloj i određuje gde se odvija prenos.

Protokol TCP. Prema TCP protokolu , podaci koji se šalju se "sijeku" na male pakete, nakon čega se svaki paket označava tako da sadrži podatke potrebne za pravilno sklapanje dokumenta na računaru primaoca.

Da biste razumjeli suštinu TCP protokola, možete zamisliti partiju šaha na prepisku, kada dva učesnika igraju deset partija u isto vrijeme. Svaki potez se bilježi na posebnoj razglednici na kojoj je naznačen broj igre i broj poteza. U ovom slučaju, između dva partnera putem istog kanala pošte postoji, takoreći, desetak veza (jedna po paketu). Dva računara povezana jednom fizičkom vezom mogu jednako lako podržati više TCP veza u isto vrijeme. Tako, na primjer, dva posredna mrežna servera mogu istovremeno prenositi jedan drugome u oba smjera mnogo TCP paketa od brojnih klijenata preko jedne komunikacijske linije.

Kada radimo na internetu, možemo istovremeno primati dokumente iz Amerike, Australije i Evrope preko jedne telefonske linije. Paketi svakog od dokumenata stižu posebno, sa vremenskim odvajanjem, a kako pristižu, skupljaju se u različite dokumente.

Protokol IP . Sada razmotrite protokol adrese - IP (Internet Protocol). Njegova suština je da svaki član World Wide Weba mora imati svoju jedinstvenu adresu (IP adresu). Bez toga je nemoguće govoriti o tačnoj isporuci TCP paketa na pravo radno mjesto. Ova adresa se izražava vrlo jednostavno - četiri broja, na primjer: 195.38.46.11. Kasnije ćemo detaljnije pogledati strukturu IP adrese. Organizovan je na način da svaki računar kroz koji prođe bilo koji TCP paket može po ova četiri broja odrediti koji od najbližih „komšija“ treba da prosledi paket tako da bude „bliži“ primaocu. Kao rezultat konačnog broja skokova, TCP paket stiže na svoje odredište.

Riječ "bliže" nije slučajno pod navodnicima. U ovom slučaju se ne procjenjuje geografska „blizina“. Uzimaju se u obzir uslovi komunikacije i kapacitet linije. Dva računara koja se nalaze na različitim kontinentima, ali povezana svemirskom komunikacijskom linijom visokih performansi, smatraju se bližima jedan drugom od dva računara iz susjednih sela povezanih jednostavnom telefonskom žicom. Rješavanje pitanja šta smatrati "bližim", a šta "dalje" rješavaju se posebnim sredstvima - ruteri. Ulogu rutera u mreži obično obavljaju specijalizovani računari, ali to mogu biti i posebni programi koji se pokreću na serverima čvorova mreže.

Stog TCP/IP protokola

Stog TCP/IP protokola- skup mrežnih protokola za prijenos podataka koji se koriste u mrežama, uključujući Internet. Naziv TCP/IP dolazi od dva najvažnija protokola u porodici, Protokola za kontrolu prijenosa (TCP) i Internet Protocol (IP), koji su razvijeni i opisani prvi u ovom standardu.

Protokoli rade jedan s drugim u steku. stog, stek) - to znači da protokol koji se nalazi na višem nivou radi "na vrhu" nižeg, koristeći mehanizme enkapsulacije. Na primjer, TCP protokol radi na vrhu IP protokola.

Stog TCP/IP protokola uključuje četiri sloja:

• sloj aplikacije (aplikacijski sloj),
• transportni sloj (transportni sloj),
• mrežni sloj (internet sloj),
• sloj veze.

Protokoli ovih slojeva u potpunosti implementiraju funkcionalnost OSI modela (Tabela 1). Sva korisnička interakcija u IP mrežama je izgrađena na steku TCP/IP protokola. Stog je neovisan o fizičkom prijenosnom mediju.

Tabela 1– Poređenje steka TCP/IP protokola i referentnog modela OSI

Aplikacioni sloj

Aplikacioni sloj je mjesto gdje se pokreće većina mrežnih aplikacija.

Ovi programi imaju svoje komunikacijske protokole, kao što su HTTP za WWW, FTP (prijenos datoteka), SMTP (e-pošta), SSH (sigurna veza sa udaljenom mašinom), DNS (prevođenje znakova na IP adresu) i mnoge druge drugi.

