Содержание

Руководство по стеку протоколов TCP/IP для начинающих

Cтек протоколов TCP/IP широко распространен. Он используется в качестве основы для глобальной сети интернет. Разбираемся в основных понятиях и принципах работы стека.

Основы TCP/IP

Стек протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol, протокол управления передачей/протокол интернета) — сетевая модель, описывающая процесс передачи цифровых данных. Она названа по двум главным протоколам, по этой модели построена глобальная сеть интернет. Сейчас это кажется невероятным, но в 1970-х информация не могла быть передана из одной сети в другую. Чтобы обеспечить такую возможность, был разработан стек интернет-протоколов, известный как TCP/IP.

Разработка сетевой модели осуществлялась при содействии Министерства обороны США, поэтому иногда модель TCP/IP называют DoD (Department of Defence) модель. Если вы знакомы с моделью OSI, то вам будет проще понять построение модели TCP/IP, потому что обе модели имеют деление на уровни, внутри которых действуют определенные протоколы и выполняются собственные функции. Мы разделили статью на смысловые части, чтобы было проще понять, как устроена модель TCP/IP:

Уровневая модель TCP/IP

Выше мы уже упоминали, что модель TCP/IP разделена на уровни, как и OSI, но отличие двух моделей в количестве уровней. Документами, определяющими сертификацию модели, являются RFC 1122 и RFC1123. Эти стандарты описывают четыре уровня абстракции модели TCP/IP: прикладной, транспортный, межсетевой и канальный. Существуют и другие версии описания модели, в том числе включающие иное количество уровней и их наименований. Однако в этой статье мы придерживаемся оригинальной версии и далее рассмотрим четыре уровня модели.

Канальный уровень (link layer)

Предназначение канального уровня — дать описание тому, как происходит обмен информацией на уровне сетевых устройств, определить, как информация будет передаваться от одного устройства к другому. Информация здесь кодируется, делится на пакеты и отправляется по нужному каналу, т.е. среде передачи.

Этот уровень также вычисляет максимальное расстояние, на которое пакеты возможно передать, частоту сигнала, задержку ответа и т. д. Все это — физические свойства среды передачи информации. На канальном уровне самым распространенным протоколом является Ethernet, который мы рассмотрим в конце статьи.

Межсетевой уровень (internet layer)

Глобальная сеть интернет состоит из множества локальных сетей, взаимодействующих между собой. Межсетевой уровень используется, чтобы описать обеспечение такого взаимодействия.

Межсетевое взаимодействие — это основной принцип построения интернета. Локальные сети по всему миру объединены в глобальную, а передачу данных между этими сетями осуществляют магистральные и пограничные маршрутизаторы.

Именно на межсетевом уровне функционирует протокол IP, позволивший объединить разные сети в глобальную. Как и протокол TCP, он дал название модели, рассматриваемой в статье.

Маска подсети и IP-адреса

Маска подсети помогает маршрутизатору понять, как и куда передавать пакет. Подсетью может являться любая сеть со своими протоколами. Маршрутизатор передает пакет напрямую, если получатель находится в той же подсети, что и отправитель. 128 устройств.

IPv6 имеет вид восьми блоков по четыре шестнадцатеричных значения, а каждый блок разделяется двоеточием. IPv6 выглядит следующим образом:

2dab:ffff:0000:0000:01aa:00ff:dd72:2c4a.

Так как IPv6 адреса длинные, их разрешается сокращать по определенным правилам, которые также описываются RFC:

  • Для написания адреса используются строчные буквы латинского алфавита: a, b, c, d, e, f.
  • Ведущие нули допускается не указывать — например, в адресе выше :00ff: можно записать как :ff:.
  • Группы нулей, идущие подряд, тоже допустимо сокращать и заменять на двойное двоеточие. На примере выше это выглядит так: 2dab:аааа::01aa:00ff:dd72:2c4a. Допускается делать не больше одного подобного сокращения в адресе IPv6 на наибольшей последовательности нулей. Если одинаково длинных последовательностей несколько — на самой левой из них.

IP предназначен для определения адресата и доставки ему информации. Он предоставляет услугу для вышестоящих уровней, но не гарантирует целостность доставляемой информации.

IP способен инкапсулировать другие протоколы, предоставлять место, куда они могут быть встроены. К таким протоколам, например, относятся ICMP (межсетевой протокол управляющих сообщений) и IGMP (межсетевой протокол группового управления). Информация о том, какой протокол инкапсулируется, отражается в заголовке IP-пакета. Так, ICMP будет обозначен числом 1, а IGMP будет обозначен числом 2.

ICMP

ICMP в основном используется устройствами в сети для доставки сообщений об ошибках и операционной информации, сообщающей об успехе или ошибке при связи с другим устройством. Например, именно с использованием ICMP осуществляется передача отчетов о недоступности устройств в сети. Кроме того, ICMP используется при диагностике сети — к примеру, в эксплуатации утилит ping или traceroute.

ICMP не передает какие-либо данные, что отличает его от протоколов, работающих на транспортном уровне — таких как TCP и UDP. ICMP, аналогично IP, работает на межсетевом уровне и фактически является неотъемлемой частью при реализации модели TCP/IP. Стоит отметить, что для разных версий IP используются и разные версии протокола ICMP.

