Cum funcționează stiva de protocol tcp ip. Protocolul SNMP (elementele de bază)
13.10.06 5.6KMajoritatea dintre noi cunosc TCP/IP ca fiind lipiciul care ține Internetul împreună. Dar puțini sunt capabili să ofere o descriere convingătoare a ceea ce este acest protocol și cum funcționează. Deci, ce este de fapt TCP/IP?
TCP/IP este un mijloc de schimb de informații între computere conectate la o rețea. Nu contează dacă fac parte din aceeași rețea sau sunt conectate la rețele separate. Nu contează că unul dintre ei poate fi un computer Cray, iar celălalt un Macintosh. TCP/IP este un standard independent de platformă care face o punte între computere, sisteme de operare și rețele disparate. Este protocolul care guvernează la nivel global internetul și se datorează în mare parte rețelei TCP/IP.
Înțelegerea TCP/IP implică în principal capacitatea de a înțelege seturile de protocoale arcane pe care gazdele TCP/IP le folosesc pentru a face schimb de informații. Să ne uităm la unele dintre aceste protocoale și să aflăm ce formează învelișul TCP/IP.
Bazele TCP/IP
TCP/IP este o abreviere pentru Transmission Control Protocol/Internet Protocol. În terminologia rețelelor de calculatoare, un protocol este un standard convenit în prealabil care permite două computere să facă schimb de date. De fapt, TCP/IP nu este un singur protocol, ci mai multe. Acesta este motivul pentru care auziți adesea referit la o suită sau o suită de protocoale, TCP și IP fiind cele două principale.
Software-ul TCP/IP de pe computerul dumneavoastră este o implementare specifică platformei a TCP, IP și a altor membri ai familiei TCP/IP. De obicei, include și aplicații de nivel înalt, cum ar fi FTP (File Transfer Protocol), care vă permit să gestionați partajarea fișierelor pe Internet prin linia de comandă.
TCP/IP provine din cercetarea finanțată de Agenția pentru Proiecte de Cercetare Avansată (ARPA) a guvernului SUA în anii 1970. Acest protocol a fost dezvoltat astfel încât rețelele de calculatoare ale centrelor de cercetare din întreaga lume să poată fi conectate sub forma unei „rețele de rețele” virtuale (internetwork). Internetul original a fost creat prin conversia unui conglomerat existent de rețele de calculatoare numit ARPAnet folosind TCP/IP.
Motivul pentru care TCP/IP este atât de important astăzi este că permite rețelelor de sine stătătoare să se conecteze la Internet sau să se combine pentru a crea intranet-uri private. Rețelele de calculatoare care alcătuiesc un intranet sunt conectate fizic prin dispozitive numite routere sau routere IP. Un router este un computer care transmite pachete de date de la o rețea la alta. Pe un intranet bazat pe TCP/IP, informațiile sunt transmise în blocuri discrete numite pachete IP sau datagrame IP. Datorită software-ului TCP/IP, toate computerele conectate la o rețea de calculatoare devin „rude apropiate”. În esență, ascunde routerele și arhitectura de rețea de bază și face ca totul să arate ca o rețea mare. La fel cum conexiunile Ethernet sunt identificate prin ID-uri Ethernet pe 48 de biți, conexiunile intranet sunt identificate prin adrese IP pe 32 de biți, pe care le exprimăm în formă zecimală punctată (de exemplu, 128.10.2.3). Luând adresa IP a unui computer de la distanță, un computer de pe intranet sau pe Internet îi poate trimite date ca și cum ar fi parte din aceeași rețea fizică.
TCP/IP oferă o soluție la problema datelor dintre două computere conectate la același intranet, dar pe rețele fizice diferite. Soluția constă din mai multe părți, fiecare membru al familiei de protocoale TCP/IP contribuind la obiectivul general. IP, cel mai fundamental protocol din suita TCP/IP, transportă datagramele IP prin intranet și îndeplinește o funcție importantă numită rutare, alegând în esență ruta pe care datagrama o va lua de la punctul A la punctul B și folosind routere pentru a face hopurile retelelor.
TCP este un protocol de nivel superior care permite aplicațiilor care rulează pe diferite computere gazdă dintr-o rețea să schimbe fluxuri de date. TCP împarte fluxurile de date în lanțuri numite segmente TCP și le transmite folosind IP. În cele mai multe cazuri, fiecare segment TCP este trimis într-o datagramă IP. Cu toate acestea, dacă este necesar, TCP va împărți segmentele în mai multe datagrame IP care se potrivesc în cadrele de date fizice care sunt utilizate pentru a transfera informații între computerele din rețea. Deoarece IP nu garantează că datagramele vor fi primite în aceeași secvență în care au fost trimise, TCP reasamblează segmentele TCP la celălalt capăt al rutei pentru a forma un flux continuu de date. FTP și telnet sunt două exemple de aplicații populare TCP/IP care se bazează pe utilizarea TCP.
Un alt membru important al suitei TCP/IP este User Datagram Protocol (UDP), care este similar cu TCP, dar mai primitiv. TCP este un protocol „de încredere”, deoarece oferă mesaje de verificare și confirmare a erorilor pentru a se asigura că datele ajung la destinație fără a fi deteriorate. UDP este un protocol „nefiabil”, deoarece nu garantează că datagramele vor ajunge în ordinea în care au fost trimise, sau chiar că vor ajunge deloc. Dacă fiabilitatea este o condiție dorită, va fi necesar un software pentru ao implementa. Dar UDP încă își are locul în lumea TCP/IP și este folosit în multe programe. Programul de aplicație SNMP (Simple Network Management Protocol), implementat în multe încarnări ale TCP/IP, este un exemplu de programe UDP.
Alte protocoale TCP/IP joacă roluri mai puțin importante, dar la fel de importante în funcționarea rețelelor TCP/IP. De exemplu, Address Resolution Protocol (ARP) traduce adresele IP în adrese fizice de rețea, cum ar fi identificatorii Ethernet. Un protocol înrudit, Protocolul de rezoluție inversă a adreselor (RARP), face opusul, transformând adresele fizice ale rețelei în adrese IP. Internet Control Message Protocol (ICMP) este un protocol de escortă care utilizează IP pentru a schimba informații de control și a controla erorile legate de transmiterea pachetelor IP. De exemplu, dacă un router nu poate transmite o datagramă IP, folosește ICMP pentru a informa expeditorul că există o problemă. O scurtă descriere a unora dintre celelalte protocoale care se ascund sub umbrela TCP/IP este dată în bara laterală.
Scurtă descriere a familiei de protocoale TCP/IP cu abrevieri
ARP (Address Resolution Protocol): convertește adresele IP pe 32 de biți în adrese fizice de rețea, cum ar fi adrese Ethernet pe 48 de biți.
FTP (File Transfer Protocol): Vă permite să transferați fișiere de la un computer la altul utilizând conexiuni TCP. Un protocol de transfer de fișiere înrudit, dar mai puțin comun, Trivial File Transfer Protocol (TFTP), utilizează UDP mai degrabă decât TCP pentru a transfera fișiere.
ICMP (Internet Control Message Protocol): Permite ruterelor IP să trimită mesaje de eroare și informații de control către alte routere IP și gazde de rețea. Mesajele ICMP „călătoresc” ca câmpuri de date ale datagramelor IP și trebuie implementate în toate variantele de IP.
IGMP (Internet Group Management Protocol): Permite datagramelor IP să fie multicast între computere care aparțin unor grupuri adecvate.
IP (Internet Protocol): un protocol de nivel scăzut care direcționează pachetele de date prin rețele separate, legate între ele de routere pentru a forma Internetul sau intranetul. Datele se deplasează sub formă de pachete numite datagrame IP.
RARP (Reverse Address Resolution Protocol): convertește adresele fizice ale rețelei în adrese IP.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Definește formatul de mesaj pe care un client SMTP care rulează pe un computer îl poate folosi pentru a redirecționa e-mailul către un server SMTP care rulează pe un alt computer.