Uglavnom, ovi protokoli rade na vrhu TCP-a ili UDP-a i vezani su za određeni port, na primjer:

• HTTP na TCP portu 80 ili 8080,
• FTP na TCP port 20 (za prijenos podataka) i 21 (za kontrolne komande),
• DNS zahtjevi prema UDP portu (rjeđe TCP) 53,

transportni sloj

Protokoli transportnog sloja mogu riješiti problem negarantovane isporuke poruke („da li je poruka stigla na odredište?“) i također garantuju ispravan slijed pristizanja podataka. U TCP/IP stogu, transportni protokoli određuju za koju aplikaciju su podaci namijenjeni.

Protokoli automatskog usmjeravanja koji su logično prisutni na ovom sloju (jer rade na vrhu IP-a) su zapravo dio protokola mrežnog sloja; na primjer OSPF (IP ID 89).

TCP (IP identifikator 6) je "zagarantovani" transportni mehanizam sa unapred uspostavljenom vezom koji obezbeđuje aplikaciji pouzdan protok podataka, osigurava da primljeni podaci budu bez grešaka, ponovo zahteva podatke u slučaju gubitka i eliminiše dupliranje podaci. TCP vam omogućava da regulišete opterećenje mreže, kao i da smanjite vreme čekanja na podatke kada se prenose na velike udaljenosti. Štaviše, TCP garantuje da su primljeni podaci poslani potpuno istim redosledom. Ovo je njegova glavna razlika od UDP-a.

UDP (IP ID 17) je datagram protokol bez veze. Naziva se i "nepouzdanim" protokolom za prijenos, u smislu nemogućnosti provjere isporuke poruke primaocu, kao i mogućeg miješanja paketa. Aplikacije koje zahtijevaju garantirani prijenos podataka koriste TCP protokol.

UDP se obično koristi u aplikacijama kao što su video streaming i igre, gdje se gubitak paketa toleriše i ponovni pokušaj je težak ili nije opravdan, ili u aplikacijama za odgovor na izazov (kao što su DNS upiti) gdje uspostavljanje veze oduzima više resursa nego ponovno slanje.

I TCP i UDP koriste broj koji se zove port za definiranje protokola gornjeg sloja.

mrežni sloj

Internet sloj je prvobitno dizajniran za prijenos podataka s jedne (pod)mreže na drugu. Razvojem koncepta globalne mreže u sloj su uvedene dodatne mogućnosti za prijenos sa bilo koje mreže na bilo koju mrežu, bez obzira na protokole nižeg sloja, kao i mogućnost traženja podataka sa udaljene strane, npr. u ICMP protokolu (koristi se za prijenos dijagnostičkih informacija IP veze) i IGMP (koristi se za kontrolu multicast tokova).

ICMP i IGMP se nalaze iznad IP-a i trebali bi ići na sljedeći - transportni - sloj, ali funkcionalno su to protokoli mrežnog sloja, pa se stoga ne mogu unijeti u OSI model.

Paketi IP mrežnog protokola mogu sadržavati kod koji specificira koji sljedeći protokol sloja treba koristiti za izdvajanje podataka iz paketa. Ovaj broj je jedinstven IP broj protokola. ICMP i IGMP su označeni brojevima 1 i 2.

Sloj veze

Sloj veze opisuje kako se paketi podataka prenose preko fizičkog sloja, uključujući kodiranje(to jest, posebne sekvence bitova koji određuju početak i kraj paketa podataka). Eternet, na primer, u poljima zaglavlja paketa sadrži indikaciju za koju mašinu ili mašine na mreži je namenjen ovaj paket.

Primjeri protokola sloja veze su Ethernet, Wi-Fi, Frame Relay, Token Ring, ATM, itd.

Sloj veze se ponekad dijeli na 2 podsloja - LLC i MAC.

Osim toga, sloj veze opisuje medij za prijenos podataka (bilo da je u pitanju koaksijalni kabel, upletena parica, optičko vlakno ili radio kanal), fizičke karakteristike takvog medija i princip prijenosa podataka (razdvajanje kanala, modulacija, amplituda signala, signal frekvencija, način sinhronizacije prenosa, odziv kašnjenja i maksimalna udaljenost).

Enkapsulacija

Enkapsulacija je pakiranje, ili ugniježđenje, paketa visokog nivoa (moguće drugog protokola) u pakete istog protokola (nižeg nivoa), uključujući adresu.