Транспортный уровень (transport layer)

Постоянные резиденты транспортного уровня — протоколы TCP и UDP, они занимаются доставкой информации.

TCP (протокол управления передачей) — надежный, он обеспечивает передачу информации, проверяя дошла ли она, насколько полным является объем полученной информации и т.д. TCP дает возможность двум конечным устройствам производить обмен пакетами через предварительно установленное соединение. Он предоставляет услугу для приложений, повторно запрашивает потерянную информацию, устраняет дублирующие пакеты, регулируя загруженность сети. TCP гарантирует получение и сборку информации у адресата в правильном порядке.

UDP (протокол пользовательских датаграмм) — ненадежный, он занимается передачей автономных датаграмм. UDP не гарантирует, что всех датаграммы дойдут до получателя. Датаграммы уже содержат всю необходимую информацию, чтобы дойти до получателя, но они все равно могут быть потеряны или доставлены в порядке отличном от порядка при отправлении.

UDP обычно не используется, если требуется надежная передача информации. Использовать UDP имеет смысл там, где потеря части информации не будет критичной для приложения, например, в видеоиграх или потоковой передаче видео. UDP необходим, когда делать повторный запрос сложно или неоправданно по каким-то причинам.

Протоколы транспортного уровня не интерпретируют информацию, полученную с верхнего или нижних уровней, они служат только как канал передачи, но есть исключения. RSVP (Resource Reservation Protocol, протокол резервирования сетевых ресурсов) может использоваться, например, роутерами или сетевыми экранами в целях анализа трафика и принятия решений о его передаче или отклонении в зависимости от содержимого.

Прикладной уровень (application layer)

В модели TCP/IP отсутствуют дополнительные промежуточные уровни (представления и сеансовый) в отличие от OSI. Функции форматирования и представления данных делегированы библиотекам и программным интерфейсам приложений (API) — своего рода базам знаний, содержащим сведения о том, как приложения взаимодействуют между собой. Когда службы или приложения обращаются к библиотеке или API, те в ответ предоставляют набор действий, необходимых для выполнения задачи и полную инструкцию, каким образом эти действия нужно выполнять.

Протоколы прикладного уровня действуют для большинства приложений, они предоставляют услуги пользователю или обмениваются данными с «коллегами» с нижних уровней по уже установленным соединениям. Здесь для большинства приложений созданы свои протоколы. Например, браузеры используют HTTP для передачи гипертекста по сети, почтовые клиенты — SMTP для передачи почты, FTP-клиенты — протокол FTP для передачи файлов, службы DHCP — протокол назначения IP-адресов DHCP и так далее.

Сети в Selectel

Узнайте, как устроена сетевая архитектура крупного провайдера.

Узнать

Зачем нужен порт и что означает термин «сокет»

Приложения прикладного уровня, общаются также с предыдущим, транспортным, но они видят его протоколы как «черные ящики». Для приема-передачи информации они могут работать, например, с TCP или UDP, но понимают только конечный адрес в виде IP и порта, а не принцип их работы.

Как говорилось ранее, IP-адрес присваивается каждому конечному устройству протоколом межсетевого уровня. Но обмен данными происходит не между конечными устройствами, а между приложениями, установленными на них. Чтобы получить доступ к тому или иному сетевому приложению недостаточно только IP-адреса, поэтому для идентификации приложений применяют также порты. Комбинация IP-адреса и порта называется сокетом, или гнездом (socket).

Кроме собственных протоколов, приложения на прикладном уровне зачастую имеют и фиксированный номер порта для обращения к сети. Администрация адресного пространства интернет (IANA), занимающаяся выделением диапазонов IP-адресов, отвечает еще за назначение сетевым приложениям портов.

Так почтовые приложения, которые общаются по SMTP-протоколу, используют порт 25, по протоколу POP3 — порт 110, браузеры при работе по HTTP — порт 80, FTP-клиенты — порт 21. Порт всегда записывается после IP и отделяется от него двоеточием, выглядит это, например, так: 192.168.1.1:80.

Что такое DNS и для чего используется эта служба

Чтобы не запоминать числовые адреса интернет-серверов была создана DNS — служба доменных имен. DNS всегда слушает на 53 порту и преобразует буквенные имена сетевых доменов в числовые IP-адреса и наоборот. Служба DNS позволяет не запоминать IP — компьютер самостоятельно посылает запрос «какой IP у selectel.ru?» на 53 порт DNS-сервера, полученного от поставщика услуг интернет.

DNS-сервер дает компьютеру ответ «IP для selectel.ru — XXX.XXX.XXX.XXX». Затем, компьютер устанавливает соединение с веб-сервером полученного IP, который слушает на порту 80 для HTTP-протокола и на порту 443 для HTTPS. В браузере порт не отображается в адресной строке, а используется по умолчанию, но, по сути, полный адрес сайта Selectel выглядит вот так: https://selectel.ru:443.

Для обеспечения корректной работы протоколов различных уровней в сетевых моделях используется специальный метод — инкапсуляция. Суть этого метода заключается в добавлении заголовка протокола текущего уровня к данным, полученным от протокола вышестоящего уровня. Процесс, обратный описанному, называется декапсуляцией. Оба процесса осуществляются на компьютерах получателя и отправителя данных попеременно, это позволяет долго не удерживать одну сторону канала занятой, оставляя время на передачу информации другому компьютеру.