TCP (Transmission Control Protocol): un protocol orientat spre conexiune care transmite date ca fluxuri de octeți. Datele sunt trimise în pachete – segmente TCP – care constau din anteturi și date TCP. TCP este un protocol „de încredere”, deoarece utilizează sume de control pentru a verifica integritatea datelor și trimite confirmări pentru a se asigura că datele transmise sunt primite fără corupție.
UDP (User Datagram Protocol): un protocol independent de conexiune care transmite date în pachete numite datagrame UDP. UDP este un protocol „nefiabil”, deoarece expeditorul nu primește informații care să indice dacă datagrama a fost primită cu adevărat.
Arhitectura TCP/IP
Designerii de rețele folosesc adesea modelul ISO/OSI (International Standards Organization/Open Systems Interconnect) pe șapte straturi pentru a descrie arhitectura rețelei. Fiecare strat din acest model corespunde unui nivel de funcționalitate a rețelei. La baza se află stratul fizic, care reprezintă mediul fizic prin care „călătoresc” datele – cu alte cuvinte, sistemul de cabluri al rețelei de calculatoare. Deasupra acestuia se află un strat de legătură de date, sau un strat de legătură de date, a cărui funcționare este asigurată de plăcile de interfață de rețea. În partea de sus se află stratul de program al aplicației, unde rulează programele care utilizează funcții de utilitate de rețea.
Figura arată cum se încadrează TCP/IP în modelul ISO/OSI. Această figură ilustrează, de asemenea, stratificarea TCP/IP și arată relațiile dintre protocoalele majore. Când un bloc de date este transferat de la o aplicație de rețea pe un adaptor de rețea, acesta trece printr-o serie de module TCP/IP în secvență. În același timp, la fiecare pas se completează cu informațiile necesare pentru modulul TCP/IP echivalent de la celălalt capăt al lanțului. În momentul în care datele ajung la NIC, acesta este un cadru Ethernet standard, presupunând că rețeaua se bazează pe acea interfață. Software-ul TCP/IP de la capătul de recepție recreează datele originale pentru programul de recepție prin captarea cadrului Ethernet și trecându-l înapoi printr-un set de module TCP/IP. (Una dintre cele mai bune moduri de a înțelege funcționarea interioară a TCP/IP este utilizarea unui program spion pentru a căuta informații adăugate de diverse module TCP/IP în cadrul cadrelor care zboară prin rețea.)
Straturi de rețea și protocoale TCP/IP
ISO/OSI TCP/IP _________________________________________ __________________________ | Strat de aplicare | | |<--- | уровень |__________________________| _________ _____________________________ _______| Сетевая |________ | Уровень звена данных | | ARP<->|________________________________________________| | _________ _________ |<->_________________________________ | |Rețea | |Rețea | | Nivel | Strat de prezentare | | |program| |program| | aplicat |____________________________________________| | |_________| |_________| | programe ______________________________ | |
| Nivel de sesiune | | |
Pentru a ilustra rolul pe care îl joacă TCP/IP în rețelele de computere din lumea reală, luați în considerare ce se întâmplă atunci când un browser Web utilizează HTTP (HyperText Transfer Protocol) pentru a prelua o pagină de date HTML de la un server Web conectat la Internet. Pentru a forma o conexiune virtuală la server, browserul folosește o abstractizare software de nivel înalt numită socket. Și pentru a prelua o pagină Web, trimite o comandă GET HTTP către server, scriind-o în socket. Software-ul socket, la rândul său, folosește TCP pentru a trimite biții și octeții care compun comanda GET către serverul web. TCP segmentează datele și transmite segmentele individuale către modulul IP, care transmite segmentele în datagrame către serverul Web.
Dacă browserul și serverul rulează pe computere conectate la rețele fizice diferite (cum este de obicei cazul), datagramele sunt transmise de la o rețea la alta până ajung la cea la care serverul este conectat fizic. În cele din urmă, datagramele ajung la destinație și sunt reasamblate astfel încât serverul Web, care citește lanțurile de date din soclul său, primește un flux continuu de date. Pentru browser și server, datele scrise pe soclu la un capăt „apar” magic la celălalt capăt. Dar între aceste evenimente apar tot felul de interacțiuni complexe pentru a crea iluzia unui transfer continuu de date între rețelele de calculatoare.
Și cam asta este tot ceea ce face TCP/IP: transformând multe rețele mici într-una mare și oferind serviciile de care programele de aplicații au nevoie pentru a comunica între ele prin Internetul rezultat.
Scurtă concluzie
Sunt multe de spus despre TCP/IP, dar există trei puncte cheie:
* TCP/IP este un set de protocoale care permit rețelelor fizice să fie conectate împreună pentru a forma Internetul. TCP/IP conectează rețele individuale pentru a forma o rețea de computere virtuale, în care computerele gazdă individuale sunt identificate nu prin adrese fizice de rețea, ci prin adrese IP.
* TCP/IP utilizează o arhitectură stratificată care descrie clar ceea ce face fiecare protocol. TCP și UDP oferă utilități de transfer de date de nivel înalt pentru programele de rețea și ambele se bazează pe IP pentru a transporta pachete de date. IP este responsabil pentru rutarea pachetelor către destinația lor.
* Datele care se deplasează între două programe de aplicație care rulează pe gazde Internet „călătoresc” în sus și în jos pe stivele TCP/IP de pe acele gazde. Informațiile adăugate de modulele TCP/IP la capătul expeditor sunt „tăiate” de modulele TCP/IP corespunzătoare de la capătul receptor și sunt folosite pentru a recrea datele originale.
Bine Rău
Funcționarea internetului global se bazează pe un set (stivă) de protocoale TCP/IP. Dar acești termeni par complexi doar la prima vedere. De fapt Stiva de protocoale TCP/IP este un set simplu de reguli pentru schimbul de informații, iar aceste reguli vă sunt de fapt bine cunoscute, deși probabil că nu știți. Da, exact așa este, în esență, nu există nimic nou în principiile care stau la baza protocoalelor TCP/IP: totul este vechi, bine uitat.
O persoană poate învăța în două moduri:
- Prin memorarea formală stupidă a metodelor formulate de rezolvare a problemelor standard (care este ceea ce acum se predă cel mai mult în școală). O astfel de pregătire este ineficientă. Cu siguranță ați văzut panica și neputința totală a unui contabil la schimbarea versiunii de software de birou - cu cea mai mică modificare a secvenței de clicuri de mouse necesare pentru a efectua acțiuni familiare. Sau ai văzut vreodată o persoană căzând în stupoare când a schimbat interfața desktopului?
- Prin înțelegerea esenței problemelor, fenomenelor, tiparelor. Prin înțelegere principii construirea unui sistem sau altul. În acest caz, a avea cunoștințe enciclopedice nu joacă un rol important - informațiile care lipsesc sunt ușor de găsit. Principalul lucru este să știi ce să cauți. Și aceasta necesită nu cunoașterea formală a subiectului, ci o înțelegere a esenței.
În acest articol, îmi propun să luăm a doua cale, deoarece înțelegerea principiilor care stau la baza Internetului vă va oferi posibilitatea de a vă simți încrezător și liber pe Internet - rezolvați rapid problemele care apar, formulați corect problemele și comunicați cu încredere cu suportul tehnic.
Deci să începem.
Principiile de funcționare ale protocoalelor Internet TCP/IP sunt în mod inerent foarte simple și seamănă foarte mult cu munca serviciului nostru poștal sovietic.