Na primjer, kada aplikacija treba da pošalje poruku koristeći TCP, izvodi se sljedeći niz radnji (slika 2):

Slika 2 - Proces enkapsulacije

• prije svega, aplikacija popunjava posebnu strukturu podataka, u kojoj ukazuje na informacije o primaocu (mrežni protokol, IP adresa, TCP port);
• prenosi poruku, njenu dužinu i strukturu sa informacijama o primaocu rukovaocu TCP protokola (transportni sloj);
• TCP rukovalac formira segment u kojem je poruka podaci, a primateljev TCP port (kao i drugi podaci) je u zaglavlju;
• TCP rukovalac prosleđuje generisani segment IP rukovaocu (mrežni sloj);
• IP rukovalac smatra preneseni TCP segment kao podatak i stavlja mu prefiks zaglavlja (koje, posebno, sadrži IP adresu primaoca, preuzetu iz iste strukture podataka aplikacije, i gornji broj protokola;
• IP rukovalac prosleđuje primljeni paket sloju veze, koji ponovo smatra ovaj paket "sirovim" podacima;
• rukovalac sloja veze, slično prethodnim rukovaocima, dodaje svoje zaglavlje na početak (koje takođe ukazuje na broj protokola najvišeg nivoa, u našem slučaju to je 0x0800 (IP)) i, u većini slučajeva, dodaje konačnu kontrolnu sumu, čime se formira okvir;
• tada se primljeni okvir prenosi na fizički sloj, koji pretvara bitove u električne ili optičke signale i šalje ih u prijenosni medij.

Na strani primaoca, da bi se podaci raspakovali i dali aplikaciji, izvodi se obrnuti proces (odozdo prema gore), koji se naziva dekapsulacija.

Povezane informacije:

2015-2020 lektsii.org -

Transportni sloj (TL) definira pravila za prijenos paketa preko mreže. Transportni sloj nadgleda isporuku pojedinačnih paketa od kraja do kraja; ne uzima u obzir nikakve zavisnosti između ovih paketa (čak i ako pripadaju istoj poruci). Tretira svaki paket kao da svaki dio pripada zasebnoj poruci, bez obzira da li zaista pripada ili ne. Protokoli transportnog sloja osiguravaju da sve poruke stignu na odredište netaknute i da su paketi u svom originalnom redoslijedu. Na nivou transporta vrši se kontrola kršenja informacija i kontrola grešaka, kao i kontrola toka duž cijele staze izvor-odredište.

Transportni sloj obavlja sljedeće zadatke:

• Adresiranje servisne tačke. Računari često pokreću više programa u isto vrijeme. Iz tog razloga, isporuka od izvora do odredišta znači isporuku ne samo sa jednog računara na drugi, već i od datog procesa (pokrenutog programa) na jednom računaru do datog procesa (pokrenutog programa) na drugom. Stoga, zaglavlje transportnog sloja mora uključivati ​​tip adrese koji se zove adresa servisne točke (ili adresa porta). Mrežni sloj isporučuje svaki paket na ispravnu adresu računara; transportni sloj isporučuje kompletnu poruku ispravnom procesu na tom računaru.
• Segmentacija i ponovno sastavljanje. Poruka je podijeljena na prenosive segmente, svaki segment sadrži redni broj. Ovi brojevi omogućavaju transportnom sloju da ispravno ponovo sastavi poruku nakon što stigne na odredište i zamijeni pakete koji su izgubljeni u tranzitu.
• Upravljanje vezom. Transportni sloj može biti prijenos bez veze ili prijenos orijentiran na vezu - datagram način. Transportni sloj bez veze (preko unapred uspostavljene virtuelne veze) obrađuje svaki segment kao nezavisan paket i isporučuje ga transportnom sloju na odredišnoj mašini. Transportni sloj orijentisan na vezu prvo uspostavlja vezu sa transportnim slojem na odredišnom računaru pre nego što isporuči pakete. Nakon što se svi podaci prenesu, veza se prekida.

  U načinu rada bez veze, transportni sloj se koristi za prijenos pojedinačnih datagrama bez garancije njihove pouzdane isporuke. Režim orijentisan na vezu koristi se za pouzdanu isporuku podataka.

