Читайте также:
|
Лекция №2
Тема: Сетевые возможности Windows
1. Набор протоколов TCP/IP
2. Настройка TCP/IP и устранение неисправностей
Набор протоколов TCP/IP
Набор сетевых протоколов, используемых в интернет.
Вся прелесть протокола TCP/IP заключается в том, что он позволяет обмениваться информацией между компьютерами, работающими в разных операционных системах. Например, Novell NetWare умеет "разговаривать" на языке TCP/IP, как и Windows.
TCP/IP разработан DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) в 1970-х годах. Целью его разработки являлось создание возможности для обмена информацией между различными компьютерами, независимо от их местоположения. С самого начала TCP/IP разрабатывался на компьютерах UNIX, что способствовало росту популярности протокола, так как производители включали TCP/IP в набор программного обеспечения каждого UNIX-компьютера.
Протокол (protocol) — это набор правил и соглашений для передачи информации по сети.
Требования, предъявляемые к протоколу TCP/IP:
· независимость от среды передачи сообщений;
· возможность подключения к сети ЭВМ любой архитектуры;
· единый способ организации соединения между узлами в сети;
· стандартизация прикладных протоколов.
В настоящее время на рынке большое разнообразие компьютеров от разных производителей, работающих с различными операционными системами и протоколами. При отсутствии какой-то общей основы такие устройства не смогли бы обмениваться информацией. При пересылке по сети данные должны иметь такой формат, который был бы понятен как отправляющему устройству, так и принимающему.
TCP/IP удовлетворяет этому условию за счет своего межсетевого уровня. Этот уровень напрямую совпадает с сетевым уровнем эталонной модели OSI и основан на фиксированном формате сообщений, называемом IP-дейтаграммой. Дейтаграмма - это нечто вроде корзины, в которую помещена вся информация сообщения. Например, при загрузке веб-страницы в браузер то, что вы видите на экране, доставлено по частям дейтаграммой.
| Рис.1. Стек протоколов TCP/IP соответствует эталонной модели OSI |
Легко перепутать дейтаграммы с пакетами.
Дейтаграмма - это информационная единица.
Пакет - это физический объект сообщения (созданный на третьем и более высоких уровнях), который действительно пересылается в сети.
Хотя некоторые считают эти термины взаимозаменяемыми.
Набор протоколов TCP/IP
Протоколы работают друг с другом в стеке (англ. stack, стопка) — это означает, что протокол, располагающийся на уровне выше, работает «поверх» нижнего, используя механизмы инкапсуляции. Например, протокол TCP работает поверх протокола IP.
Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) - это промышленный стандарт стека протоколов, разработанный для глобальных сетей.
Набор протоколов TCP/IP – это
1. сетевое программное обеспечение, основанное на стандартных сетевых протоколах;
2. маршрутизируемый сетевой протокол уровня предприятий, обеспечивающий подключение компьютера с Microsoft® Windows® к локальным и глобальным сетям;
3. набор основных технологий и служебных программ для подключения компьютера с Windows к другим системам и для совместного использования информации;
4. основа для получения доступа к глобальным службам Интернета, таким как веб- и FTP-серверы;
5. надежный, масштабируемый, кросс-платформенный каркас на основе модели клиент-сервер.
 |  | ||||||||
 | |||||||||
|
|
Набор протоколов TCP/IP основан на концептуальной модели, состоящей из четырех уровней:
Сетевой интерфейс. Позволяет TCP/IP активно взаимодействовать со всеми современными сетевыми технологиями, основанными на модели OSI.
Межсетевой. Определяет, как IP управляет пересылкой сообщений через маршрутизаторы сетевого пространства, такого как интернет.
Транспортный. Определяет механизм обмена информацией между компьютерами.
Прикладной. Указывает сетевые приложения для выполнения заданий, такие как пересылка, электронная почта и прочие.
Самый нижний (уровень IV) соответствует физическому и канальному уровням модели OSI. Этот уровень в протоколах TCP/IP не регламентируется, но поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровня: для локальных сетей это Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN, для глобальных сетей - протоколы соединений "точка-точка" SLIP и PPP, протоколы территориальных сетей с коммутацией пакетов X.25, frame relay. Обычно при появлении новой технологии локальных или глобальных сетей она быстро включается в стек TCP/IP за счет разработки соответствующего RFC, определяющего метод инкапсуляции пакетов IP в ее кадры.
Следующий уровень (уровень III) - это уровень межсетевого взаимодействия, который занимается передачей пакетов с использованием различных транспортных технологий локальных сетей, территориальных сетей, линий специальной связи и т. п.