Amintiți-vă cum funcționează poșta noastră obișnuită. Mai întâi, scrii o scrisoare pe o bucată de hârtie, apoi o pui într-un plic, o sigilezi, scrii adresele expeditorului și destinatarului pe spatele plicului, apoi o duci la cel mai apropiat oficiu poștal. În continuare, scrisoarea trece printr-un lanț de oficii poștale către cel mai apropiat oficiu poștal al destinatarului, de unde este predată de poștaș la adresa specificată a destinatarului și aruncată în cutia poștală a acestuia (cu numărul apartamentului său) sau predată personal. Gata, scrisoarea a ajuns la destinatar. Când destinatarul scrisorii dorește să vă răspundă, va schimba adresele destinatarului și ale expeditorului în scrisoarea sa de răspuns, iar scrisoarea vă va fi trimisă de-a lungul aceluiași lanț, dar în sens opus.
Plicul scrisorii va citi cam așa:
Adresa expeditorului: De la cine: Ivanov Ivan Ivanovici Unde: Ivanteevka, st. Bolshaya, 8, ap. 25 Adresa destinatarului: La care: Petrov Petr Petrovici Unde: Moscova, strada Usachevsky, 105, ap. 110Acum suntem gata să luăm în considerare interacțiunea computerelor și aplicațiilor pe Internet (și și în rețeaua locală). Vă rugăm să rețineți că analogia cu poșta obișnuită va fi aproape completă.
Fiecare computer (aka: nod, gazdă) de pe Internet are și o adresă unică, care se numește o adresă IP (Internet Protocol Address), de exemplu: 195.34.32.116. O adresă IP constă din patru numere zecimale (de la 0 la 255) separate printr-un punct. Dar să știi doar adresa IP a computerului nu este suficient, pentru că... În cele din urmă, nu computerele în sine fac schimb de informații, ci aplicațiile care rulează pe ele. Și mai multe aplicații pot rula simultan pe un computer (de exemplu, un server de e-mail, un server web etc.). Pentru a livra o scrisoare obișnuită pe hârtie, nu este suficient să știi doar adresa casei - trebuie să știi și numărul apartamentului. De asemenea, fiecare aplicație software are un număr similar numit număr de port. Majoritatea aplicațiilor server au numere standard, de exemplu: un serviciu de e-mail este legat de portul 25 (se mai spune: „ascultă” portul, primește mesaje pe el), un serviciu web este legat de portul 80, FTP de portul 21 , și așa mai departe.
Astfel, avem următoarea analogie aproape completă cu adresa noastră poștală obișnuită:
"adresa casei" = "IP-ul computerului" "numărul apartamentului" = "numărul portului"
În rețelele de calculatoare care funcționează folosind protocoale TCP/IP, este un analog al unei scrisori de hârtie într-un plic pungă de plastic, care conține datele reale transmise și informații despre adresă - adresa expeditorului și adresa destinatarului, de exemplu:
Adresa sursei: IP: 82.146.49.55 Port: 2049 Adresa destinatarului (adresa de destinație): IP: 195.34.32.116 Port: 53 Detalii pachet: ...Desigur, pachetele conțin și informații despre service, dar acest lucru nu este important pentru înțelegerea esenței.
Vă rugăm să rețineți combinația: „Adresa IP și numărul portului” - numit "priză".
În exemplul nostru, trimitem un pachet de la socket-ul 82.146.49.55:2049 la socket-ul 195.34.32.116:53, adică. pachetul va merge la un computer cu o adresă IP de 195.34.32.116, la portul 53. Iar portul 53 corespunde unui server de recunoaștere a numelui (server DNS), care va primi acest pachet. Cunoscând adresa expeditorului, acest server va putea, după procesarea cererii noastre, să genereze un pachet de răspuns care va merge în sens opus socket-ului expeditorului 82.146.49.55:2049, care pentru serverul DNS va fi socket-ul destinatarului.
De regulă, interacțiunea se realizează conform schemei „client-server”: „clientul” solicită unele informații (de exemplu, o pagină de site), serverul acceptă cererea, o procesează și trimite rezultatul. Numerele de porturi ale aplicațiilor server sunt bine cunoscute, de exemplu: serverul de mail SMTP ascultă pe portul 25, serverul POP3 care permite citirea e-mailurilor din cutiile tale poștale ascultă pe portul 110, serverul web ascultă pe portul 80 etc.
Majoritatea programelor de pe un computer de acasă sunt clienți - de exemplu, clientul de e-mail Outlook, IE, browserele web FireFox etc.
Numerele porturilor de pe client nu sunt fixe ca cele de pe server, ci sunt atribuite dinamic de sistemul de operare. Porturile de server fixe au de obicei numere de până la 1024 (dar există excepții), iar porturile client încep după 1024.
Repetiția este mama predării: IP este adresa unui computer (nod, gazdă) din rețea, iar portul este numărul unei anumite aplicații care rulează pe acest computer.
Cu toate acestea, este dificil pentru o persoană să-și amintească adresele IP digitale - este mult mai convenabil să lucrezi cu nume alfabetice. La urma urmei, este mult mai ușor să-ți amintești un cuvânt decât un set de numere. Acest lucru se face - orice adresă IP digitală poate fi asociată cu un nume alfanumeric. Ca rezultat, de exemplu, în loc de 82.146.49.55, puteți utiliza numele Și serviciul de nume de domeniu (DNS) (Domain Name System) se ocupă de conversia numelui de domeniu într-o adresă IP digitală.
Să aruncăm o privire mai atentă la modul în care funcționează. ISP-ul dvs. fie explicit (pe hârtie, pentru configurarea manuală a conexiunii), fie implicit (prin configurarea automată a conexiunii) vă furnizează adresa IP a serverului de nume (DNS). Pe un computer cu această adresă IP rulează o aplicație (server de nume) care cunoaște toate numele de domenii de pe Internet și adresele IP digitale corespunzătoare. Serverul DNS „ascultă” portul 53, acceptă solicitări către acesta și emite răspunsuri, de exemplu:
Solicitați de la computerul nostru: „Ce adresă IP corespunde numelui www.site?” Răspuns server: „82.146.49.55”.
Acum să ne uităm la ce se întâmplă când introduceți numele de domeniu (URL) al acestui site () în browser și faceți clic pe
De exemplu:
Adresa IP a computerului nostru: 91.76.65.216 Browser: Internet Explorer (IE), server DNS (stream): 195.34.32.116 (al tău poate fi diferit), Pagina pe care dorim să o deschidem: www.site.
Introduceți numele domeniului în bara de adrese a browserului și faceți clic
O cerere (mai precis, un pachet cu o cerere) este trimisă către serverul DNS pe socket-ul 195.34.32.116:53. După cum sa discutat mai sus, portul 53 corespunde serverului DNS, o aplicație care rezolvă nume. Și serverul DNS, după ce a procesat cererea noastră, returnează adresa IP care se potrivește cu numele introdus.
Dialogul sună cam așa:
Ce adresă IP corespunde numelui www.site? - 82.146.49.55 .
Apoi, computerul nostru stabilește o conexiune la port 80 calculator 82.146.49.55 și trimite o cerere (pachet de solicitare) pentru a primi pagina. Portul 80 corespunde serverului web. Portul 80 nu este de obicei scris în bara de adrese a browserului, deoarece... este folosit în mod implicit, dar poate fi specificat și explicit după două puncte - .
După ce a primit o solicitare de la noi, serverul web o procesează și ne trimite o pagină în mai multe pachete în HTML - un limbaj de markup text pe care browserul îl înțelege.
Browserul nostru, după ce a primit pagina, o afișează. Drept urmare, vedem pe ecran pagina principală a acestui site.
De ce trebuie să înțelegem aceste principii?
De exemplu, ați observat un comportament ciudat al computerului dvs. - activitate ciudată în rețea, încetiniri etc. Ce să faceți? Deschideți consola (faceți clic pe butonul „Start” - „Run” - tastați cmd - „Ok”). În consolă introducem comanda netstat -anși faceți clic
De asemenea, înțelegerea principiilor Internetului este necesară pentru a configura corect un firewall (cu alte cuvinte, un firewall :)). Acest program (care vine adesea cu un antivirus) este conceput pentru a filtra pachete - „prieteni” și „dușmani”. Lăsați-vă oamenii să treacă, nu lăsați străinii să intre. De exemplu, dacă firewall-ul vă spune că cineva dorește să stabilească o conexiune la un port de pe computer. Permite sau respinge?
