TCP / IP je skraćenica za Transmission Control Protocol / Internet protokol. U stvari, TCP / IP nije jedan protokol, ali mnogi su snop protokola.

TCP / IP razvijen je tako da se računarske mreže istraživačkih centara širom svijeta mogu međusobno povezati u obliku virtualne "mreže mreža" (internetwork). Izvorni Internet nastao je pretvaranjem postojećeg konglomerata računalnih mreža pod nazivom ARPAnet s TCP / IP.

U mreži zasnovanoj na TCP / IP, informacije se prenose u zasebnim blokovima koji se nazivaju IP paketi ili IP datagrami. TCP / IP u osnovi skriva usmjerivače i temeljnu mrežnu arhitekturu od korisnika, tako da izgleda kao jedna velika mreža. Kao što su Ethernet veze identificirane putem 48-bitnih Ethernet ID-ova, intranet veze identificiraju se 32-bitnim IP adresama, koje izražavamo točkastim decimalnim zapisima (na primjer, 128.10.2.3). Uzimanjem IP adrese udaljenog računala računalo na intranetu ili na Internetu može joj slati podatke kao da su dio iste fizičke mreže.

Podaci se prenose u paketima. Paketi imaju zaglavlje i završetak koji sadrže podatke o usluzi. Podaci s viših razina se ubacuju (u kapsuli), poput slova u koverti, u pakete nižih razina.

TCP / IP pruža rješenje problema komunikacije dvaju računala spojenih na istu intranet, ali koja pripadaju različitim fizičkim mrežama. Rješenje se sastoji od više dijelova, a svaki sloj TCP / IP porodice protokola doprinosi cjelokupnom uzroku. IP, najosnovniji protokol u TCP / IP paketu, šalje IP datagrame i omogućuje odabir rute za datagram od točke A do točke B i koristi usmjerivač za preskakanje između mreža.

TCP je protokol više razine koji omogućuje aplikacijama koje pokreću na različitim računalima na mreži da razmjenjuju protoke podataka. TCP dijeli protoke podataka u lance nazvane TCP segmenti i šalje ih koristeći IP. U većini slučajeva svaki TCP segment šalje se u jednom IP datagramu. Međutim, ako je potrebno, TCP će podijeliti segmente u više IP datagrama koji se uklapaju u fizičke okvire podataka koji se koriste za prijenos informacija između računala na mreži. Budući da IP ne jamči da će datagrami biti primljeni istim redoslijedom u kojem su poslani, TCP ponovno sastavlja TCP segmente na drugom kraju rute da bi tvorio kontinuirani tok podataka.

Drugi važan protokol u TCP / IP skupu je User Datagram Protocol (UDP), koji je sličan TCP-u, ali je više primitivan. TCP je "pouzdan" protokol jer omogućuje provjeru grešaka i poruke potvrde kako bi se osiguralo da podaci dođu na svoje odredište bez oštećenja. UDP je "nepouzdan" protokol i ne jamči da će datagrami stići redom u kojem su poslani ili čak da će uopće stići. UDP se koristi za upravljanje vezama.

Ostali TCP / IP protokoli igraju manje vidljive, ali podjednako važne uloge u TCP / IP umrežavanju. Na primjer, Address Resolution Protocol (ARP) prevodi IP adrese u fizičke mrežne adrese, poput Ethernet identifikatora. Povezani protokol, Protokol obrnute adrese (RARP), čini suprotno pretvaranjem fizičkih mrežnih adresa u IP adrese. Protokol internetskih kontrolnih poruka (ICMP) protokol je pratitelja koji koristi IP za razmjenu upravljačkih informacija i kontrolnih pogrešaka povezanih s prijenosom IP paketa. Na primjer, ako usmjerivač ne može prenijeti IP datagram, on koristi ICMP da obavijesti pošiljatelja da postoji problem.

TCP / IP je skupni naziv za skup (snop) mrežnih protokola različite razinekoristi se na Internetu.

Niz TCP / IP protokola podijeljen je u 4 sloja:

· Primijenjeno (aplikacije);

· Prijevoz;

· Mreža (internetski rad);

· Fizički (kanal).