• kontrola protoka. Kao i sloj veze podataka, transportni sloj je odgovoran za kontrolu toka. Međutim, kontrola toka na ovom nivou je s kraja na kraj.
• Kontrola grešaka. Kao i sloj veze podataka, transportni sloj je odgovoran za kontrolu grešaka. Prijenosni transportni sloj provjerava da li je kompletna poruka stigla do prijemnog transportnog sloja bez greške (oštećenja, gubitka ili dupliciranja). Ispravljanje grešaka se obično vrši ponovnim prijenosom.

Sloj sesije (SL)- dijalog mrežnog kontrolera. On uspostavlja, održava i sinhronizuje komunikaciju između komunikacionih sistema.

Uz pomoć sloja sesije (Session Layer) se organizuje dijalog između strana, fiksira se koja je od strana inicijator, koja je od strana aktivna i kako se dijalog završava.

Zadaci sloja sesije su:

• Upravljanje dijalogom. sloj sesije omogućava ova dva sistema da uđu u dijalog. Omogućava razmjenu poruka između dva procesa. U ovom slučaju su mogući načini rada: ili poludupleks (jedna putanja u isto vrijeme), ili full-duplex (dvije putanje u isto vrijeme). Na primjer, razgovor između terminala i glavnog računala može biti poludupleks.
• Sinhronizacija. sloj sesije omogućava procesu da doda kontrolne tačke (tačke sinhronizacije) u tok podataka. Na primjer, ako sistem šalje datoteku od 2.000 stranica, poželjno je umetnuti kontrolne tačke nakon svakih 100 stranica kako bi se osiguralo da svaki modul od 100 stranica bude primljen i prepoznat nezavisno. U ovom slučaju, ako dođe do kršenja tokom prijenosa stranice 523, jedina stranica koja je potrebna i koja će biti poslata ponovo nakon vraćanja sistema je stranica 501 (prva stranica pete stotine)

Sloj prezentacije bavi se oblikom pružanja informacija nižim nivoima, na primjer, kodiranjem ili šifriranjem informacija.

Zadaci sloja prezentacije su:

• Rekodiranje informacija. Procesi (pokrenuti programi) na dva sistema obično mijenjaju informacije u obliku nizova znakova, brojeva itd. Informacije se moraju promijeniti u tokove bitova prije nego što se prenesu. Budući da različiti računari koriste različite sisteme kodiranja, prezentacijski sloj je odgovoran za interoperabilnost između ovih različitih metoda kodiranja. Prezentacijski sloj na predajniku mijenja informacije iz oblika specifičnog za odašiljač u generički oblik. Prezentacijski sloj u prijemnom računaru zamenjuje uobičajeni format formatom svog prijemnika.
• Enkripcija. Da bi isporučio povjerljive informacije, sistem mora osigurati tajnost. Šifriranje znači da odašiljač pretvara originalnu informaciju u drugi oblik i šalje rezultirajuću poruku preko mreže. Dešifriranje mora biti potpuna suprotnost originalnom procesu kako bi se poruka vratila u izvorni oblik.
• Kompresija. Kompresija podataka smanjuje broj bitova sadržanih u informacijama. Kompresija podataka postaje posebno važna u prijenosu multimedije kao što su tekst, audio i video.

Sloj aplikacije (AL) je skup protokola koji se razmjenjuju između udaljenih čvorova koji implementiraju isti zadatak (program). Aplikacioni sloj omogućava korisniku (ljudskom ili softverskom) pristup mreži. Pruža korisnička sučelja i servisnu podršku za e-poštu, daljinski pristup i transfer sredstava, upravljanje javnom bazom podataka i druge vrste distribuiranih informacionih usluga.

Primjeri usluga koje pruža sloj aplikacije:

• Mrežni virtuelni terminal. Mrežni virtuelni terminal je softverska verzija fizičkog terminala koja omogućava korisniku da se prijavi na udaljeni host. Da bi to učinila, aplikacija kreira softversku simulaciju terminala na udaljenom hostu. Korisnički računar komunicira sa softverskim terminalom, koji zauzvrat komunicira sa domaćinom, i obrnuto. Udaljeni host definira ovu vezu kao vezu s jednim od svojih terminala i dozvoljava ulaz.
• Prijenos datoteka, pristup i kontrola. Ova aplikacija omogućava korisniku da pristupi datotekama na udaljenom hostu radi izmjene ili čitanja podataka, preuzimanja datoteka sa udaljenog računala za korištenje na lokalnom računalu i administriranja ili upravljanja datotekama na udaljenom računalu.
• Poštanske usluge. Ova aplikacija pruža okvir za slanje i pohranjivanje e-pošte.
• Usluge imenika. Ova aplikacija pruža distribuirane izvore baze podataka i pristup globalnim informacijama o različitim objektima i uslugama.