Și cel mai important, aceste cunoștințe sunt extrem de utile atunci când comunicați cu suportul tehnic.
În cele din urmă, iată o listă de porturi pe care probabil le veți întâlni:
135-139 - aceste porturi sunt folosite de Windows pentru a accesa resurse computerizate partajate - foldere, imprimante. Nu deschideți aceste porturi spre exterior, de exemplu. la rețeaua locală regională și la internet. Acestea ar trebui să fie închise cu un firewall. De asemenea, dacă în rețeaua locală nu vezi nimic în mediul de rețea sau nu ești vizibil, atunci acest lucru se datorează probabil faptului că firewall-ul a blocat aceste porturi. Astfel, aceste porturi trebuie să fie deschise pentru rețeaua locală, dar închise pentru Internet. 21 - port FTP server. 25 - port postal SMTP server. Clientul dvs. de e-mail trimite scrisori prin intermediul acestuia. Adresa IP a serverului SMTP și portul acestuia (al 25-lea) trebuie specificate în setările clientului dvs. de e-mail. 110 - port POP3 server. Prin intermediul acestuia, clientul dvs. de e-mail colectează scrisori din căsuța dvs. poștală. Adresa IP a serverului POP3 și portul acestuia (110) ar trebui, de asemenea, specificate în setările clientului dvs. de e-mail. 80 - port WEB-servere. 3128, 8080 - servere proxy (configurate în setările browserului).Mai multe adrese IP speciale:
127.0.0.1 este localhost, adresa sistemului local, adică adresa locală a computerului dvs. 0.0.0.0 - așa sunt desemnate toate adresele IP. 192.168.xxx.xxx - adrese care pot fi utilizate în mod arbitrar în rețelele locale, nu sunt utilizate pe internetul global; Ele sunt unice doar în cadrul rețelei locale. Puteți utiliza adrese din acest interval la discreția dvs., de exemplu, pentru a construi o rețea de acasă sau de birou.
Care este masca de subrețea și gateway-ul implicit (router, router)?
(Acești parametri sunt setați în setările de conexiune la rețea).
Este simplu. Calculatoarele sunt conectate la rețele locale. Într-o rețea locală, computerele se „văd” în mod direct doar unele pe altele. Rețelele locale sunt conectate între ele prin gateway-uri (routere, routere). Masca de subrețea este concepută pentru a determina dacă computerul destinatar aparține aceleiași rețele locale sau nu. Dacă computerul receptor aparține aceleiași rețele ca și computerul expeditor, atunci pachetul este trimis direct către acesta, în caz contrar pachetul este trimis către gateway-ul implicit, care apoi, folosind rute cunoscute de acesta, transmite pachetul către o altă rețea, adică. la un alt oficiu poştal (prin analogie cu oficiul poştal sovietic).
În cele din urmă, să ne uităm la ce înseamnă acești termeni neclari:
TCP/IP este numele unui set de protocoale de rețea. De fapt, pachetul transmis trece prin mai multe straturi. (Ca la poștă: mai întâi scrii o scrisoare, apoi o pui într-un plic adresat, apoi poșta pune ștampilă etc.).
IP Protocolul este un așa-numit protocol de nivel de rețea. Sarcina acestui nivel este de a livra pachete IP de la computerul expeditorului către computerul destinatarului. Pe lângă datele în sine, pachetele de la acest nivel au o adresă IP sursă și o adresă IP destinatară. Numerele de port nu sunt utilizate la nivel de rețea. Care port, adică aplicația se adresează acestui pachet, dacă acest pachet a fost livrat sau pierdut este necunoscut la acest nivel - aceasta nu este sarcina sa, aceasta este sarcina stratului de transport.
TCP și UDP Acestea sunt protocoale ale așa-numitului strat de transport. Stratul de transport se află deasupra stratului de rețea. La acest nivel, un port sursă și un port destinație sunt adăugate pachetului.
TCP este un protocol orientat spre conexiune cu livrare de pachete garantată. În primul rând, se fac schimb de pachete speciale pentru a stabili o conexiune, are loc ceva de genul unei strângeri de mână (-Bună ziua. -Bună ziua. -Să discutăm? Apoi pachetele sunt trimise înainte și înapoi prin această conexiune (o conversație este în desfășurare) și se face o verificare pentru a vedea dacă pachetul a ajuns la destinatar. Dacă pachetul nu este primit, acesta este trimis din nou („repetă, nu am auzit”).
UDP este un protocol fără conexiune cu livrare de pachete negarantată. (De exemplu: ai strigat ceva, dar nu a contat dacă te-au auzit sau nu).
Deasupra stratului de transport se află stratul de aplicare. La acest nivel, protocoale precum http, ftp etc. De exemplu, HTTP și FTP utilizează protocolul TCP de încredere, iar serverul DNS funcționează prin protocolul UDP nesigur.
Cum să vizualizați conexiunile curente?
Conexiunile curente pot fi vizualizate folosind comanda
Netstat -an
(parametrul n specifică afișarea adreselor IP în loc de nume de domenii).
Această comandă rulează astfel:
„Start” - „Run” - tastați cmd - „Ok”. În consola care apare (fereastra neagră), tastați comanda netstat -an și faceți clic
De exemplu, obținem:
Conexiuni active
| Nume | Adresă locală | Adresă externă | Stat |
| TCP | 0.0.0.0:135 | 0.0.0.0:0 | ASCULTARE |
| TCP | 91.76.65.216:139 | 0.0.0.0:0 | ASCULTARE |
| TCP | 91.76.65.216:1719 | 212.58.226.20:80 | STABILIT |
| TCP | 91.76.65.216:1720 | 212.58.226.20:80 | STABILIT |
| TCP | 91.76.65.216:1723 | 212.58.227.138:80 | CLOSE_WAIT |
| TCP | 91.76.65.216:1724 | 212.58.226.8:80 | STABILIT |
În acest exemplu, 0.0.0.0:135 înseamnă că computerul nostru ascultă (ASCULTĂ) portul 135 la toate adresele sale IP și este gata să accepte conexiuni de la oricine de pe el (0.0.0.0:0) prin protocolul TCP.
91.76.65.216:139 - computerul nostru ascultă portul 139 pe adresa sa IP 91.76.65.216.
A treia linie înseamnă că conexiunea este acum stabilită (ESTABLEZĂ) între mașina noastră (91.76.65.216:1719) și cea de la distanță (212.58.226.20:80). Portul 80 înseamnă că mașina noastră a făcut o cerere către serverul web (de fapt am pagini deschise în browser).
În articolele viitoare ne vom uita la modul de aplicare a acestor cunoștințe, de ex.
StivaTCP/ IP.
Stiva TCP/IP este un set de protocoale de rețea ordonate ierarhic. Stiva este numită după două protocoale importante – TCP (Transmission Control Protocol) și IP (Internet Protocol). Pe lângă acestea, stiva include câteva zeci de protocoale diferite. În prezent, protocoalele TCP/IP sunt principalele pentru Internet, precum și pentru majoritatea rețelelor corporative și locale.
În sistemul de operare Microsoft Windows Server 2003, stiva TCP/IP este selectată ca principală, deși sunt acceptate și alte protocoale (de exemplu, stiva IPX/SPX, protocolul NetBIOS).
Stiva de protocoale TCP/IP are două proprietăți importante:
independența platformei, adică implementarea acesteia este posibilă pe o mare varietate de sisteme de operare și procesoare;
deschidere, adică standardele după care este construită stiva TCP/IP sunt disponibile pentru oricine.
Istoria creațieiTCP/ IP.
În 1967, Agenția pentru Proiecte de Cercetare Avansată a Departamentului de Apărare al SUA (ARPA - Advanced Research Projects Agency) a inițiat dezvoltarea unei rețele de calculatoare care trebuia să conecteze o serie de universități și centre de cercetare care executau comenzi de la Agenție. Proiectul s-a numit ARPANET. Până în 1972, rețeaua a conectat 30 de noduri.