Стек протоколов, снова канальный уровень

О канальном уровне модели TCP/IP мы рассказали меньше всего. Давайте вернемся еще раз к началу, чтобы рассмотреть инкапсуляцию протоколов и что значит «стек».

Большинству пользователей знаком протокол Ethernet. В сети, по стандарту Ethernet, устройства отправителя и адресата имеют определенный MAC-адрес — идентификатор «железа». MAC-адрес инкапсулируется в Ethernet вместе с типом передаваемых данных и самими данными. Фрагмент данных, составленных в соответствии с Ethernet, называется фреймом, или кадром (frame).

MAC-адрес каждого устройства уникален, и двух «железок» с одинаковым адресом не должно существовать. Совпадение может привести к сетевым проблемам. Таким образом, при получении кадра сетевой адаптер занимается извлечением полученной информации и ее дальнейшей обработкой.

После ознакомления с уровневой структурой модели становится понятно, что информация не может передаваться между двумя компьютерами напрямую. Сначала кадры передаются на межсетевой уровень, где компьютеру отправителя и компьютеру получателя назначается уникальный IP. После чего, на транспортном уровне, информация передается в виде TCP-фреймов либо UDP-датаграмм.

На каждом этапе, подобно снежному кому, к уже имеющейся информации добавляется служебная информация, например, порт на прикладном уровне, необходимый для идентификации сетевого приложения. Добавление служебной информации к основной обеспечивают разные протоколы — сначала Ethernet, поверх него IP, еще выше TCP, над ним порт, означающий приложение с делегированным ему протоколом. Такая вложенность называется стеком, названным TCP/IP по двум главным протоколам модели.

Point-to-Point протоколы

Отдельно расскажем о Point-to-Point (от точки к точке, двухточечный) протоколе, также известном как PPP. PPP уникален по своим функциям, он применяется для коммуникации между двумя маршрутизаторами без участия хоста или какой-либо сетевой структуры в промежутке. При необходимости PPP обеспечивает аутентификацию, шифрование, а также сжатие данных. Он широко используется при построении физических сетей, например, кабельных телефонных, сотовых телефонных, сетей по кабелю последовательной передачи и транк-линий (когда один маршрутизатор подключают к другому для увеличения размера сети).

У PPP есть два подвида — PPPoE (PPP по Ethernet) и PPPoA (PPP через асинхронный способ передачи данных — ATM), интернет-провайдеры часто их используют для DSL соединений.

PPP и его старший аналог SLIP (протокол последовательной межсетевой связи) формально относятся к межсетевому уровню TCP/IP, но в силу особого принципа работы, иногда выделяются в отдельную категорию. Преимущество PPP в том, что для установки соединения не требуется сетевая инфраструктура, а необходимость маршрутизаторов отпадает. Эти факторы обуславливают специфику использования PPP протоколов.

Заключение

Стек TCP/IP регламентирует взаимодействие разных уровней. Ключевым понятием здесь являются протоколы, формирующие стек, встраиваясь друг в друга с целью передать данные. Рассмотренная модель по сравнению с OSI имеет более простую архитектуру.

Сама модель остается неизменной, в то время как стандарты протоколов могут обновляться, что еще дальше упрощает работу с TCP/IP. Благодаря всем преимуществам стек TCP/IP получил широкое распространение и использовался сначала в качестве основы для создания глобальной сети, а после для описания работы интернета.

Что такое TCP/IP и как работает этот протокол – База знаний Timeweb Community

Протокол TCP/IP – это целая сетевая модель, описывающая способ передачи данных в цифровом виде. На правилах, включенных в нее, базируется работа интернета и локальных сетей независимо от их назначения и структуры.

Что такое TCP/IP

Произошло наименование протокола от сокращения двух английских понятий – Transmission Control Protocol и Internet Protocol. Набор правил, входящий в него, позволяет обрабатывать как сквозную передачу данных, так и другие детали этого механизма. Сюда входит формирование пакетов, способ их отправки, получения, маршрутизации, распаковки для передачи программному обеспечению.

Стек протоколов TCP/IP был создан в 1972 году на базе NCP (Network Control Protocol), в январе 1983 года он стал официальным стандартом для всего интернета. Техническая спецификация уровней взаимодействия описана в документе RFC 1122.

В составе стека есть и другие известные протоколы передачи данных – UDP, FTP, ICMP, IGMP, SMTP. Они представляют собой частные случаи применения технологии: например, у SMTP единственное предназначение заключается в отправке электронных писем. 

Комьюнити теперь в Телеграм

Подпишитесь и будьте в курсе последних IT-новостей

Подписаться

Уровни модели TCP/IP

Протокол TCP/IP основан на OSI и так же, как предшественник, имеет несколько уровней, которые и составляют его архитектуру. Всего выделяют 4 уровня – канальный (интерфейсный), межсетевой, транспортный и прикладной. 

Канальный (сетевой интерфейс)

Аппаратный уровень обеспечивает взаимодействие сетевого оборудования Ethernet и Wi-Fi. Он соответствует физическому из предыдущего стандарта OSI. Здесь задача состоит в кодировании информации, ее делению на пакеты и отправке по нужному каналу. Также измеряются параметры сигнала вроде задержки ответа и расстояния между хостами.

