Семейство протоколов TCP/IP

Является основой реализации сетей Internet. Семейство (второе название стек) протоколов TCP/IP был разработан по инициативе МО США (более 20 лет).

Протоколы физического (MAC) уровня для протокольного стека TCP/IP На канальном и физических уровнях используются либо протоколы локальных сетей, либо модельные протоколы:

· SLIP (Serial Line IP). Имеет очень большие накладные расходы (на 1 информационный байт приходится 40 байт служебной информации). Обеспечивает передачу отдельного байта в сети и рассчитан на один виртуальный канал.

· CLIP (Compressed Line IP). Позволяет передавать 1 байт полезной информации, обрамленный 3 служебными байтами. Поддерживает до 16 виртуальных TCP – соединений.

Перечисленные выше протоколы относятся к асинхронным протоколам.

· PPP (Point to Point). Обеспечивает мультиплексированное соединение, гарантию коррекции ошибок, динамическое определение IP – адреса СУ (сетевого узла), поддерживаются синхронный и асинхронный способы передачи.

Система адресации в протоколе IP Основная версия протокола - IP-4 (используется в настоящее время), в которой используются 4-байтовые адреса приемника и источника. Все поле адреса делится на 2 адреса:

· NetID

· HostID

Система адресации разделяет все адреса на 5 классов: A, B, C, D, E, каждому из которых соответствует свой класс и свой формат поля адреса. Класс сети задается первыми битами адреса. 0 – A, 11110 – E. Адрес состоит из двух логических частей - номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла, определяется значениями первых битов адреса: Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А, и номер сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне от 1 до 126. (Номер 0 не используется, а номер 127 зарезервирован для специальных целей. В сетях класса А количество узлов должно быть больше 216, но не превышать 224. Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В и является сетью средних размеров с числом узлов 28 - 216. В сетях класса В под адрес сети и под адрес узла отводится по 16 битов, то есть по 2 байта. Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С с числом узлов не больше 28. Под адрес сети отводится 24 бита, а под адрес узла - 8 битов (данный класс наиболее часто используем, например при домашнем применении). Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом класса D и обозначает особый, групповой адрес - multicast. Если в пакете в качестве адреса назначения указан адрес класса D, то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес. Если адрес начинается с последовательности 11110, то это адрес класса Е, он зарезервирован для будущих применений. Кроме IP – адреса используется еще и IP – маска для адресации IP – пакетов. Механизм маски обеспечивает более гибкое использование HostID. С помощью маски это поле разбивается на 2 части: старшая часть немаскированная. (Маска равна 11…..1.)определяет адрес подсети, а замаскированные младшие биты (маска 00……0) остаются для адресации СУ в рамках данной подсети. Если IP – адрес во всех разрядах содержит единицы, то это широковещательное сообщение для всех компьютеров в подсети. Адрес: 127.0.0.1 – «обратная петля» (используется для адресации самого себя, т. е. прикладного процесса на том же СУ). Протоколы сетевого уровня семейства протоколов TCP/IP

1. ICMP (Internet Control Message Protocol). Используется для организации IP – соединений.

2. ARP (Address Resolution Protocol) – для преобразования MAC – адресов в IP – адреса и обратно.

Разновидностью ARP является протокол RARP (Reversed ARP) – для обслуживания бездисковых HostID, т. е. не имеющих своей ОС.

MAC – адрес СУ определяется уникальным адресом сетевого адаптера или модема. Если в компьютере меняется СА или у пользователя меняется весь компьютер, то изменяется и MAC – адрес данного СУ. IP – адрес должен оставаться прежним (определяется или задается менеджером сети или провайдером). Перемещение компьютера в другую сеть должно вызвать изменение IP – адреса. Соответственно между IP и MAC адресами устанавливается каждым сетевым узлов с помощью так называемой ARP – таблицы, которая хранится в ОП СУ, причем имеется возможность назначить подобное соответствие статическим (с помощью ARP - утилит), а динамическое соответствие обеспечивает ARP – протокол. На практике более удобно пользоваться символическими адресами вместо числовых адресов. Преобразования символических адресов в числовые адреса осуществляется DNS серверами – они устанавливают взаимно однозначные соответствия между символическим именем и IP – адресом. Некоторые термины стека протоколов сетевого уровня TCP/IP. Шлюз (GateWay) это маршрутизатор, то есть коммутирующий узел. Хост –любой компьютер, подключённый к сети (т.е сетевой узел).