Ca parte a proiectului ARPANET, principalele protocoale ale stivei TCP/IP - IP, TCP și UDP - au fost dezvoltate și publicate în 1980–1981. Un factor important în răspândirea TCP/IP a fost implementarea acestei stive în sistemul de operare UNIX 4.2 BSD (1983).
Până la sfârșitul anilor 80, rețeaua ARPANET extinsă semnificativ a devenit cunoscută sub numele de Internet (rețele interconectate) și a unit universități și centre de cercetare din SUA, Canada și Europa.
În 1992, a apărut un nou serviciu de Internet - WWW (World Wide Web), bazat pe protocolul HTTP. În mare parte datorită WWW, Internetul și, odată cu acesta, protocoalele TCP/IP, au primit o dezvoltare rapidă în anii 90.
La începutul secolului XXI, stiva TCP/IP dobândește un rol de lider în mijloacele de comunicare nu numai ale rețelelor globale, ci și locale.
ModelOSI.
Modelul de interconectare a sistemelor deschise (OSI) a fost dezvoltat de Organizația Internațională pentru Standardizare (ISO) pentru a oferi o abordare consecventă pentru construirea și interconectarea rețelelor. Dezvoltarea modelului OSI a început în 1977 și s-a încheiat în 1984 odată cu aprobarea standardului. De atunci, modelul a fost referința pentru dezvoltarea, descrierea și compararea diferitelor stive de protocoale.
Să ne uităm pe scurt la funcțiile fiecărui nivel.
Modelul OSI include șapte straturi: fizic, legătură de date, rețea, transport, sesiune, prezentare și aplicație.
Stratul fizic descrie principiile transmisiei semnalului, viteza de transmisie și specificațiile canalelor de comunicație. Stratul este implementat de hardware (adaptor de rețea, port hub, cablu de rețea).
Stratul de legătură de date rezolvă două sarcini principale: verifică disponibilitatea mediului de transmisie (mediul de transmisie este cel mai adesea împărțit între mai multe noduri de rețea) și, de asemenea, detectează și corectează erorile care apar în timpul procesului de transmisie.
Implementarea nivelului este hardware și software (de exemplu, un adaptor de rețea și driverul acestuia). Stratul de rețea asigură unificarea rețelelor care funcționează folosind diferite protocoale ale conexiunii de date și straturilor fizice într-o rețea compusă. În acest caz, fiecare dintre rețelele incluse într-o singură rețea este apelată subrețea (subrețea). La nivel de rețea, trebuie rezolvate două probleme principale: rutare(rutare, alegerea căii optime pentru transmiterea unui mesaj) și adresarea(adresare, fiecare nod dintr-o rețea compozită trebuie să aibă un nume unic). De obicei, funcțiile stratului de rețea sunt implementate de un dispozitiv special -
router
(router) și software-ul acestuia.
Stratul de transport rezolvă problema transmiterii fiabile a mesajelor într-o rețea compusă prin confirmarea livrării și retrimiterea pachetelor. Acest nivel și toate următoarele sunt implementate în software.
Stratul de sesiune vă permite să vă amintiți informații despre starea curentă a unei sesiuni de comunicare și, în cazul unei întreruperi de conexiune, să reluați sesiunea din această stare.
Stratul de prezentare asigură conversia informațiilor transmise de la o codificare la alta (de exemplu, de la ASCII la EBCDIC).TCP/ IP. Stratul de aplicație implementează interfața dintre celelalte straturi ale modelului și aplicațiile utilizator.
Structura
Structura TCP/IP nu se bazează pe modelul OSI, ci pe propriul model, numit DARPA (Defense ARPA - noua denumire a Advanced Research Projects Agency) sau DoD (Department of Defense - US Department of Defense). Acest model are doar patru niveluri. Corespondența modelului OSI cu modelul DARPA, precum și principalele protocoale ale stivei TCP/IP, este prezentată în Fig. 2.2.
Trebuie remarcat faptul că nivelul inferior al modelului DARPA - nivelul interfețelor de rețea - strict vorbind, nu îndeplinește funcțiile de legătură de date și ale straturilor fizice, ci oferă doar comunicarea (interfața) nivelurilor superioare DARPA cu tehnologiile de rețea. incluse în rețeaua compozită (de exemplu, Ethernet, FDDI, ATM).Toate protocoalele incluse în stiva TCP/IP sunt standardizate în documentele RFC..
Standardele oficiale aprobate pentru Internet și TCP/IP sunt publicate ca documente RFC (Request for Comments). Standardele sunt dezvoltate de întreaga comunitate ISOC (Internet Society, o organizație publică internațională). Orice membru ISOC poate trimite un document pentru a fi luat în considerare pentru publicare într-un RFC. Documentul este apoi revizuit de experți tehnici, echipe de dezvoltare și editorul RFC și trece prin următoarele etape, numite niveluri de maturitate, în conformitate cu RFC 2026:
proiect(Internet Draft) – în această etapă, experții se familiarizează cu documentul, se fac completări și modificări;
standardul propus(Standard propus) - documentului i se atribuie un număr RFC, experții au confirmat viabilitatea soluțiilor propuse, documentul este considerat promițător, este de dorit ca acesta să fie testat în practică;
proiect de standard(Draft Standard) - un document devine proiect de standard dacă cel puțin doi dezvoltatori independenți au implementat și aplicat cu succes specificațiile propuse.
În această etapă, sunt încă permise corecții și îmbunătățiri minore; Standard de internet
(Internet Standard) - cea mai înaltă etapă de aprobare a standardului, specificațiile documentelor au devenit larg răspândite și s-au dovedit în practică. O listă a standardelor de internet este dată în RFC 3700. Dintre miile de RFC, doar câteva zeci sunt documente cu statutul de „standard de internet”.
Pe lângă standarde, RFC-urile pot fi, de asemenea, descrieri ale noilor concepte și idei de rețea, linii directoare, rezultate ale studiilor experimentale prezentate pentru informare etc. Astfel de RFC-uri pot fi atribuite una dintre următoarele stări: experimental
(Experimental) - un document care conține informații despre cercetarea și dezvoltarea științifică care pot fi de interes pentru membrii ISOC; informativ
(Informațional) - un document publicat pentru a furniza informații și nu necesită aprobarea comunității ISOC; cea mai bună experiență modernă
(Best Current Practice) - un document menit să transmită experiența din evoluții specifice, cum ar fi implementările de protocol. Starea este indicată în antetul documentului RFC după cuvânt Categorie (Categorie). Pentru documentele aflate în statut de standarde (Standard propus, Proiect Standard, Standard Internet), este indicată denumirea Standarde Urmări
Numerele RFC sunt atribuite secvențial și nu sunt niciodată reemise. RFC original nu este niciodată actualizat. Versiunea actualizată este publicată sub un număr nou. Un RFC învechit și înlocuit devine istoric(Istoric).
Toate documentele RFC existente astăzi pot fi vizualizate, de exemplu, pe site-ul web www.rfc-editor.org . Au fost peste 5.000 în august 2007. RFC-urile la care se face referire în acest curs sunt enumerate în Anexa I.
Prezentare generală a principalelor protocoale.
Protocol IP (Internet Protocol) – Acesta este principalul protocol de nivel de rețea responsabil pentru adresarea în rețelele compuse și transmisia de pachete între rețele. Protocolul IP este datagrama protocol, adică nu garantează livrarea pachetelor către nodul destinație. Protocolul de nivel de transport TCP oferă garanții.
Protocoale RIP. (Dirijare Informaţii Protocol – protocolul informațiilor de rutare ) ȘiOSPF (Deschide Cel mai scurt Cale Primul – « Cele mai scurte rute se deschid primele" ) – protocoale de rutare în rețele IP.