В качестве основного протокола сетевого уровня (в терминах модели OSI) в стеке используется протокол IP, который изначально проектировался как протокол передачи пакетов в составных сетях, состоящих из большого количества локальных сетей, объединенных как локальными, так и глобальными связями. Поэтому протокол IP хорошо работает в сетях со сложной топологией, рационально используя наличие в них подсистем и экономно расходуя пропускную способность низкоскоростных линий связи. Протокол IP является дейтаграммным протоколом, то есть он не гарантирует доставку пакетов до узла назначения, но старается это сделать.
К уровню межсетевого взаимодействия относятся и все протоколы, связанные с составлением и модификацией таблиц маршрутизации, такие как протоколы сбора маршрутной информации RIP (Routing Internet Protocol) и OSPF (Open Shortest Path First), а также протокол межсетевых управляющих сообщений ICMP (Internet Control Message Protocol). Последний протокол предназначен для обмена информацией об ошибках между маршрутизаторами сети и узлом - источником пакета. С помощью специальных пакетов ICMP сообщается о невозможности доставки пакета, о превышении времени жизни или продолжительности сборки пакета из фрагментов, об аномальных величинах параметров, об изменении маршрута пересылки и типа обслуживания, о состоянии системы и т.п.
Следующий уровень (уровень II) называется основным. На этом уровне функционируют протокол управления передачей TCP (Transmission Control Protocol) и протокол дейтаграмм пользователя UDP (User Datagram Protocol). Протокол TCP обеспечивает надежную передачу сообщений между удаленными прикладными процессами за счет образования виртуальных соединений. Протокол UDP обеспечивает передачу прикладных пакетов дейтаграммным способом, как и IP, и выполняет только функции связующего звена между сетевым протоколом и многочисленными прикладными процессами.
Верхний уровень (уровень I) называется прикладным. За долгие годы использования в сетях различных стран и организаций стек TCP/IP накопил большое количество протоколов и сервисов прикладного уровня. К ним относятся такие широко используемые протоколы, как протокол копирования файлов FTP, протокол эмуляции терминала telnet, почтовый протокол SMTP, используемый в электронной почте сети Internet, гипертекстовые сервисы доступа к удаленной информации, такие как WWW и многие другие.
Остановимся несколько подробнее на некоторых из них.
IP (Internet Protocol) – протокол сетевого уровня, который содержит информацию об адресации и некоторую управляющую информацию для маршрутизации пакетов
Версия – Версия используемого протокола IP
IHL (IP header length) –длина IP-заголовка. Длина заголовка в 32-разрядных блоках
Тип службы – определяет управление протоколом верхнего уровня (TCP или UDP) и присваивает важность пакету.
Общая длина – Длина всего ip-пакета в байтах, включая данные и заголовок.
Идентификация – целое уникальное число, определяющее пакет. Используется при сборке фрагментированных пакетов.
Флаги – Состоит из 3-х бит. Первый бит определяет, может ли пакет быть фрагментирован, а второй – является ли пакет последним в серии фрагментированных. Третий бит не используется.
Смещение флагов – содержит значение позиции данных фрагмента относительно начала данных. Используется только в фрагментированных пакетах.
Время жизни – Счетчик, который постепенно уменьшается до нуля (на единицу при прохождении каждого маршрутизатора), после чего пакет уничтожается во избежание бесконечной передачи по сети.
Протокол – Протокол верхнего уровня (TCP или UDP)
Контрольная сумма заголовка – Помогает убедиться в целостности пакета.
Адрес источника – определяет узел-отправитель
Адрес приемника – определяет узел-получатель
Свойства – Позволяет IP определять различные свойства, например безопасность
Данные – Информация верхнего уровня.
Протокол IP как протокол сетевого уровня неразрывно связан с понятием адресации. Адрес IP – это 32-разрядный адрес, который содержит 4 группы по одному байту, обычно записываемых в 10-тичном виде через точку. Каждая группа называется октетом. Минимальное значение октета – 0, максимальное – 255.
Протокол IP определяет также понятие подсети. Это группа ip-адресов, имеющая общую маршрутизацию.
Подсети определяются масками. Маска – это часть сетевого адреса, определяющая какие биты адреса относятся к сети, а какие – к хосту. Биты маски, установленные в 1 определяют сеть, а в 0 – хост.
ARP (address resolution protocol, RFC-826) преобразует IP в Ethernet адреса.
любое устройство, подключенное к локальной сети (Ethernet, FDDI и т.д.), имеет уникальный физический сетевой адрес, заданный аппаратным образом. 6-байтовый Ethernet-адрес выбирает изготовитель сетевого интерфейсного оборудования из выделенного для него по лицензии адресного пространства. Если у машины меняется сетевой адаптер, то меняется и ее Ethernet-адрес.
4-байтовый IP-адрес задает менеджер сети с учетом положения машины в сети Интернет. Если машина перемещается в другую часть сети Интернет, то ее IP-адрес должен быть изменен. Преобразование IP-адресов в сетевые выполняется с помощью ARP-таблицы. Каждая машина сети имеет отдельную ARP-таблицу для каждого своего сетевого адаптера. Нетрудно видеть, что существует проблема отображения физического адреса (6 байт для Ethernet) в пространство сетевых IP-адресов (4 байта) и наоборот.
