Технічні подробиці - Дослідження інфокомунікаційних параметрів цифрових систем передачі даних

Що таке TCP/IP?

Термін "TCP/IP" звичайно позначає все, що пов'язане із протоколами TCP й IP. Він охоплює ціле сімейство протоколів, прикладні програми й навіть сама мережа. До складу сімейства входять протоколи UDP, ARP, ICMP, TELNET, FTP і багато хто інших. TCP/IP - це технологія межсетевого взаємодії. Модуль IP створює єдину логічну мережу.

Архітектура протоколів TCP/IP призначена для об'єднаної мережі, що складає із з'єднаних один з одним шлюзами окремих різнорідних пакетних подсетей, до яких підключаються різнорідні машини. Кожна з подсетей працює у відповідності зі своїми специфічними вимогами й має свою природу засобів зв'язку.

Однак передбачається, що кожна подсеть може прийняти пакет інформації (дані з відповідним мережним заголовком) і доставити його по зазначеній адресі в цієї конкретної подсети. Не потрібно, щоб подсеть гарантувала обов'язкову доставку пакетів і мала надійний протокол передачі. Таким чином, дві машини, підключені до однієї подсети, можуть обмінюватися пакетами.

Коли необхідно передати пакет між машинами, підключеними до різних подсетям, те машина-відправник посилає пакет у відповідний шлюз (шлюз підключений до подсети також як звичайний вузол). Відтіля пакет направляється по певному маршруті через систему шлюзів і подсетей, поки не досягне шлюзу, підключеного до тієї ж подсети, що й машина-одержувач; там пакет направляється до одержувача. Проблема доставки пакетів у такій системі вирішується шляхом реалізації у всіх вузлах і шлюзах межсетевого протоколу IP. Межсетевой рівень є власне кажучи базовим елементом у всій архітектурі протоколів, забезпечуючи можливість стандартизації протоколів верхніх рівнів.

Структура зв'язків протокольних модулів

Логічна структура мережного програмного забезпечення, що реалізує протоколи сімейства TCP/IP у кожному вузлі мережі internet, зображена на Рис. 1. Прямокутники позначають обробку даних, а лінії, що з'єднують прямокутники, - шляхи передачі даних. Горизонтальна лінія внизу малюнка позначає кабель мережі Ethernet, що використається як приклад фізичного середовища. Розуміння цієї логічної структури є основою для розуміння всієї технології internet.

Рис. 1 Структура протокольних модулів у вузлі мережі TCP/IP

Потоки даних

Уведемо ряд базових термінів, які ми будемо використати надалі.

Драйвер - це програма, безпосередньо взаємодіюча з мережним адаптером. Модуль - це програма, взаємодіюча із драйвером, мережними прикладними програмами або іншими модулями. Драйвер мережного адаптера й, можливо, інші модулі, специфічні для фізичної мережі передачі даних, надають мережний інтерфейс для протокольних модулів сімейства TCP/IP.

Назва блоку даних, переданого по мережі, залежить від того, на якому рівні стека протоколів він перебуває. Блок даних, з яким має справа мережний інтерфейс, називається кадром; якщо блок даних перебуває між мережним інтерфейсом і модулем IP, те він називається IP-пакетом; якщо він - між модулем IP і модулем UDP, те - UDP-датаграммой; якщо між модулем IP і модулем TCP, те - TCP-сегментом (або транспортним повідомленням); нарешті, якщо блок даних перебуває на рівні мережних прикладних процесів, то він називається прикладним повідомленням.

Ці визначення, звичайно, недосконалі й неповні. До того ж вони міняються від публікації до публікації.

Розглянемо потоки даних, що проходять через стек протоколів, зображений на Рис. 1. У випадку використання протоколу TCP (Transmission Control Protocol - протокол керування передачею), дані передаються між прикладним процесом і модулем TCP. Типовим прикладним процесом, що використає протокол TCP, є модуль FTP (File Transfer Protocol протокол передачі файлів). Стік протоколів у цьому випадку буде FTP/TCP/IP/ENET. При використанні протоколу UDP (User Datagram Protocol - протокол користувальницьких датаграмм), дані передаються між прикладним процесом і модулем UDP. Наприклад, SNMP (Simple Network Management Protocol - простий протокол керування мережею) користується транспортними послугами UDP. Його стік протоколів виглядає так: SNMP/UDP/IP/ENET.

Коли Ethernet-кадр попадає в драйвер мережного інтерфейсу Ethernet, він може бути спрямований або в модуль ARP (Address Resolution Protocol адресний протокол), або в модуль IP (Internet Protocol - межсетевой протокол). На те, куди повинен бути спрямований Ethernet-кадр, указує значення поля типу в заголовку кадру. Якщо IP-пакет попадає в модуль IP, то дані, що втримуються в ньому, можуть бути передані або модулю TCP, або UDP, що визначається полем "протокол" у заголовку IP-пакета. Якщо UDP-датаграмма попадає в модуль UDP, то на підставі значення поля "порт" у заголовку датаграммы визначається прикладна програма, який повинне бути передане прикладне повідомлення. Якщо TCP-повідомлення попадає в модуль TCP, то вибір прикладної програми, який повинне бути передане повідомлення, здійснюється на основі значення поля "порт" у заголовку TCP-повідомлення. Передача даних у зворотну сторону здійснюється досить просто, тому що з кожного модуля існує тільки один шлях униз. Кожен протокольний модуль додає до пакета свій заголовок, на підставі якого машина, що прийняла пакет, виконує демультиплексирование. Дані від прикладного процесу проходять через модулі TCP або UDP, після чого попадають у модуль IP і відтіля - на рівень мережного інтерфейсу. Хоча технологія internet підтримує багато різних середовищ передачі даних, тут ми будемо припускати використання Ethernet, тому що саме це середовище найчастіше є фізичною основою для IP-мережі.

Машина на Рис. 1 має одну крапку з'єднання з Ethernet. Шестибайтный Ethernet-адреса є унікальним для кожного мережного адаптера й розпізнається драйвером..Машина має також четырехбайтный IP-адресу. Ця адреса позначає крапку доступу до мережі на інтерфейсі модуля IP із драйвером. IP-адреса повинен бути унікальним у межах всієї мережі Internet. Працююча машина завжди знає свою IP-адресу й Ethernet-адресу.

Похожие статьи




Технічні подробиці - Дослідження інфокомунікаційних параметрів цифрових систем передачі даних

Предыдущая | Следующая