Protocol ICMP (Internet Controla Mesaj Protocol – Control Message Protocol in Composite Networks) este conceput pentru a face schimb de informații despre eroare între routerele de rețea și nodul sursă al pachetului. Folosind pachete speciale, raportează imposibilitatea livrării unui pachet, durata asamblarii unui pachet din fragmente, valorile anormale ale parametrilor, modificările rutei de expediere și tipului de serviciu, starea sistemului etc.
Protocol ARP (Adresa Rezoluţie Protocol – Address Translation Protocol) convertește adresele IP în adrese hardware ale rețelelor locale. Conversia inversă se realizează folosind protocolul RAPR (ARP invers).
TCP (Transmitere Controla Protocol – protocol de control al transmisiei) asigură transmiterea fiabilă a mesajelor între nodurile rețelei la distanță prin formarea de conexiuni logice. TCP vă permite să livrați un flux de octeți generat pe un computer fără erori către orice alt computer inclus în rețeaua compusă. TCP împarte fluxul de octeți în părți - segmenteși le transmite la nivelul rețelei. Odată ce aceste segmente sunt livrate la destinație, TCP le reasambla într-un flux continuu de octeți.
UDP (Utilizator Datagrama Protocol – User Datagram Protocol) asigură transmiterea datelor într-o manieră datagramă.
HTTP (hipertext Transfer Protocol – protocol de transfer hipertext) – protocol de livrare a documentelor web, principalul protocol al serviciului WWW.
FTP (Fişier Transfer Protocol – protocol de transfer de fișiere) – un protocol pentru transferul informațiilor stocate în fișiere.
POP 3 (Post Birou Protocol versiune 3 – protocol poștal) și SMTP (Simplu Mail Transfer Protocol – Simple Mail Forwarding Protocol) – protocoale pentru livrarea e-mailurilor primite (POP3) și trimiterea e-mailurilor de ieșire (SMTP).
Telnet – protocolul de emulare terminal 1, permițând utilizatorului să se conecteze la alte stații la distanță și să lucreze cu ele de pe mașina lor, ca și cum ar fi terminalul lor la distanță.
SNMP (Simplu Reţea management Protocol – protocol simplu de gestionare a rețelei) este conceput pentru a diagnostica performanța diferitelor dispozitive de rețea.
În lumea modernă, informațiile se răspândesc în câteva secunde. Știrea tocmai a apărut, iar o secundă mai târziu este deja disponibilă pe un site de pe internet. Internetul este considerat una dintre cele mai utile dezvoltări ale minții umane. Pentru a vă bucura de toate beneficiile pe care le oferă Internetul, trebuie să vă conectați la această rețea.
Puțini oameni știu că procesul simplu de vizitare a paginilor web implică un sistem complex de acțiuni, invizibil pentru utilizator. Fiecare clic pe un link activează sute de operații de calcul diferite în inima computerului. Acestea includ trimiterea de cereri, primirea de răspunsuri și multe altele. Așa-numitele protocoale TCP/IP sunt responsabile pentru fiecare acțiune în rețea. Ce sunt ei?
Orice protocol Internet TCP/IP operează la propriul nivel. Cu alte cuvinte, fiecare își face treaba lui. Întreaga familie de protocoale TCP/IP face o cantitate enormă de muncă simultan. Și utilizatorul în acest moment vede doar imagini luminoase și linii lungi de text.
Conceptul de stivă de protocol
Stiva de protocoale TCP/IP este un set organizat de protocoale de bază de rețea, care este împărțit ierarhic în patru niveluri și este un sistem de distribuție de transport a pachetelor într-o rețea de calculatoare.
TCP/IP este cel mai faimos stivă de protocoale de rețea folosită astăzi. Principiile stivei TCP/IP se aplică atât rețelelor locale, cât și rețelelor de zonă largă.
Principii de utilizare a adreselor în stiva de protocoale
Stiva de protocoale de rețea TCP/IP descrie căile și direcțiile în care sunt trimise pachetele. Aceasta este sarcina principală a întregii stive, realizată la patru niveluri care interacționează între ele folosind un algoritm înregistrat. Pentru a se asigura că pachetul a fost trimis corect și livrat exact la punctul în care a solicitat, adresarea IP a fost introdusă și standardizată. Acest lucru s-a datorat următoarelor sarcini:
- Adresele de diferite tipuri trebuie să fie consecvente. De exemplu, conversia unui domeniu de site web în adresa IP a unui server și înapoi sau conversia unui nume de gazdă într-o adresă și înapoi. În acest fel, devine posibilă accesarea punctului nu numai folosind adresa IP, ci și prin numele său intuitiv.
- Adresele trebuie să fie unice. Acest lucru se datorează faptului că în unele cazuri speciale pachetul trebuie să ajungă doar la un punct specific.
- Necesitatea configurarii rețelelor locale.
În rețelele mici în care sunt utilizate câteva zeci de noduri, toate aceste sarcini sunt efectuate simplu, folosind cele mai simple soluții: compilarea unui tabel care descrie proprietatea mașinii și adresa IP corespunzătoare sau puteți distribui manual adresele IP tuturor adaptoarelor de rețea. Cu toate acestea, pentru rețelele mari cu o mie sau două mii de mașini, sarcina de a emite manual adrese nu pare atât de fezabilă.
De aceea a fost inventată o abordare specială pentru rețelele TCP/IP, care a devenit o caracteristică distinctivă a stivei de protocoale. A fost introdus conceptul de scalabilitate.
Straturi ale stivei de protocoale TCP/IP
Există o anumită ierarhie aici. Stiva de protocoale TCP/IP are patru straturi, fiecare dintre ele gestionând propriul set de protocoale:
Stratul de aplicare: creat pentru a oferi utilizatorului rețeaua La acest nivel, tot ce vede și face utilizatorul este procesat. Stratul permite utilizatorului să acceseze diverse servicii de rețea, de exemplu: acces la baze de date, posibilitatea de a citi o listă de fișiere și de a le deschide, de a trimite un mesaj de e-mail sau de a deschide o pagină web. Alături de datele și acțiunile utilizatorului, informațiile de serviciu sunt transmise la acest nivel.
Stratul de transport: Acesta este un mecanism pur de transmisie de pachete. La acest nivel, nici conținutul pachetului și nici afilierea acestuia cu vreo acțiune nu contează deloc. La acest nivel contează doar adresa nodului de la care este trimis pachetul și adresa nodului la care ar trebui să fie livrat pachetul. De regulă, dimensiunea fragmentelor transmise folosind diferite protocoale se poate modifica, prin urmare, la acest nivel, blocurile de informații pot fi împărțite la ieșire și asamblate într-un singur întreg la destinație. Acest lucru cauzează o posibilă pierdere de date dacă, în momentul transmiterii următorului fragment, are loc o întrerupere de scurtă durată a conexiunii.
Stratul de transport include multe protocoale, care sunt împărțite în clase, de la cele mai simple, care pur și simplu transmit date, la cele complexe, care sunt dotate cu funcționalitatea de confirmare a primirii sau de re-solicitare a unui bloc de date lipsă.
Acest nivel oferă nivelul superior (de aplicație) cu două tipuri de servicii:
- Oferă livrare garantată folosind protocolul TCP.
- Livrează prin UDP ori de câte ori este posibil .
Pentru a asigura livrarea garantată, se stabilește o conexiune conform protocolului TCP, care permite ca pachetele să fie numerotate la ieșire și confirmate la intrare. Numerotarea pachetelor și confirmarea recepției sunt așa-numitele informații de serviciu. Acest protocol acceptă transmisia în modul „Duplex”. În plus, datorită reglementărilor bine gândite ale protocolului, este considerat foarte fiabil.
Protocolul UDP este destinat momentelor în care este imposibil să configurați transmisia prin protocolul TCP sau trebuie să salvați pe segmentul de transmisie a datelor din rețea. De asemenea, protocolul UDP poate interacționa cu protocoale de nivel superior pentru a crește fiabilitatea transmisiei pachetelor.
