2014-02-12
6208
Глобальная сеть Интернет объединяет миллионы абонентских систем, оснащенных компьютерами разных типов (от персональных компьютеров до больших и сверхбольших компьютеров – мэйнфреймов). Для обеспечения их информационного взаимодействия между собой используется специальная система протоколов.
Протокол – набор правил, регулирующих процесс приема/передачи данных.
Другими словами, протокол – это стандарт, определяющий поведение функциональных блоков при передаче данных. Протокол задается набором правил взаимодействия функциональных блоков, расположенных на одном уровне; реализуется одной либо группой программ; описывает синтаксис сообщения, имена элементов данных, операции управления и состояния.
В основе сети Интернет лежит протокол TCP/IP. Этот протокол обеспечивает существование различных подсистем сети Интернете и соответствующих им протоколов. Наиболее известными подсистемами (протоколами) являются: HTTP, SMTP, POP, IMAP, FTP.
Протоколы семейства TCP/IP были выбраны за основу сети Internet по ряду причин: возможность работы с этими протоколами как в локальных (LAN), так и в глобальных (WAN) сетях; способность протоколов управлять большим количеством стационарных и мобильных пользователей; удобство для использования пользователями; обеспечение высокого уровня взаимодействия между различными операционными системами; предоставление средств для разработки на их основе приложений и т.д.
В сущности, в комплекс протоколов Internet входит множество протоколов (FTP, TELNET, ARP и др.), но наиболее известные из них TCP и IP, поэтому, ссылаясь на этот комплекс протоколов, используют термин TCP/IP – технологию межсетевого взаимодействия. Часть протоколов семейства TCP/IP обеспечивает выполнение низкоуровневых сетевых функций (работа с аппаратными протоколами, поддержка механизма доставки пакетов адресатам, обеспечение достоверности и надежности соединения взаимодействующих узлов и др.), а другая часть – выполнение прикладных задач (передача файлов между компьютерами сети, отправка электронной почты, чтение гипертекстовой страницы WWW-сервера).
Главное отличие сети Internet от других сетей заключается именно в ее протоколах TCP/IP, охватывающих целое семейство протоколов взаимодействия между компьютерами сети. TCP/IP – это технология межсетевого взаимодействия, технология сети Internet.
Сеть, реализующая эту технологию, называется «internet». Если же речь идет о глобальной сети, объединяющей множество сетей с технологией «internet», то ее называют «Internet».
Протокол TCP/IP состоит из двух частей – IP и TCP.
Основу этой системы составляют два главных протокола:
Internet Protocol (IP) – протокол межсетевого взаимодействия, выполняет функции сетевого уровня модели OSI.
Transmission Control Protocol (ТСР) – протокол управления передачей, выполняет функции транспортного уровня модели OSI.
Протокол IP (Internet Protocol – межсетевой протокол) является главным протоколом семейства, он реализует распространение информации в IP-сети и выполняется на третьем (сетевом) уровне модели взаимодействия открытых систем. Протокол IP обеспечивает дейтаграммную доставку пакетов, его основная задача – маршрутизация пакетов. Он не отвечает за надежность доставки информации, за ее целостность, за сохранение порядка потока пакетов. Сети, в которых используется протокол IP, называются IP-сетями. Они работают в основном по аналоговым каналам (т.е. для подключения компьютера к сети требуется IP-модем) и являются сетями с коммутацией пакетов. Пакет здесь называется дейтаграммой.
Функции протокола IР:
- организует разбиение сообщений на электронные пакеты (IР-дейтаграммы);
- маршрутизирует отправляемые пакеты;
- обрабатывает получаемые пакеты.
Высокоуровневый протокол TCP (Transmission Control Protocol – протокол управления передачей) работает на транспортном уровне и частично на сеансовом уровне модели взаимодействия открытых систем. Это протокол с установлением логического соединения между отправителем и получателем. Он обеспечивает сеансовую связь между двумя узлами с гарантированной доставкой информации, осуществляет контроль целостности передаваемой информации, сохраняет порядок потока пакетов. Протокол ТСР делит поток байт на сегменты и передает их сетевому уровню. На приемной стороне этот протокол снова собирает сегменты в непрерывный поток байт.
Функции протокола TCP:
- управляет потоком информационных пакетов;
- обрабатывает ошибки в пакетах;
- гарантирует получение и сборку информационных пакетов в нужном порядке.
Реализация протоколов TCP/IP включает следующие процедуры:
передаваемая информация упаковывается средствами прикладной программы в блоки заданного формата;
протокол IР разделяет эти блоки на информационные пакеты. Пакеты имеют стандартный размер. Одно длинное сообщение может размещаться в нескольких пакетах или в один пакет может быть помещено несколько коротких сообщений, если у них одинаковый адрес получателя;
каждому пакету присваивается индивидуальный номер и заголовок. Номера пакетов позволяют в дальнейшем контролировать полноту получения информации;
каждый пакет доставляется адресату независимо от всех других пакетов по оптимальному на текущий момент времени маршруту, т.е. пакеты могут передаваться разными путями, что позволяет повысить общую эффективность использования каналов телекоммуникационной сети и надежность доставки пакетов;
полученные пакеты контролируются средствами протокола TCP на наличие ошибок. В случае искажения или потери пакета организуется его повторная передача;
все пакеты одного сообщения группируются вместе, проверяется наличие всех пакетов этого сообщения. В случае полноты и достоверности пакетов, они объединяются в единое сообщение.
Поскольку сообщение восстанавливается только после получения всех неискаженных пакетов, последовательность их получения может быть произвольной и значения не имеет.
Протоколы IP и TCP тесно связаны между собой и часто указываются под одним названием – протоколы стека TCP/IP.
На основе стека протоколов TCP/IP разработаны следующие широко применяемые в сети Internet сервисные протоколы:
ü протокол передачи файлов (FTP, File Transfer Protocol);
ü протокол удаленного доступа, то есть дистанционного исполнения команд на удаленном компьютере (Telnet);
ü простой протокол пересылки электронной почты (SMTP, Simple Mail Transfer Protocol);
ü протокол передачи гипертекста в World Wide Web (HTTP, Hyper Text Transfer Protocol);
ü протокол передачи новостей (NNTP, Network News Transfer Protocol).
Эти протоколы порождают в сети соответствующие им прикладные процессы. Информационное взаимодействие между процессами реализуется протоколом TCP. Одновременно в сети может выполняться несколько процессов.
Для идентификации процессов им присваиваются номера, называемые номерами портов. Номера портов могут жестко закрепляться за конкретными процессами или динамично присваиваться процессам сервером портов при их активизации.
Пример жесткого закрепления номеров портов:
порт 21 – закреплен за процессом передачи файлов протоколом FTP;
порт 23 – закреплен за процессом удаленного доступа к файлам протоколом Telnet.
Номер порта и IP-адрес однозначно определяют процесс, выполняемый в сети.