Межсетевой (Internet Layer)

Интернет состоит из множества локальных сетей, объединенных между собой как раз за счет протокола связи TCP/IP. Межсетевой уровень регламентирует взаимодействие между отдельными подсетями. Маршрутизация осуществляется путем обращения к определенному IP-адресу с использованием маски.

Если хосты находятся в одной подсети, маркируемой одной маской, данные передаются напрямую. В противном случае информация «путешествует» по целой цепочке промежуточных звеньев, пока не достигнет нужной точки. Назначение IP-адреса проводится по стандарту IPv4 или IPv6 (они не совместимы между собой).

Транспортный уровень (Transport Layer)

Следующий уровень отвечает за контроль доставки, чтобы не возникало дублей пакетов данных. В случае обнаружения потерь или ошибок информация запрашивается повторно. Такой подход дает возможность полностью автоматизировать процессы независимо от скорости и качества связи между отдельными участками интернета или внутри конкретной подсети.

Протокол TCP отличается большей достоверностью передачи данных по сравнению с тем же UDP, который подходит только для передачи потокового видео и игровой графики. Там некритичны потери части пакетов, чего нельзя сказать о копировании программных файлов и документов. На этом уровне данные не интерпретируются.

Прикладной уровень (Application Layer)

Здесь объединены 3 уровня модели OSI – сеансовый, представления и прикладной. На него ложатся задачи по поддержанию сеанса связи, преобразованию данных, взаимодействию с пользователем и сетью. На этом уровне применяются стандарты интерфейса API, позволяющего передавать команды на выполнение определенных задач.

Возможно и использование «производных» протоколов. Например, для открытия сайтов используется HTTPS, при отправке электронной почты – SMTP, для назначения IP-адресов – DHCP. Такой подход упрощает программирование, снижает нагрузку на сеть, увеличивает скорость обработки команд и передачи данных.

Порты и сокеты – что это и зачем они нужны

Процессы, работающие на прикладном уровне, «общаются» с транспортным, но они видны ему как «черные ящики» с зашифрованной информацией. Зато он понимает, на какой IP-адрес адресованы данные и через какой порт надо их принимать. Этого достаточно для точного распределения пакетов по сети независимо от месторасположения хостов. Порты с 0 до 1023 зарезервированы операционными системами, остальные, в диапазоне от 1024 до 49151, условно свободны и могут использоваться сторонними приложениями.

Комбинация IP-адреса и порта называется сокетом и используется при идентификации компьютера. Если первый критерий уникален для каждого хоста, второй обычно фиксирован для определенного типа приложений. Так, получение электронной почты проходит через 110 порт, передача данных по протоколу FTP – по 21, открытие сайтов – по 80.

Преобразование IP-адресов в символьные адреса

Технология активно используется для назначения буквенно-цифровых названий веб-ресурсов. При вводе домена в адресной строке браузера сначала происходит обращение к специальному серверу DNS. Он всегда прослушивает порт 53 у всех компьютеров, которые подключены к интернету, и по запросу преобразует введенное название в стандартный IP-адрес.

После определения точного местонахождения файлов сайта включается обычная схема работы – от прикладного уровня с кодированием данных до обращения к физическому оборудованию на уровне сетевых интерфейсов. Процесс называется инкапсуляцией информации. На принимающей стороне происходит обратная процедура – декапсуляция.

Что такое слои и протокол? Стек TCP/IP

Что такое модель TCP/IP?

Модель TCP/IP поможет вам определить, как конкретный компьютер должен быть подключен к Интернету и как данные должны передаваться между ними. Это поможет вам создать виртуальную сеть, когда несколько компьютерных сетей соединены вместе. Целью модели TCP/IP является обеспечение связи на больших расстояниях.

TCP/IP означает протокол управления передачей/протокол Интернета. Стек TCP/IP специально разработан как модель, обеспечивающая высоконадежный сквозной поток байтов через ненадежную межсетевую сеть.

В этом руководстве по TCP/IP вы узнаете:

  • Характеристики TCP
  • Модель четырех уровней TCP/IP
  • Прикладной уровень
  • Транспортный уровень
  • Интернет-уровень
  • Уровень сетевого интерфейса
  • Различия между моделями OSI и TCP/IP
  • Наиболее распространенные протоколы TCP/IP
  • Преимущества модели TCP/IP
  • Недостатки модели TCP/IP

Характеристики TCP

Ниже приведены основные характеристики протокола TCP IP:

  • Поддержка гибкой архитектуры TCP/IP
  • Добавить дополнительную систему в сеть очень просто.
  • В наборе протоколов TCP/IP сеть остается неповрежденной до тех пор, пока исходная и целевая машины не будут работать должным образом.
  • TCP — это протокол, ориентированный на соединение.
  • TCP обеспечивает надежность и гарантирует, что данные, поступающие не по порядку, должны быть возвращены в порядок.
  • TCP позволяет реализовать управление потоком, поэтому отправитель никогда не перегружает получателя данными.

Четыре уровня модели TCP/IP

В этом руководстве по TCP/IP мы объясним различные уровни и их функции в модели TCP/IP:

Концептуальные уровни TCP/IP

Функциональность модели TCP/IP разделена на четыре уровня, каждый из которых включает определенные протоколы.