Stratul de rețea sau „stratul de internet”: stratul de bază pentru întregul model TCP/IP. Funcționalitatea principală a acestui strat este identică cu stratul cu același nume din modelul OSI și descrie mișcarea pachetelor într-o rețea compusă formată din mai multe subrețele mai mici. Leagă straturile adiacente ale protocolului TCP/IP.
Stratul de rețea este stratul de conectare între stratul de transport superior și nivelul inferior al interfețelor de rețea. Stratul de rețea folosește protocoale care primesc o solicitare de la stratul de transport și, prin adresare reglementată, transmit cererea procesată către protocolul de interfață de rețea, indicând la ce adresă să trimită datele.
Următoarele protocoale de rețea TCP/IP sunt utilizate la acest nivel: ICMP, IP, RIP, OSPF. Principalul și cel mai popular la nivel de rețea este, desigur, IP (Internet Protocol). Sarcina sa principală este de a transmite pachete de la un router la altul până când o unitate de date ajunge la interfața de rețea a nodului destinație. Protocolul IP este implementat nu numai pe gazde, ci și pe echipamentele de rețea: routere și switch-uri gestionate. Protocolul IP funcționează pe principiul celui mai bun efort, livrare negarantată. Adică, nu este nevoie să stabiliți o conexiune în prealabil pentru a trimite un pachet. Această opțiune duce la economisirea de trafic și timp la deplasarea pachetelor de servicii inutile. Pachetul este direcționat către destinație și este posibil ca nodul să rămână inaccesibil. În acest caz, este returnat un mesaj de eroare.
Nivelul interfeței de rețea: este responsabil pentru asigurarea faptului că subrețelele cu tehnologii diferite pot interacționa între ele și pot transmite informații în același mod. Acest lucru se realizează în doi pași simpli:
- Codificarea unui pachet într-o unitate intermediară de date din rețea.
- Convertește informațiile de destinație în standardele de subrețea necesare și trimite unitatea de date.
Această abordare ne permite să extindem în mod constant numărul de tehnologii de rețea acceptate. De îndată ce apare o nouă tehnologie, aceasta intră imediat în stiva de protocoale TCP/IP și permite rețelelor cu tehnologii mai vechi să transfere date către rețelele construite folosind standarde și metode mai moderne.
Unități de date transferate
În timpul existenței unui astfel de fenomen precum protocoalele TCP/IP, s-au stabilit termeni standard pentru unitățile de date transmise. Datele în timpul transmisiei pot fi fragmentate în diferite moduri, în funcție de tehnologiile utilizate de rețeaua de destinație.
Pentru a avea o idee despre ce se întâmplă cu datele și în ce moment, a fost necesar să se vină cu următoarea terminologie:
- Fluxul de date- date care ajung la nivelul de transport din protocoalele unui nivel de aplicație superior.
- Un segment este un fragment de date în care un flux este împărțit conform standardelor protocolului TCP.
- Datagrama(în special analfabetii îl pronunță ca „Datagramă”) - unități de date care sunt obținute prin divizarea unui flux folosind protocoale fără conexiune (UDP).
- Pungă de plastic- o unitate de date produsă prin protocolul IP.
- Protocoalele TCP/IP împachetează pachetele IP în blocuri de date transmise prin rețele compuse, numite personal sau rame.
Tipuri de adrese de stivă de protocol TCP/IP
Orice protocol de transfer de date TCP/IP utilizează unul dintre următoarele tipuri de adrese pentru a identifica gazde:
- Adrese locale (hardware).
- Adrese de rețea (adrese IP).
- Nume de domenii.
Adrese locale (adrese MAC) - utilizate în majoritatea tehnologiilor de rețele locale pentru a identifica interfețele de rețea. Când vorbim despre TCP/IP, cuvântul local înseamnă o interfață care nu funcționează într-o rețea compusă, ci într-o subrețea separată. De exemplu, subrețeaua unei interfețe conectate la Internet va fi locală, iar rețeaua de Internet va fi compusă. O rețea locală poate fi construită pe orice tehnologie și, indiferent de aceasta, din punctul de vedere al unei rețele compozite, o mașină aflată într-o subrețea separată dedicată va fi numită locală. Astfel, atunci când un pachet intră în rețeaua locală, adresa sa IP este apoi asociată cu adresa locală, iar pachetul este trimis la adresa MAC a interfeței de rețea.
Adrese de rețea (adrese IP). Tehnologia TCP/IP oferă propria sa adresare globală a nodurilor pentru a rezolva o problemă simplă - combinând rețele cu diferite tehnologii într-o singură structură mare de transmisie a datelor. Adresarea IP este complet independentă de tehnologia utilizată în rețeaua locală, dar o adresă IP permite unei interfețe de rețea să reprezinte o mașină într-o rețea compusă.
Drept urmare, a fost dezvoltat un sistem în care gazdelor li se atribuie o adresă IP și o mască de subrețea. Masca de subrețea arată câți biți sunt alocați numărului de rețea și câți numărului de gazdă. O adresă IP este formată din 32 de biți, împărțiți în blocuri de 8 biți.
Când un pachet este transmis, i se atribuie informații despre numărul rețelei și numărul nodului către care ar trebui să fie trimis pachetul. Mai întâi, routerul redirecționează pachetul către subrețeaua dorită și apoi este selectată o gazdă care îl așteaptă. Acest proces este realizat de Address Resolution Protocol (ARP).
Adresele de domeniu din rețelele TCP/IP sunt gestionate de un sistem de nume de domeniu (DNS) special conceput. Pentru a face acest lucru, există servere care se potrivesc cu numele domeniului, prezentat ca un șir de text, cu adresa IP și trimit pachetul în conformitate cu adresarea globală. Nu există corespondență între numele unui computer și o adresă IP, așa că pentru a converti un nume de domeniu într-o adresă IP, dispozitivul expeditor trebuie să acceseze tabelul de rutare care este creat pe serverul DNS. De exemplu, scriem adresa site-ului în browser, serverul DNS o potrivește cu adresa IP a serverului pe care se află site-ul, iar browserul citește informațiile, primind un răspuns.
Pe lângă Internet, este posibil să emiti nume de domenii computerelor. Astfel, procesul de lucru pe o rețea locală este simplificat. Nu este nevoie să vă amintiți toate adresele IP. În schimb, poți da fiecărui computer orice nume și să-l folosești.
adresa IP. Format. Componente. Masca de subrețea
O adresă IP este un număr de 32 de biți, care în reprezentarea tradițională este scris ca numere de la 1 la 255, separate prin puncte.
Tip de adresă IP în diferite formate de înregistrare:
- Adresă IP zecimală: 192.168.0.10.
- Forma binară a aceleiași adrese IP: 11000000.10101000.00000000.00001010.
- Introducere adresa în sistemul numeric hexazecimal: C0.A8.00.0A.
Nu există un separator între ID-ul rețelei și numărul punctului din intrare, dar computerul le poate separa. Există trei moduri de a face acest lucru:
- Chenar fix. Cu această metodă, întreaga adresă este împărțită condiționat în două părți de lungime fixă, octet cu octet. Astfel, dacă dăm un octet pentru numărul rețelei, atunci vom obține 2 8 rețele a câte 2 24 de noduri fiecare. Dacă granița este mutată cu un alt octet la dreapta, atunci vor fi mai multe rețele - 2 16 și mai puține noduri - 2 16. Astăzi, abordarea este considerată învechită și nu este utilizată.
- Masca de subrețea. Masca este asociată cu o adresă IP. Masca are o secvență de valori „1” în acei biți care sunt alocați numărului de rețea și un anumit număr de zerouri în acele locuri ale adresei IP care sunt alocate numărului de nod. Granița dintre unu și zero din mască este granița dintre ID-ul rețelei și ID-ul gazdei din adresa IP.
