Стандартные стеки протоколов

Стандартные стеки протоколов
Примеры популярных стеков протоколов:
•стек IPX/SPX фирмы Novell
•стек TCP/IP, используемый в сети Internet, UNIX
•стек
OSI
международной
стандартизации
организации
по
•стек DECnet корпорации Digital Equipment
•стек NetBEUI/SMB, применяемый в сетях Windows NT.
В коммуникационном оборудовании реализуются протоколы
нижних уровней, которые в большей степени
стандартизованы, чем протоколы верхних уровней, и это
является предпосылкой для успешной совместной работы
оборудования различных производителей
Стандартные стеки протоколов
Компьютеры реализуют коммуникационные протоколы
в виде соответствующих программных элементов
сетевой операционной системы, например, протоколы
канального уровня, как правило, выполнены в виде
драйверов сетевых адаптеров
Протоколы верхних уровней выполнены в виде
серверных и клиентских компонент сетевых сервисов.
На нижних уровнях - физическом и канальном практически во всех стеках используются одни и те же
протоколы.
Это хорошо стандартизованные протоколы Ethernet,
Token Ring, FDDI
Общие свойства протоколов
Каждый протокол должен обладать свойствами:
- полноты;
- непротиворечивости;
- живучести;
- не приводить к тупиковым ситуациям
Для проверки соответствия требованиям протоколы
подвергают верификации
Стек OSI
•Следует различать стек протоколов OSI и модель OSI
•Это международный, независимый от производителей
стандарт
•Протоколы
OSI
требуют
больших
затрат
вычислительной мощности центрального процессора, что
делает их более подходящими для мощных машин, а не
для сетей персональных компьютеров
Одним из крупнейших производителей, поддерживающих OSI,
является компания AT&T - сеть Stargroup полностью базируется на
стеке OSI. Стек OSI используют сеть NFSNET, Военно-морское
ведомство США.
Стек OSI
Сервисы прикладного уровня включают передачу файлов,
эмуляцию терминала, службу каталогов и почту. Наиболее
перспективны:
- служба каталогов (стандарт Х.500)
- электронная почта (Х.400)
- протокол виртуального терминала (VT)
- протокол передачи, доступа и управления файлами (FTAM)
- протокол пересылки и управления работами (JTM)
Рекомендации Х.400 описывают модель системы обмена сообщениями,
протоколы взаимодействия между компонентами системы, а также множество
видов сообщений и возможности, которыми обладает отправитель по каждому
виду отправляемых сообщений
Стек OSI
Целью рекомендаций X.500 является выработка стандартов
глобальной справочной службы.
В общем виде служба X.500 представляет собой распределенную
базу данных имен и адресов.
Основные проблемы реализации рекомендаций X.500 проистекают
из масштабности этого проекта, претендующего на роль всемирной
справочной службы
Протокол VT решает проблему несовместимости различных
протоколов эмуляции терминалов
FTAM предусматривает средства для локализации и доступа к
содержимому файла и включает набор директив для вставки,
замены, расширения и очистки содержимого файла
Протокол JTM позволяет пользователям пересылать работы,
которые д.б. выполнены на хосте (пакетная обработка,
транзакции, доступ к распределенным БД)
Стек TCP\IP
Стек TCP/IP свое название получил по именам двух основных
протоколов: TCP - протокол управления передачей
(Transmission
Control Protocol), и IP - межсетевой протокол (Internet Protocol)
Стек TCP\IP
Модель TCP/IP - яркий пример открытой системы в том
смысле, что, в
отличие от протоколов, используемых в коммуникационных
системах
разных поставщиков, все спецификации этого стека
протоколов и
многие из его реализаций общедоступны
Соответствие стека TCP\IP модели OSI
Простой кадр данных
Четыре уровня стека протоколов TCP/IP
►
►
►
►
►
►
file transport protocol (FTP)
hypertext transfer protocol (HTTP)
simple mail transport protocol (SMTP)
domain name service (DNS)
trivial file transport protocol (TFTP)
user datagram protocol (UDP)
Взаимодействие сетей в соответствии с
моделью TCP/IP
Для соединения двух и более сетей в Интернет
используются
маршрутизаторы (routers) - компьютеры, которые
физически
соединяют сети друг с другом и с помощью специального
программного обеспечения передают пакеты из одной сети
в другую
Уровень приложений TCP/IP
За долгие годы использования в сетях различных
стран и
организаций стек TCP/IP вобрал в себя большое
количество протоколов прикладного уровня
Транспортный уровень
Как и в модели OSI, его задача — обеспечить связь точка-точка между двумя
равнозначными активностями. В рамках TCP/IP модели было разработано два
транспортных протокола
Транспортный уровень
Первый TCP - надежный протокол с соединением. Он получает поток
байт, фрагментирует его на отдельные сообщения (сегменты) и передает
их на межсетевой уровень. На машине получателе равнозначная
активность TCP протокола собирает эти сообщения в поток байтов. TCP
протокол также обеспечивает управление потоком.