TCP/IP представляет собой многоуровневую систему серверной архитектуры, в которой каждый уровень определяется в соответствии с конкретной выполняемой функцией. Все эти четыре уровня TCP/IP работают совместно для передачи данных с одного уровня на другой.

  • Прикладной уровень
  • Транспортный уровень
  • Интернет-уровень
  • Сетевой интерфейс

Модель четырех уровней TCP/IP


Прикладной уровень

Прикладной уровень взаимодействует с прикладной программой, которая является высшим уровнем модели OSI. Прикладной уровень — это уровень OSI, ближайший к конечному пользователю. Это означает, что прикладной уровень OSI позволяет пользователям взаимодействовать с другим программным приложением.

Прикладной уровень взаимодействует с программными приложениями для реализации коммуникационного компонента. Интерпретация данных прикладной программой всегда выходит за рамки модели OSI.

Примером прикладного уровня является приложение, такое как передача файлов, электронная почта, удаленный вход в систему и т. д.

Функции прикладного уровня: синхронизация общения.

  • Позволяет пользователям входить на удаленный хост
  • Этот уровень предоставляет различные службы электронной почты
  • Это приложение предлагает источники распределенных баз данных и доступ к глобальной информации о различных объектах и ​​службах.

    • Транспортный уровень

    Транспортный уровень строится на сетевом уровне для обеспечения передачи данных от процесса на компьютере исходной системы к процессу в системе назначения. Он размещается с использованием одной или нескольких сетей, а также поддерживает функции качества обслуживания.

    Определяет, сколько данных должно быть отправлено, куда и с какой скоростью. Этот уровень основан на сообщении, полученном от прикладного уровня. Это помогает гарантировать, что блоки данных доставляются без ошибок и в определенной последовательности.

    Транспортный уровень помогает контролировать надежность канала посредством управления потоком, контроля ошибок и сегментации или десегментации.

    Транспортный уровень также предлагает подтверждение успешной передачи данных и отправляет следующие данные в случае отсутствия ошибок. TCP — самый известный пример транспортного уровня.

    Важные функции транспортных уровней:

    • Он делит сообщение, полученное от сеансового уровня, на сегменты и нумерует их для создания последовательности.
    • Транспортный уровень обеспечивает доставку сообщения правильному процессу на целевом компьютере.
    • Это также гарантирует, что все сообщение будет доставлено без ошибок, иначе оно должно быть передано повторно.

    Интернет-уровень

    Интернет-уровень — это второй уровень уровней TCP/IP модели TCP/IP. Он также известен как сетевой уровень. Основная работа этого уровня заключается в отправке пакетов из любой сети и любого компьютера, при этом они достигают пункта назначения независимо от выбранного маршрута.

    Интернет-уровень предлагает функциональный и процедурный метод для передачи последовательностей данных переменной длины от одного узла к другому с помощью различных сетей.

    Доставка сообщений на сетевом уровне не дает никаких гарантированно надежных протоколов сетевого уровня.

    Протоколы управления уровнями, принадлежащие сетевому уровню:

    1. Протоколы маршрутизации
    2. Управление многоадресной группой
    3. Назначение адреса сетевого уровня.

    Уровень сетевого интерфейса

    Уровень сетевого интерфейса — это уровень четырехуровневой модели TCP/IP. Этот уровень также называется уровнем доступа к сети. Это поможет вам определить детали того, как данные должны быть отправлены с использованием сети.

    Он также включает в себя то, как биты должны оптически сигнализироваться аппаратными устройствами, которые напрямую взаимодействуют с сетевой средой, такими как коаксиальные, оптические, коаксиальные, оптоволоконные кабели или кабели с витой парой.

    Сетевой уровень представляет собой комбинацию линии передачи данных и определяется в статье эталонной модели OSI. Этот уровень определяет, как данные должны физически передаваться по сети. Этот уровень отвечает за передачу данных между двумя устройствами в одной сети.

    Различия между моделями OSI и TCP/IP

    Разница между моделями OSI и TCP/IP

    Вот некоторые важные различия между моделями OSI и TCP/IP:

    Модель OSI Модель TCP/IP
    Разработан ISO (Международная организация по стандартизации) Он разработан ARPANET (сеть агентств перспективных исследовательских проектов).
    Модель OSI обеспечивает четкое различие между интерфейсами, службами и протоколами. TCP/IP не имеет четких различий между службами, интерфейсами и протоколами.
    OSI означает взаимодействие открытых систем. TCP относится к протоколу управления передачей.
    OSI использует сетевой уровень для определения стандартов и протоколов маршрутизации. TCP/IP использует только уровень Интернета.
    OSI использует вертикальный подход. TCP/IP придерживается горизонтального подхода.
    Модель OSI использует два отдельных уровня: физический и канал передачи данных, чтобы определить функциональность нижних уровней. TCP/IP использует только один уровень (канал).
    Уровни OSI имеют семь уровней. TCP/IP имеет четыре уровня.
    Модель OSI, транспортный уровень ориентирован только на соединение. Уровень модели TCP/IP ориентирован как на установление соединения, так и на отсутствие соединения.
    В модели OSI уровень канала передачи данных и физический уровень являются отдельными уровнями. В протоколе TCP физический канал и канал передачи данных объединены в единый уровень «хост-сеть».
    Уровни сеанса и представления не являются частью модели TCP. В модели TCP нет уровня сеанса и уровня представления.
    Определяется после появления Интернета. Определялся до появления интернета.
    Минимальный размер заголовка OSI — 5 байт. Минимальный размер заголовка — 20 байт.