- Metoda claselor de adrese. Metoda compromisului. Când îl utilizați, dimensiunea rețelei nu poate fi selectată de utilizator, dar există cinci clase - A, B, C, D, E. Trei clase - A, B și C - sunt destinate diferitelor rețele, iar D și E sunt rezervate pentru rețele speciale. Într-un sistem de clasă, fiecare clasă are propria sa limită de număr de rețea și ID de nod.
Clasele de adrese IP
LA clasa A Acestea includ rețele în care rețeaua este identificată prin primul octet, iar restul de trei sunt numărul nodului. Toate adresele IP care au o valoare a primului octet de la 1 la 126 în intervalul lor sunt rețele de clasă A Există foarte puține rețele de clasă A în cantitate, dar fiecare dintre ele poate avea până la 2 24 de puncte.
Clasa B- rețele în care cei mai înalți doi biți sunt egali cu 10. În ele sunt alocați 16 biți pentru numărul de rețea și identificatorul de punct. Ca urmare, se dovedește că numărul de rețele de clasă B este diferit cantitativ de numărul de rețele de clasă A, dar au un număr mai mic de noduri - până la 65.536 (2 16) unități.
Pe rețele clasa C- sunt foarte puține noduri - 2 8 în fiecare, dar numărul de rețele este uriaș, datorită faptului că identificatorul de rețea în astfel de structuri ocupă trei octeți.
Rețele clasa D- aparțin deja unor rețele speciale. Începe cu secvența 1110 și se numește o adresă multicast. Interfețele cu adrese de clasă A, B și C pot face parte dintr-un grup și pot primi o adresă de grup în plus față de cea individuală.
Adrese clasa E- în rezervă pentru viitor. Astfel de adrese încep cu secvența 11110. Cel mai probabil, aceste adrese vor fi folosite ca adrese de grup atunci când există o lipsă de adrese IP în rețeaua globală.
Configurarea protocolului TCP/IP
Configurarea protocolului TCP/IP este disponibilă pe toate sistemele de operare. Acestea sunt Linux, CentOS, Mac OS X, Free BSD, Windows 7. Protocolul TCP/IP necesită doar un adaptor de rețea. Desigur, sistemele de operare pentru server sunt capabile de mai mult. Protocolul TCP/IP este configurat pe scară largă folosind servicii de server. Adresele IP de pe computerele desktop obișnuite sunt setate în setările de conexiune la rețea. Acolo configurați adresa rețelei, gateway-ul - adresa IP a punctului care are acces la rețeaua globală și adresele punctelor în care se află serverul DNS.
Protocolul Internet TCP/IP poate fi configurat manual. Deși acest lucru nu este întotdeauna necesar. Puteți primi automat parametrii protocolului TCP/IP de la adresa de distribuție dinamică a serverului. Această metodă este utilizată în rețelele corporative mari. Pe un server DHCP, puteți mapa o adresă locală la o adresă de rețea și, de îndată ce o mașină cu o anumită adresă IP apare în rețea, serverul îi va da imediat o adresă IP pregătită în prealabil. Acest proces se numește rezervare.
Protocolul de rezoluție a adresei TCP/IP
Singura modalitate de a stabili o relație între o adresă MAC și o adresă IP este menținerea unui tabel. Dacă există o tabelă de rutare, fiecare interfață de rețea este conștientă de adresele sale (locale și de rețea), dar se pune întrebarea cum să se organizeze corect schimbul de pachete între noduri folosind protocolul TCP/IP 4.
De ce a fost inventat Address Resolution Protocol (ARP)? Pentru a lega familia de protocoale TCP/IP și alte sisteme de adresare. Un tabel de mapare ARP este creat pe fiecare nod și populat prin sondajul întregii rețele. Acest lucru se întâmplă de fiecare dată când computerul este oprit.
Tabelul ARP
Așa arată un exemplu de tabel ARP compilat.
Principalul lucru care distinge Internetul de alte rețele sunt protocoalele sale - TCP/IP. În general, termenul TCP/IP înseamnă de obicei tot ceea ce este legat de protocoalele de comunicare între computere de pe Internet. Acesta acoperă o întreagă familie de protocoale, programe de aplicație și chiar rețeaua în sine. TCP/IP este o tehnologie de interconectare. O rețea care utilizează tehnologia TCP/IP se numește „internet”. Dacă vorbim despre o rețea globală care conectează multe rețele cu tehnologie TCP/IP, atunci se numește Internet.
Protocolul TCP/IP își primește numele de la două protocoale de comunicație (sau protocoale de comunicație). Acestea sunt Transmission Control Protocol (TCP) și Internet Protocol (IP). Deși Internetul folosește un număr mare de alte protocoale, Internetul este adesea numit Rețea TCP/1P, deoarece aceste două protocoale sunt cu siguranță cele mai importante.
Protocolul IP (Internet Protocol) gestionează transmiterea directă a informațiilor prin rețea. Toate informațiile sunt împărțite în părți - pacheteși este trimis de la expeditor la destinatar. Pentru a adresa cu exactitate coletul, este necesar să se precizeze coordonatele clare ale destinatarului sau adresa acestuia.
adresa de internet este format din 4 octeți. La scriere, octeții sunt separați unul de celălalt prin puncte: 123.45.67.89 sau 3.33.33.3. În realitate, o adresă este formată din mai multe părți. Deoarece Internetul este o rețea de rețele, începutul unei adrese le spune nodurilor de Internet din ce rețea face parte adresa. Capătul din dreapta al adresei spune acestei rețele care computer sau gazdă ar trebui să primească pachetul. Fiecare computer de pe Internet are o adresă unică în această schemă.
Adresă numerică a calculatorului pe Internet este similar cu un cod poștal al unui oficiu poștal. Există mai multe tipuri de adrese de internet (tipuri: A, B, C, D, E), care împart adresa în diferite moduri în câmpuri de număr de rețea și numărul de nod, numărul de rețele și mașini posibile în astfel de rețele depinde de tipul unei astfel de diviziuni.
Datorită limitărilor hardware, informațiile trimise prin rețele IP sunt împărțite în părți (de-a lungul granițelor de octeți), așezate în separat pachete. Lungimea informațiilor din interiorul unui pachet variază de obicei între 1 și 1500 de octeți. Acest lucru protejează rețeaua de monopolizarea de către orice utilizator și oferă tuturor drepturi aproximativ egale. Din același motiv, dacă rețeaua nu este suficient de rapidă, cu cât o folosesc mai mulți utilizatori în același timp, cu atât mai lent va comunica cu toată lumea.
Unul dintre avantajele Internetului este că protocolul IP în sine este deja destul de suficient pentru a funcționa. Cu toate acestea, acest protocol are și o serie de dezavantaje:
- - majoritatea informațiilor transmise sunt mai lungi de 1500 de caractere, deci trebuie împărțite în mai multe pachete;
- - unele pachete se pot pierde pe parcurs;
- - pachetele pot ajunge într-o secvență diferită de cea inițială.
Protocoalele utilizate trebuie să ofere modalități de a transfera cantități mari de informații fără distorsiuni care pot apărea din cauza defecțiunii rețelei.
Transmission Control Protocol (TCP) este un protocol strâns legat de IP care este utilizat în scopuri similare, dar la un nivel superior. Protocolul TCP se ocupă de problema trimiterii unor cantități mari de informații, pe baza capacităților protocolului IP.
TCP împarte informațiile care urmează să fie trimise în mai multe părți și numere fiecare parte, astfel încât ordinea să poată fi restabilită ulterior. Pentru a trimite această numerotare împreună cu datele, acoperă fiecare informație cu propria sa copertă - un plic TCP care conține informațiile corespunzătoare.
La primire, destinatarul despachetează plicurile IP și vede plicurile TCP, le despachetează și ele și plasează datele într-o secvență de părți în locul potrivit. Dacă ceva lipsește, el cere ca această piesă să fie trimisă din nou. În cele din urmă, informațiile sunt colectate în ordinea corectă și complet restaurate.