Второй протокол UDP (User Datagram Protocol). Это ненадежный
протокол без соединения для тех приложений, которые используют свои
механизмы фрагментации, управления потоком. Он часто используется
для передачи коротких сообщений в клиент-серверных приложениях, а
также там, где скорость передачи важнее ее точности
Транспортный уровень
TCP и UDP идентифицируют приложения по 16-битным номерам
портов (сокетам). Серверы приложений обычно имеют заранее
известные номера портов
Клиент приложения
обычно "не интересуется"
номером своего порта для
транспортного уровня,
который он использует.
Ему лишь необходимо
гарантировать, что этот
номер уникален для
данного хоста
Межсетевой уровень
В качестве основного протокола межсетевого уровня в стеке используется протокол
Internet Protocol (IP), который изначально проектировался как протокол передачи
пакетов в сетях, состоящих из большого количества локальных сетей, объединенных
как локальными, так и глобальными связями
Межсетевой уровень
Стек ориентирован на сеть с коммутацией пакетов с межсетевым взаимодействием без
соединений. Сетевой уровень является основой всей архитектуры. Его назначение обеспечить доставку пакетов, движущихся в сети независимо друг от друга, даже если
получатель принадлежит другой сети. Причем пакеты могут поступать к получателю
не в том порядке как они были посланы
Межсетевой уровень
ICMP (Internet Control Message Protocol) отвечает за обмен сообщениями об ошибках
и другой важной информацией с сетевым уровнем на другом хосте или
маршрутизаторе. IGMP (Internet Group Management Protocol) используется для
отправки IP-дейтаграмм множеству хостов в сети.
Межсеевой уровень
На межсетевом уровне используются специальные протоколы разрешения адресов
ARP (Adress Resolution Protocol) и RARP (Reverse Adress Resolution Protocol). Эти
протоколы применяются только в определенных типах физических сетей (Ethernet и
Token Ring) для преобразования адресов сетевого уровня в адреса физической сети и
обратно
Уровень сетевого интерфейса
Уровень сетевого интерфейса отвечает за установление сетевого
соединения в конкретной физической сети, к которой подсоединен
компьютер.
На этом уровне работают драйвер устройства в операционной
системе и соответствующая сетевая плата компьютера
Стек TCP/IP на нижнем уровне поддерживает все популярные
стандарты физического и канального уровня: для локальных сетей
это Ethernet, Token Ring, FDDI, для глобальных - протоколы работы
на аналоговых коммутируемых и выделенных линиях SLIP/PPP,
протоколы территориальных сетей X.25 и ISDN все функции сети
разделены на уровни, которые взаимодействуют между собой через
интерфейс
Сравнение моделей TCP\IP и OSI
Назначение их уровней примерно одинаково
► Все уровни от Транспортного и ниже используют протоколы
для поддержки взаимодействия типа точка точка, независящего от
организации сети
► Все уровни выше транспортного ориентированы на приложения
►
Сравнение моделей TCP\IP и OSI
►
►
►
►
Наибольшее методологическое значение модели OSI
в четком выделении и разделении понятий сервис,
протокол и интерфейс
TCP/IP модель создавалась post factum, а OSI до того
как появились протоколы
Модели имеют разное число уровней. Обе имеют
уровень приложений, транспортный уровень и
сетевой уровень
OSI модель поддерживает на сетевом уровне как
сервис с соединением, так и без соединения. На
транспортном
уровне
этой
модели
поддерживается сервис только с соединением.
В TCP/IP наоборот: сетевой уровень обеспечивает
сервис без соединения, но транспортный - как с
соединением, так и без