    Наиболее распространенные протоколы TCP/IP

    Некоторые широко используемые наиболее распространенные протоколы TCP/IP: принимающая сторона.

    IP:

    Адрес Интернет-протокола, также известный как IP-адрес, представляет собой числовую метку. Он назначается каждому устройству, подключенному к компьютерной сети, которая использует IP-адрес для связи. Его функция маршрутизации обеспечивает межсетевое взаимодействие и, по сути, устанавливает Интернет. Комбинация IP с TCP позволяет установить виртуальное соединение между пунктом назначения и источником.

    HTTP:

    Протокол передачи гипертекста является основой Всемирной паутины. Он используется для передачи веб-страниц и других подобных ресурсов с HTTP-сервера или веб-сервера на веб-клиент или HTTP-клиент. Всякий раз, когда вы используете веб-браузер, такой как Google Chrome или Firefox, вы используете веб-клиент. Это помогает HTTP передавать веб-страницы, которые вы запрашиваете с удаленных серверов.

    SMTP:

    SMTP означает простой протокол передачи почты. Этот протокол поддерживает электронную почту и известен как простой протокол передачи почты. Этот протокол помогает вам отправлять данные на другой адрес электронной почты.

    SNMP:

    SNMP означает простой протокол управления сетью. Это структура, которая используется для управления устройствами в Интернете с использованием протокола TCP/IP.

    DNS:

    DNS означает систему доменных имен. IP-адрес, который используется для уникальной идентификации подключения хоста к Интернету. Однако пользователи предпочитают использовать имена вместо адресов для этого DNS.

    TELNET:

    TELNET расшифровывается как терминальная сеть. Он устанавливает соединение между локальным и удаленным компьютером. Он установил соединение таким образом, что вы можете имитировать вашу локальную систему в удаленной системе.

    FTP:

    FTP означает протокол передачи файлов. Это наиболее часто используемый стандартный протокол для передачи файлов с одной машины на другую.

    Преимущества модели TCP/IP

    Вот преимущества и преимущества использования модели TCP/IP:

    • Помогает установить/настроить соединение между компьютерами разных типов.
    • Работает независимо от операционной системы.
    • Поддерживает множество протоколов маршрутизации.
    • Обеспечивает межсетевое взаимодействие между организациями.
      • Модель
    • TCP/IP имеет хорошо масштабируемую архитектуру клиент-сервер.
    • Может работать независимо.
    • Поддерживает ряд протоколов маршрутизации.
    • Может использоваться для установления соединения между двумя компьютерами.

    Недостатки модели TCP/IP

    Вот несколько недостатков модели TCP/IP:

    • TCP/IP — сложная модель для настройки и управления.
    • Неглубокие/накладные расходы TCP/IP выше, чем у IPX (межсетевой пакетный обмен).
    • В этой модели транспортный уровень не гарантирует доставку пакетов.
    • Заменить протокол в TCP/IP непросто.
    • Нет четкого разделения со своими службами, интерфейсами и протоколами.

    Сводка:

    • Полная форма модели TCP/IP, объясняемая как протокол управления передачей/протокол Интернета.
    • TCP поддерживает гибкую архитектуру
    • Прикладной уровень взаимодействует с прикладной программой, которая является высшим уровнем модели OSI.
    • Интернет-уровень — это второй уровень модели TCP/IP. Он также известен как сетевой уровень.
    • Транспортный уровень строится на сетевом уровне для обеспечения передачи данных от процесса на компьютере исходной системы к процессу в системе назначения.
    • Уровень сетевого интерфейса — это уровень четырехуровневой модели TCP/IP. Этот уровень также называется уровнем доступа к сети.
      • Модель
    • OSI разработана ISO (Международная организация по стандартизации), тогда как модель TCP/IP разработана ARPANET (сеть агентств перспективных исследовательских проектов).
    • Адрес Интернет-протокола, также известный как IP-адрес, представляет собой числовую метку.
    • HTTP — это основа Всемирной паутины.
    • SMTP означает простой протокол передачи почты, который поддерживает электронную почту и известен как простая передача почты
      • .
    • SNMP означает простой протокол управления сетью.
    • DNS означает систему доменных имен.
    • TELNET расшифровывается как терминальная сеть. Он устанавливает соединение между локальным и удаленным компьютером
    • FTP означает протокол передачи файлов. Это наиболее часто используемый стандартный протокол для передачи файлов с одной машины на другую.
    • Самым большим преимуществом модели TCP/IP является то, что она помогает вам установить/настроить соединение между различными типами компьютеров.
    • TCP/IP — сложная модель для настройки и управления.
    • Какие существуют типы уровней TCP/IP?
      Существует четыре типа уровней TCP/IP.
      1. Прикладной уровень
      2. Транспортный уровень
      3. Интернет-уровень
      4. Сетевой интерфейс

    Модель TCP/IP — GeeksforGeeks

    Предпосылка — Уровни модели OSI

    Модель OSI , которую мы только что рассмотрели, — это просто эталонная/логическая модель. Он был разработан для описания функций системы связи путем разделения процедуры связи на более мелкие и простые компоненты. Но когда мы говорим о модели TCP/IP, она была спроектирована и разработана Министерством обороны (DoD) в 1960-х годов и основан на стандартных протоколах. Это расшифровывается как Протокол управления передачей/Интернет-протокол. Модель TCP/IP представляет собой сокращенную версию модели OSI. Он содержит четыре уровня, в отличие от семи уровней в модели OSI.