Stog internetskih protokola

Stog protokola Internet2 razvijen je prije OSI modela. Prema tome, slojevi u stogu Internet protokola ne odgovaraju onima u OSI modelu. Stog internetskih protokola sastoji se od pet slojeva: fizičkog, podatkovnog linka, mreže, transporta i aplikacije. Prva četiri sloja pružaju fizičke standarde, mrežno sučelje, umrežavanje i transportne funkcije koje odgovaraju prva četiri sloja OSI modela. Tri gornja sloja u OSI modelu predstavljena su u steku Internet protokola jednim slojem, koji se na slici naziva sloj aplikacije. 1.3.

Rice. 1.3.

ARP			Address Resolution Protocol			Protokol otkrivanja adrese
ATM			Asinhroni način prijenosa			Asinhroni način prijenosa
BGP			Border Gateway Protocol			Protokol graničnog rutiranja
DNS			Sistem imena domena			Sistem imena domena
ethernet			ethernet mreža			Ethernet mreža
FDDI			Fiber Distributed Data Interface			Distribuirani podatkovni interfejs sa optičkim vlaknima
HTTP			Protokol za prijenos hiperteksta			Protokol za prijenos hiperteksta
FTP			File Transfer Protocol			File Transfer Protocol
ICMP			Internet Control Message Protocol			Protokol kontrolnih poruka
IGMP			Internet Group Management Protocol			Internet grupni (korisnički) kontrolni protokol
IP			Internet Protocol			Internet Protocol
NFS			Mrežni sistem datoteka			Protokol za pristup mrežnom sistemu datoteka
OSPF			Prvo otvorite najkraći put			Otvorite protokol za odabir najkraćeg kanala
PDH			Pleziohrona digitalna hijerarhija			Pleziohrona digitalna hijerarhija
JPP			Point-to-Point Protocol			Komunikacioni protokol od tačke do tačke

stek protokola je hijerarhijski organizovan skup mrežnih protokola, dovoljan da organizuje interakciju čvorova u mreži. Protokoli rade istovremeno na mreži, što znači da rad protokola mora biti organiziran na način da nema sukoba ili nepotpunih operacija. Stoga je stog protokola podijeljen na hijerarhijski konstruisane nivoe, od kojih svaki obavlja određeni zadatak – pripremu, prijem, prijenos podataka i naknadne akcije s njima.

Broj slojeva u steku varira u zavisnosti od specifičnog steka protokola. Protokoli nižeg sloja se često implementiraju u kombinaciji softvera i hardvera, dok se protokoli višeg sloja obično implementiraju u softveru.

Postoji dovoljan broj stekova protokola koji se široko koriste u mrežama. Najpopularniji stekovi protokola su: OSI Međunarodne organizacije za standardizaciju, TCP/IP, koji se koristi na Internetu i u mnogim mrežama baziranim na UNIX operativnom sistemu, IPX/SPX od Novell, NetBIOS/SMB, razvijen od strane Microsofta i IBM-a, DECnet iz Digital Equipment Corporation, SNA iz IBM-a i neki drugi.

Enciklopedijski YouTube

1 / 3

Osnove podatkovnih mreža. OSI model i stog TCP IP protokola. Osnove Etherneta.

stek protokola

Informatika. Mrežne tehnologije: stog OSI protokola. Foxford Online Learning Center

Titlovi

Stakovi standardnih komunikacijskih protokola

OSI

Važno je razlikovati OSI model i Stog OSI protokola. Dok je OSI model konceptualni dijagram za interakciju otvorenih sistema, OSI stek je skup specifičnih specifikacija protokola.

