Изменения в «PspoClasses/080702/02TcpIpIntro»

Введение в TCP/IP

Перечисленные выше пять задач соответствуют четырехуровневой схеме TCP/IP. Уровней всего четыре, так как первые две задачи обычно решаются на одном, первом уровне.

Одна из важных характеристик этой схемы --- независимость уровней.Например: обеспечив интерфейс между компьютером и средой передачи данных установив сетевую Ethernet-карту, при решении следующих задач о том, как общаются сетевые карты можно не вспоминать; TCP/IP может использоваться совместно с различными технологиями решения задач нижних уровней -- Token Ring, IEEE 802.11; и т.д.

Уровни TCP/IP:

• Физический
• Сетевой
• Транспортный
• Прикладной

Обычно выделяют два типа сетей.

• Сети с коммутацией каналов. В качестве примера можно рассмотреть телефонную сеть. Два абонента арендуют канал для звонка. Этот канал в некотором смысле виртуальный --- он состоит из цепочки физических каналов, арендованных на каждом участке сети. Во время звонка оба абонента заняты и не могут осуществить другой звонок. Достоинством подобных сетей является отсутствие помех и перепадов скорости, на время соединения качество связи более или менее гарантировано. Основной их недостаток в возможных перегрузках сети, при которых из-за нехватки физических каналов на том или ином участке сети, не обязательно ближайшем к абоненту, абонент может быть "занят", хотя сам и не совершает звонка.

• Сети с коммутацией пакетов. В этих сетях все данные делятся на пакеты. Один абонент может отправить другому пакет в любой момент. Затем дисциплиной передачи определяется, через какое время может быть отправлен следующий пакет. Примерами таких сетей являются Token Ring, Ethernet. Возможна ситуация, когда качество существующего соединения между абонентами ухудшится, например из-за перегрузки пакетами на каком-то из промежуточных узлов.

Независимость уровней TCP/IP

Каждый протокол общается с протоколом того же уровня на том конце, невзирая на проблемы протоколов нижнего уровня.

Инкапсуляция протоколов TCP/IP

Инкапсуляция протоколов выражается в том, что данные, требуемые для передачи в рамках работы протокола некоторого уровня инкапсулируются в пакеты протокола более низкого уровня.

Например, пусть у нас работает FTP-клиент. Будучи сам на прикладном уровне, он приготовил FTP-специфический массив данных, например, большой файл и собирается его передать, воспользовавшись услугами нижнего, транспортного уровня (допустим, TCP). Для передачи по TCP этот массив должен быть разбит на фрагменты определенного размера. Каждый такой фрагмент инкапсулируется в TCP-пакет и снабжается дополнительной служебной информацией, характерной для протокола TCP. На этом дело не останавливается. Для передачи каждого TCP-пакета средствами IP он должен быть, в свою очередь разбит на фрагменты определенного размера (характерного для IP). Каждый из этих фрагментов инкапсулируется в IP-пакет и снабжается своей служебной информацией, на этот раз характерной для протокола IP. Допустим, по правилам маршрутизации выяснилось, что нам нужно передать этот пакет нашему ближайшему соседу по сети. Операция повторяется снова --- IP-пакет разбивается и инкапсулируется в несколько пакетов физического уровня, например, ethernet-фреймов.

После передачи фреймов по физическому каналу происходит обратное преобразование: из "фарша" восстанавливается "корова": протокол физического уровня Ethernet составляет из нескольких своих фреймов некоторый набор данных, который передает на уровень выше. Протокол IP в этом наборе данных узнаёт IP-пакет и интерпретирует служебную информацию, в частности IP-адрес. Предположим, по правилам маршрутизации IP-пакет надо отправить следующему соседу. Тогда он снова передаётся на физический уровень, где инкапсулируется в несколько фреймах, и т.д. Если IP-протокол решит, что именно эта машина является получателем, то он из нескольких IP-пакетов соберёт некоторый набор данных, и передает его на уровень TCP, который узнает в этом наборе TCP-пакет и обработает его подобающим образом.

В некоторых случаях может быть так, что ip-пакеты собираются до tcp, чтобы решить, что делать дальше. Это надо всегда иметь в виду.

Инкапсуляция протколов приводит к накладным расходам: фактически по сети передаётся существенно больше данных, чем было запланировано прикладном уровне.

Сведения о ресурсах