    Уровни:

    1. Прикладной уровень
    2. Транспортный уровень (TCP/UDP)
    3. Сетевой/Интернет-уровень (IP)
    4. Канальный уровень (MAC)
    5. Физический уровень
    9000 Сравнение диаграмм TCP/IP and OSI model is as follows:

    9015 Физический
    Layers in TCP/IP OSI Model
    Application  Application
    Transport Presentation
    Session
    Транспорт
    Сеть/Интернет Сеть
    Канал передачи данных Канал передачи данных
    0160 Физический

    1. Физический уровень:  

    Это группа приложений, требующих сетевой связи. Этот уровень отвечает за генерацию данных и запрос соединений. Он действует от имени отправителя, а уровень доступа к сети — от имени получателя. В этой статье мы будем говорить от имени получателя.

    2. Канальный уровень:

    Тип сетевого протокола пакета, в данном случае TCP/IP, идентифицируется канальным уровнем. Уровень передачи данных также обеспечивает предотвращение ошибок и «кадрирование». Кадрирование протокола «точка-точка» (PPP) и кадрирование Ethernet IEEE 802.2 — два примера протоколов канального уровня.

    3. Интернет-уровень:

    Этот уровень аналогичен функциям сетевого уровня OSI. Он определяет протоколы, отвечающие за логическую передачу данных по всей сети. Основные протоколы, находящиеся на этом уровне, следующие:

    1. IP — означает Интернет-протокол и отвечает за доставку пакетов от исходного хоста к целевому хосту, просматривая IP-адреса в заголовках пакетов. IP имеет 2 версии: IPv4 и IPv6. IPv4 — это тот, который в настоящее время использует большинство веб-сайтов. Но IPv6 растет, поскольку количество адресов IPv4 ограничено по сравнению с количеством пользователей.
    2. ICMP — расшифровывается как Internet Control Message Protocol. Он инкапсулирован в дейтаграммы IP и отвечает за предоставление хостам информации о сетевых проблемах.
    3. ARP — означает протокол разрешения адресов. Его задача — найти аппаратный адрес хоста по известному IP-адресу. Существует несколько типов ARP: Reverse ARP, Proxy ARP, Gratuitous ARP и Inverse ARP.

    Интернет-уровень — это уровень набора протоколов Интернета (IP), который представляет собой набор протоколов, определяющих Интернет. Интернет-уровень отвечает за маршрутизацию пакетов данных с одного устройства на другое по сети. Это достигается путем присвоения каждому устройству уникального IP-адреса, который используется для идентификации устройства и определения маршрута, по которому должны пройти пакеты, чтобы достичь его.

    Вот пример использования Интернет-уровня:

    Представьте, что вы используете компьютер для отправки электронной почты другу. Когда вы нажимаете «отправить», электронная почта разбивается на более мелкие пакеты данных, которые затем отправляются на интернет-уровень для маршрутизации. Интернет-уровень назначает IP-адрес каждому пакету и использует таблицы маршрутизации для определения наилучшего маршрута, по которому пакет должен добраться до пункта назначения. Затем пакет перенаправляется на следующий переход на своем маршруте, пока не достигнет пункта назначения. Когда все пакеты будут доставлены, компьютер вашего друга может собрать их в исходное сообщение электронной почты.

    В этом примере Интернет-уровень играет решающую роль в доставке электронной почты с вашего компьютера на компьютер вашего друга. Он использует IP-адреса и таблицы маршрутизации для определения наилучшего маршрута для пакетов и гарантирует, что пакеты будут доставлены в нужное место назначения. Без интернет-уровня было бы невозможно отправлять данные через Интернет.

    4. Транспортный уровень:

    Протоколы транспортного уровня TCP/IP обмениваются подтверждениями получения данных и повторно передают отсутствующие пакеты, чтобы обеспечить их поступление в порядке и без ошибок. Сквозная коммуникация называется таковой. Протокол управления передачей (TCP) и протокол пользовательских дейтаграмм являются протоколами транспортного уровня на этом уровне (UDP).

    • TCP: Приложения могут взаимодействовать друг с другом с помощью TCP, как если бы они были физически связаны цепью. TCP передает данные способом, напоминающим посимвольную передачу, а не отдельными пакетами. Начальная точка, которая устанавливает соединение, вся передача в порядке байтов и конечная точка, которая закрывает соединение, составляют эту передачу.
    • UDP: Служба доставки дейтаграмм обеспечивается UDP, другим протоколом транспортного уровня. Соединения между хостами-получателями и хостами-отправителями не проверяются UDP. Приложения, которые передают небольшие объемы данных, используют UDP, а не TCP, потому что это устраняет процессы установления и проверки соединений.