TCP (transmission control protocol) осуществляет доставку дейтаграмм, называемых сегментами, в виде байтовых потоков с установлением соединения. Протокол TCP применяется в тех случаях, когда требуется гарантированная доставка сообщений. Он использует контрольные суммы пакетов для проверки их целостности и освобождает прикладные процессы от необходимости таймаутов и повторных передач ради обеспечения надежности. При отслеживании подтверждения доставки в TCP реализуется алгоритм "скользящего" окна. Наиболее типичными прикладными процессами, использующими TCP, являются FTP (file transfer protocol - протокол передачи файлов) и telnet (или SSH для удаленного доступа).
Если IP-протокол работает с адресами, то TCP - с портами. Именно с номеров портов отправителя и получателя начинается заголовок TCP-сегмента.
UDP (User Datagram Protocol) является одним из основных и старейших, расположенных непосредственно над IP. Он предоставляет прикладным процессам транспортные услуги, немногим отличающиеся от услуг протокола IP. Протокол UDP обеспечивает доставку дейтаграмм, но не требует подтверждения их получения. Он также не требует соединения с удаленным модулем UDP ("бессвязный" протокол). К заголовку IP-пакета UDP добавляет поля порт отправителя и порт получателя, которые обеспечивают мультиплексирование информации между различными прикладными процессами, а также поля длина UDP-дейтаграммы и контрольная сумма, позволяющие поддерживать целостность данных.
Примерами сетевых приложений, применяющих UDP, являются NFS, TFTP, RPC, SNMP
Малые накладные расходы, связанные с форматом UDP, а также отсутствие необходимости подтверждения получения пакета делают этот протокол наиболее популярным при реализации приложений мультимедиа, но главное его место работы - локальные сети и мультимедиа.
Хотя протокол UDP не гарантирует доставки, по умолчанию предполагается, что вероятность потери пакета достаточно мала.
Прикладные процессы и модули UDP взаимодействуют через UDP-порты. Эти порты нумеруются, начиная с нуля. Прикладной процесс, предоставляющий некоторые услуги (сервер), ожидает сообщений, направленных в порт, специально выделенный для этих услуг. Программа-сервер ждет, когда какая-нибудь программа--клиент запросит услугу.
Например, сервер SNMP всегда ожидает сообщения, адресованного в порт 161. Если клиент SNMP желает получить услугу, он посылает запрос в UDP-порт 161 на машину, где работает сервер. На каждой машине может быть только один агент SNMP, т.к. существует только один порт 161. Данный номер порта является общеизвестным, т.е. фиксированным номером, официально выделенным в сети Internet для услуг SNMP.
Данные, отправляемые прикладным процессом через модуль UDP, достигают места назначения как единое целое. Например, если процесс--отправитель производит 5 записей в порт, то процесс--получатель должен будет сделать 5 чтений. Размер каждого записанного сообщения будет совпадать с размером каждого прочитанного. Протокол UDP сохраняет границы сообщений, определяемые прикладным процессом. Он никогда не объединяет несколько сообщений в одно и не делит одно сообщение на части. Формат UDP-сообщений представлен ниже на рис:
FTP (File Transfer Protocol) обеспечивает файловый обмен м/у удаленными пользователями. Данный протокол является одним из старейших.
Здесь необходима идентификация, но многие депозитарии допускают анонимный вход (имя пользователя ANONYMOUS), который не требует пароля или разрешает ввод вашего почтового адреса вместо него. Работа FTP на пользовательском уровне происходит в несколько этапов:
1. Идентификация (ввод имени-идентификатора и пароля)
2. Выбор каталога
3. Определение режима обмена (поблочный, поточный, ASCII или двоичный)
4. Выполнение команд обмена (get, mget, dir, mdel, mput, put и т.д.)
5. Завершение процедуры (quit или close)
WWW (World Wide Web) - предназначена для обмена гипертекстовой информацией.
Проект был предложен в 1989 году. В 1993 появился первый браузер. WWW построена по схеме "клиент-сервер".
В начале служба WWW базировалась на трех стандартах:
HTML (HyperText Markup Lan-guage) - язык гипертекстовой разметки документов;
URL (Universal Resource Locator) - универсальный способ адресации ресурсов в сети;
HTTP (HyperText Transfer Protocol) - протокол обмена гипертекстовой информацией.
Позже добавили:
CGI (Common Gateway Interface) - универсальный интерфейс шлюзов. Создан для взаимодействия HTTP - сервера с другими программами, установленными на сервере (например, СУБД).
Дата добавления: 2015-07-11; просмотров: 65 | Нарушение авторских прав