Za razliku od drugih stekova protokola, OSI stek je u potpunosti usklađen sa OSI modelom, uključujući specifikacije protokola za svih sedam nivoa interakcije definisanih u ovom modelu:

• Na fizički i slojevi veza OSI stek podržava Ethernet, Token ring, FDDI protokole, kao i LLC, X.25 i ISDN protokole, odnosno koristi sve popularne protokole nižeg sloja razvijene izvan steka, kao i većina drugih stekova.
• mrežni sloj uključuje relativno rijetko korišteni mrežni protokol orijentiran na vezu (CONP) i mrežni protokol bez veze (CLNP). Kao što nazivi sugerišu, prvi je orijentisan na vezu, a drugi nije (bez veze). Popularniji su protokoli rutiranja OSI steka: ES-IS (End System - Intermediate System) između konačnog i međusistema i IS-IS (Intermediate System - Intermediate System) između međusistema.
• transportni sloj OSI stog, u skladu sa funkcijama koje su za njega definisane u OSI modelu, skriva razlike između mrežnih usluga orijentisanih na vezu i mrežnih usluga bez veze, tako da korisnici dobijaju potrebnu kvalitetu usluge bez obzira na osnovni mrežni sloj. Da bi se to osiguralo, transportni sloj zahtijeva od korisnika da specificira željenu količinu usluge.
• Usluge aplikacioni sloj pružaju prijenos datoteka, emulaciju terminala, usluge imenika i poštu. Od njih su najpopularnije usluge imenika (standard X.500), e-pošta (standard X.400), protokol virtuelnog terminala (VTP), prijenos datoteka, protokol pristupa i kontrole (FTAM), prijenos zadataka i protokol kontrole poslova (JTM).

TCP/IP

Stog TCP/IP protokola je skup mrežnih protokola na kojima se temelji Internet. Tipično, u TCP / IP steku, gornja 3 sloja (aplikacija, prezentacija i sesija) OSI modela se kombinuju u jednu - aplikaciju. Budući da takav stog ne pruža jedinstveni protokol za prijenos podataka, funkcije za određivanje tipa podataka se prenose u aplikaciju.

TCP/IP nivoi steka:

1. Sloj veze opisuje kako se paketi podataka prenose kroz fizički sloj, uključujući kodiranje (to jest, posebne sekvence bitova koje određuju početak i kraj paketa podataka).
2. mrežni sloj prvobitno dizajniran za prijenos podataka iz jedne (pod)mreže u drugu. Primjeri takvog protokola su X.25 i IPC na ARPANET-u. Razvojem koncepta globalne mreže u nivo su uvedene dodatne mogućnosti za prenos sa bilo koje mreže na bilo koju mrežu, bez obzira na protokole nižeg nivoa, kao i mogućnost zahtevanja podataka sa udaljene strane.
3. Protokoli transportni sloj može da reši problem negarantovane dostave poruke („da li je poruka stigla do primaoca?“), a takođe garantuje ispravan redosled pristizanja podataka.
4. Na aplikacioni sloj većina mrežnih aplikacija radi. Ovi programi imaju svoje komunikacijske protokole, kao što su HTTP za WWW, FTP (prijenos datoteka), SMTP (e-pošta), SSH (sigurna veza sa udaljenom mašinom), DNS (prevođenje znakova u IP adresu) i mnoge druge .

Postoji neslaganje oko toga kako uklopiti TCP/IP model u OSI model, jer slojevi u modelima nisu isti. Pojednostavljeno tumačenje TCP/IP steka može se predstaviti na sljedeći način:

OSI	TCP/IP
7. Primijenjeno	HTTP, FTP, Telnet, SMTP, DNS (RIP preko UDP-a i BGP preko TCP-a su dio mrežnog sloja), LDAP	Primijenjeno
6. Podnesci
5. Sjednica
4. Transport	TCP, UDP, RTP, NCP) i Service Advertising Protocol (SAP). NetBIOS/SMB Na fizičkom nivou i nivou veze podataka ovog steka, uključeni su i protokoli koji su već postali široko rasprostranjeni, kao što su Ethernet, Token Ring, FDDI, a na višim nivoima specifični protokoli NetBEUI (NetBEUI Extended User Interface Protocol) i SMB. NetBEUI je dizajniran kao efikasan protokol sa malim resursima za mreže sa do 200 radnih stanica. Ovaj protokol sadrži mnoge korisne mrežne karakteristike koje se mogu pripisati slojevima transporta i sesije OSI modela, ali se ne može koristiti za rutiranje paketa. Ovo ograničava upotrebu NetBEUI protokola na lokalne mreže koje nisu podijeljene na podmreže i onemogućuje njegovu upotrebu u kompozitnim mrežama. Protokol Server Message Block (SMB) podržava funkcije sloja sesije, sloja prezentacije i sloja aplikacije. Na osnovu SMB, implementiran je fajl servis. kao i usluge štampanja i razmjene poruka između aplikacija.