    5. Прикладной уровень: 

    Этот уровень аналогичен транспортному уровню модели OSI. Он отвечает за сквозную связь и безошибочную доставку данных. Это защищает приложения верхнего уровня от сложностей данных. На этом уровне присутствуют два основных протокола:

    1. Протокол управления передачей (TCP) — Известно, что он обеспечивает надежную и безошибочную связь между конечными системами. Он выполняет секвенирование и сегментацию данных. Он также имеет функцию подтверждения и управляет потоком данных с помощью механизма управления потоком. Это очень эффективный протокол, но из-за таких функций у него много накладных расходов. Увеличение накладных расходов приводит к увеличению затрат.
    2. Протокол пользовательских дейтаграмм (UDP) — С другой стороны, не предоставляет никаких таких функций. Это наиболее подходящий протокол, если вашему приложению не требуется надежный транспорт, поскольку он очень экономичен. В отличие от TCP, который является протоколом, ориентированным на установление соединения, UDP не требует установления соединения.
      1. HTTP и HTTPS – HTTP означает протокол передачи гипертекста. Он используется Всемирной паутиной для управления связью между веб-браузерами и серверами. HTTPS означает HTTP-Secure. Это комбинация HTTP с SSL (Secure Socket Layer). Это эффективно в тех случаях, когда браузеру необходимо заполнять формы, входить в систему, аутентифицироваться и выполнять банковские транзакции.
      2. SSH — SSH расшифровывается как Secure Shell. Это программное обеспечение для эмуляции терминала, похожее на Telnet. Причина, по которой SSH предпочтительнее, заключается в его способности поддерживать зашифрованное соединение. Он устанавливает безопасный сеанс через соединение TCP/IP.
      3. NTP – NTP расшифровывается как Network Time Protocol. Он используется для синхронизации часов на нашем компьютере с одним стандартным источником времени. Это очень полезно в таких ситуациях, как банковские операции. Предположим следующую ситуацию без наличия NTP. Предположим, вы выполняете транзакцию, когда ваш компьютер считывает время в 14:30, а сервер записывает его в 14:28. Сервер может очень сильно рухнуть, если он не синхронизирован.

    Уровень между хостами — это уровень в модели OSI (Взаимодействие открытых систем), который отвечает за обеспечение связи между хостами (компьютерами или другими устройствами) в сети. Он также известен как транспортный уровень.

    Некоторые распространенные варианты использования уровня «хост-хост» включают:

    1. Надежная передача данных: уровень «хост-хост» обеспечивает надежную передачу данных между хостами с помощью таких методов, как коррекция ошибок и управление потоком. Например, если пакет данных потерян во время передачи, межхостовой уровень может запросить повторную передачу пакета, чтобы убедиться, что все данные получены правильно.
    2. Сегментация и повторная сборка. Уровень межузловой связи отвечает за разбиение больших блоков данных на более мелкие сегменты, которые можно передавать по сети, а затем сборку данных в пункте назначения. Это позволяет более эффективно передавать данные и помогает избежать перегрузки сети.
    3. Мультиплексирование и демультиплексирование. Уровень «хост-хост» отвечает за мультиплексирование данных из нескольких источников в одно сетевое соединение, а затем демультиплексирование данных в пункте назначения. Это позволяет нескольким устройствам использовать одно и то же сетевое соединение и помогает улучшить использование сети.
    4. Сквозная связь: уровень между хостами предоставляет услугу, ориентированную на соединение, которая позволяет хостам взаимодействовать друг с другом сквозным образом без необходимости участия промежуточных устройств в обмене данными.

    Например:

    Рассмотрим сеть с двумя хостами, A и B. Хост A хочет отправить файл на хост B. Уровень host-to-host на хосте A разбивает файл на более мелкие сегменты, добавляет ошибку информацию об исправлении и управлении потоком, а затем передать сегменты по сети на хост B. Уровень межхостового взаимодействия на хосте B получит сегменты, проверит наличие ошибок и повторно соберет файл. Как только файл будет успешно передан, межхостовой уровень на хосте B подтвердит получение файла на хост A.

    В этом примере межхостовой уровень отвечает за обеспечение надежного соединения между хостами A и B, разбиение файла на более мелкие сегменты и повторную сборку сегментов в месте назначения. Он также отвечает за мультиплексирование и демультиплексирование данных и обеспечение сквозной связи между двумя хостами.

    Заключение:

    Номер уровня Имя уровня Протокол Протокол Блок данных Addressing
    5(innermost) Application HTTP, SMTP Messages n/a
    4 Transport TCP/UDP Segments Ports 
    3 Network IP Packets IP Address
    2 Data-link Ethernet/Wifi Frames MAC Address
    1 (самый внешний) Физический 10 Основание битов N/A
    9000. формат, который выглядит следующим образом: следует без установления соединения.

    TCP/IP OSI
    TCP относится к протоколу управления передачей. OSI означает взаимодействие открытых систем.
    TCP/IP имеет 5 уровней. OSI имеет 7 уровней.
    TCP/IP более надежен OSI менее надежен
    TCP/IP не имеет очень строгих границ. OSI имеет строгие границы
    TCP/IP придерживается горизонтального подхода без установления соединения. OSI использует вертикальный подход.
    TCP/IP использует как сеансовый уровень, так и уровень представления на самом прикладном уровне. OSI использует разные уровни сеанса и уровня представления.
    Разработанные протоколы TCP/IP, затем модель. Разработанная OSI модель, затем протокол.
    Транспортный уровень в TCP/IP не обеспечивает гарантированную доставку пакетов.

    No related posts.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *