Изменения в «PspoClasses/080702/02TcpIpIntro»

Введение в TCP/IP

На самом деле это отображение схемы 4-уровневого tcp/ip. (4 уровня потому, что первые два обычно объединяются) Одна из важных характеристик схемы - независимость уровней, то есть, решив одну задачу, про неё можно забыть. Например, как только мы решили 2-ю задачу путём вставки Ethernet-карточки, мы можем забыть про то, как эти карточки общаются. Аналогично, TCP/IP можно пробросить поверх много чего. Это очень важное свойство. Как только мы решили задачу нижнего уровня, мы можем решать задачу верхнего в отрыве от неё.

Уровни tcp/ip:

• Физический
• Сетевой
• Транспортный
• Прикладной

Принято использовать сети с коммутацией пакетов. Вообще есть сети с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов. В качестве аналога сети с коммутацией каналов можно рассмотреть телефонную сеть:

• два абонента арендуют канал для звонка. На время звонка оба абонента заняты ( если у них одно возможное подключение). При этом мы можем не опасаться возникновения помех или перепадов скорости,. Это такое главные достоинства сетей с коммутацией каналов. Главный недостаток --- если имеется n абонентов, то непонятно, какое количество каналов надо иметь в запасе, чтобы все могли связаться друг с другом. Приблизительно $O(n_2). Соответственно, если каналов на АТС или между различными АТС не хватает, то при звонке будет занято.

В сетях с коммутацией пакетов всё наоборот. Все данные нарезаны на пакеты и передавать данные могут все абоненты этой среды в любой момент, но за раз передать можно только один пакте. После чего дисциплина передачи решает когда можно передать следующий пакет. В старых книжках по сетям здесь приводят token ring.

Что касается нашего случая, то надо рассказывать про Ethernet,который используется чаще всего. На самом деле, в нем решается много интересных задач. Например, как передавать высокочастотный сигнал по обычному проводу? По коаксиальному понятно, а как в обычном проводе? На каждый проводок с данными приходиться свой провод с землёй, и они закручены друг вокруг друга, что обеспечивает экранирование. (рассказ про секьюрных обжимальщиков)

Опустимся на уровень выше и поговорим про интерфейс. У нас есть Ethernet кабель и Ethernet карта. С точки зрения компьютера начинается всё только с точки зрения интерфейса.

Ethernet устроен след. образом: общая СПД. Любой компьютер в любой момент может захотеть передавать любому другому данные. Сразу встаёт вопрос дисциплины передачи.

1. Прежде чем что-то передавать, сетевое устройство определяет, занята ли среда или свободна. Если среда свободна то происходит передача, в противном случае она задерживается. Что это значит? Это значит, что если какой-то машине взбрело в голову что-то передать по сети , то сетевая карта не будет сразу передавать данные. Какое время ожидания выбирается? Произвольное. Сначала выбирается в неком диапазоне. после истечения этого срока сетевая карта опять проверяет свободна ли среда. Если среда опять(все еще ) занята то отправка пакета опять откладывается но диапазон увеличивается в два раза, и так далее. Это спасает от ситуаций называемых request store... . Случайность времени ожидания обеспечивается неким простейшим RNG, встроенном в сетевую карту и основанном например на MAC-адресе.
2. Если два компьютера одновременно захотели передавать данные и увидели, что среда свободна, то они могут начать передачу. То есть, возникает коллизия, которую над разрешать. Все абоненты, которые попали в коллизию, повторяют алгоритма первого пункта.
3. Уникальные адреса. В сети Ethernet все устройства имеют уникальный идентификатор (MAC-адрес), каждое устройство может распознать MAC-адрес другого- в пакете будет MAC-адрес отправителя и MAC-адрес получателя, и на этом основании происходит передача данных. Пакет этого уровня помимо полезных данных и адресов отправителя и получателя содержит всякую полезную информацию о том, что это за пакет. Но MAC-адресом как способом нумерации мы воспользоваться не можем. Но на одном уровне требование уникальности вып. и дисц. передачи работает.

Второе свойство TCP/IP: инкапсуляция. Лектор начал рассказывать про разд. пакетов сразу. Если мы сразу решили, что исп. пакеты, то будем исп. их и выше, только везде оно будет иметь разное значение.

• Что такое пакет на уровне интерфейсном? Это кусок данных, который может принять карта за раз. В этом фрейме написано от кого и кому он. Адрес получателя может быть широковещательным. Если в поле мак адреса стоят только 1, то такой пакет предназначен всем устройствам одновременно.
• На уровне сетевом понимается нечто не привязанное к одной конкретной СПД, а некая абстракция. Поскольку было бы удобно нарезать пакеты такого размера, который передаётся в СПД за раз. Это некая оторванная от конкретного интерфейса штука, в которой есть payload и некие дополнительные поля: адреса, TTL...
• Такие же вещи происходят. на уровне доставки. Тут уже они определяются требованием качества (чем выше качество, тем больше пакет)
• Оно же может быть на прикладном уровне. Это уже требование самой программы, мы про это уже ничего не знаем.

Сведения о ресурсах