Osnovnu funkcionalnost TCP / IP mreža implementiraju TCP (Transfer Control Protocol) protokol i IP (Internet Protocol) protokoli. IP djeluje na mrežnoj razini, a TCP na razini prometa. Na razini aplikacije djeluje veliki broj protokole, uobičajene (http, smtp, dns, smb) i manje uobičajene (binkp), koje različiti korisnički programi koriste za međusobno komuniciranje i prijenos podataka, ali svi oni koriste prijevoz koji pruža TCP / IP. Ti se protokoli nazivaju basic, jer se svi ostali temelje na njima, a cijela se tehnologija naziva TCP / IP.

Zajedno s TCP-om, UDP se koristi na transportnom sloju. Za razliku od TCP-a, on ne stvara vezu, već samo šalje datagrame. Ovakav način bežičnog prijenosa prikladan je za neke aplikacije, uglavnom poslovne. Konkretno, protokol razlučivosti naziva DNS mreže funkcionira preko UDP-a.

Razine TCP / IP stog ne odgovaraju sasvim teorijskim razinama OSI modela

TCP / IP ne regulira upotrebu protokola i tehnologija fizičkog i veznog sloja. Potrebno je i dovoljno imati sučelje modula na razini veze s IP modulom, što osigurava prijenos IP paketa. Sredstva i načini pružanja ovog prijenosa su izvan dosega TCP / IP. U praktičnoj provedbi slojeva OSI modela pokazalo se prikladnijim kombinirati neke slojeve u jednom modulu. Podudarnost između razine TCP / IP i OSI skupa izgleda ovako:

Na slici je prikazano kako TCP / IP odgovara ISO / OSI modelu. Ova slika također prikazuje slojevitu strukturu TCP / IP-a i prikazuje odnose između glavnih protokola. Kad se blok podataka prenosi s mrežne aplikacije na karticu mrežnog adaptera, slijedi uzastopno kroz niz TCP / IP modula. Istovremeno se u svakom koraku dopunjuje informacijama potrebnim za ekvivalentni TCP / IP modul na drugom kraju lanca. Kad podaci uđu u mrežni adapter, to je standardni okvir tehnologije kojoj ovaj adapter pripada. Softver TCP / IP na kraju prijema rekreira izvorne podatke za prijemni program prelazeći okvirom obrnutim redoslijedom kroz skup TCP / IP modula.

TCP / IP snop protokola je obitelj protokola koji omogućuju povezivanje i dijeljenje između različitih sustava. Sklop je stvoren za rad preko heterogenih mreža. Protokoli snopa vrlo su pouzdani: ispunjavaju zahtjev za osiguravanjem rada mrežnih čvorova koji su preživjeli ograničen nuklearni napad. Trenutno se TCP / IP snop protokola koristi i za komunikaciju na Internetu i u lokalnim mrežama.

Peer-to-peer struktura namjerno je ugrađena u TCP / IP arhitekturu. TCP / IP ima distribuiranu prirodu, za razliku od klasičnog modela pouzdanosti "odozgo-dolje". U okruženju TCP / IP ne postoji središnja vlast. Čvorovi izravno djeluju jedni s drugima, a svaki od njih ima potpune informacije o svim dostupnim mrežnim uslugama. Ako neko od računala domaćina ne uspije, niti jedan drugi stroj ne reagira na njega (osim ako ne trebaju podaci koji se nalaze na pokvarenom računalu).

Ovdje je popis protokola uključenih u TCP / IP stack:

• TCP (Protokol kontrole prijenosa) - osnovni protokol transporta koji je dao ime cijeloj obitelji TCP / IP protokola;
• UDP (User Datagram Protocol) - drugi najčešći transportni protokol TCP / IP porodice;
• IP (Internet Protocol) - internetski protokol;
• ARP (Address Resolution Protocol) - koristi se za određivanje korespondencije između IP adresa i Ethernet adresa;
• SKLIZNUTI (Serijski linijski internetski protokol) - protokol za prijenos podataka telefonskim linijama;
• PPP (Point to Point Protocol) - protokol za razmjenu podataka od točke do točke;
• RPC (Remote Process Control) - daljinski upravljački proces;
• TFTP (Trivial Protocol Transfer Protocol) - jednostavan protokol za prijenos datoteka;
• DNS (Domain Name System) - protokol za pristup sustavu domena;
• POČIVAO U MIRU (Routing Information Protocol) - protokol usmjeravanja.

Glavni protokoli TCP / IP skupa mogu se predstaviti kao struktura prikazana na slici 1.

Sl. 1. TCP / IP stack arhitektura

Model zasnovan na TCP / IP skupu uključuje 4 sloja: aplikacijski, glavni (transport), međusobno povezivanje (mreža), mrežni sloj (kanal). Odgovaranje ovih slojeva arhitekturi OSI modela prikazano je u tablici 1.

Tablica 1. Usporedba slojeva OSI i TCP / IP modela

Kao što možete vidjeti iz tablice, obje arhitekture interoperabilnosti uključuju slične slojeve, ali u TCP / IP modelu nekoliko slojeva OSI modela kombinirano je u jedan.

Pogledajmo funkcije sva četiri sloja modela na temelju skupa TCP / IP protokola.

1. Razina prijave -

pružaju usluge koje pružaju mrežne usluge korisničkim aplikacijama. Popis osnovnih usluga uključuje sljedeće protokole: Telnet, FTP, TFTP, DNS, SNMP, HTTP. Aplikacijski sloj obavlja funkcije aplikacijskog sloja i prezentacijskog sloja OSI modela.

2. Glavna razina -

osigurava pouzdanost isporuke paketa podataka, njihovu cjelovitost i redoslijed isporuke. Na ovoj razini, preneseni podaci se dijele u pakete i prenose u donji sloj. Nakon prijenosa paketi se sakupljaju, a podaci se prenose u aplikacijski sloj. Glavni protokol ovog sloja je TCP. Glavni sloj obavlja funkcije sesijskog i transportnog sloja OSI modela.

3. Međusobni sloj -

omogućuje prijenos paketa podataka u složenoj mreži gdje postoje ne samo lokalne, već i globalne veze. Glavni protokol ovog sloja je IP. Na ovoj razini koriste se protokoli za usmjeravanje RIP, OSPF (Open Shortest Path First) za prikupljanje podataka o usmjeravanju. Ovaj sloj odgovara mrežnom sloju OSI modela.

Skup slojevitih protokola, ili kako se naziva TCP / IP stack, namijenjen je za upotrebu u različite mogućnosti mrežno okruženje. TCP / IP složenka u skladu je s OSI (Open Systems Interconnection) referentnim modelom u pogledu arhitekture sustava i omogućuje aplikacijama i uslugama da komuniciraju preko mreže na gotovo bilo kojoj platformi, uključujući Unix, Windows, Macintosh i druge.

Sl. 3.2

Microsoftova implementacija TCP / IP slijedi četverorazinski model umjesto sedmostepenog modela, kao što je prikazano na slici 1. 3.2. TCP / IP model uključuje više značajki po sloju, što rezultira manje slojeva. Model koristi sljedeće razine:

aplikacijski sloj TCP / IP modela odgovara slojevima aplikacije, pogleda i sesije OSI modela;

transportni sloj TCP / IP modela odgovara onom transportnog sloja OSI modela;

internetski sloj TCP / IP modela obavlja iste funkcije kao i mrežni sloj OSI modela;

sloj mrežnog sučelja TCP / IP modela odgovara Link i Fizički slojevi OSI modela.

Razina primjene

Kroz aplikacijski sloj TCP / IP modela, aplikacije i usluge pristupaju mreži. Pristup TCP / IP protokolima provodi se kroz dva programska sučelja (API - aplikacijsko programsko sučelje):

Podnožja za Windows;

Windows Sockets sučelje ili WinSock kako ga zovu mrežno je programsko sučelje dizajnirano za olakšavanje komunikacije između različitih TCP / IP aplikacija i protokola.

NetBIOS sučelje koristi se za međuprocesnu komunikaciju (IPC - Interpose Communications) za Windows usluge i aplikacije. NetBIOS ima tri glavne funkcije:

definicija NetBIOS imena;

netBIOS Datagram usluga

usluga sesije NetBIOS.

Tablica 3.1 navodi obitelj TCP / IP protokola.

Tablica 3.1

Razina prometa

TCP / IP transportni sloj odgovoran je za uspostavljanje i održavanje veze između dva čvora. Glavne funkcije razine:

potvrda primitka informacija4

kontrola protoka podataka;

naručivanje i ponovno slanje paketa.

Mogu se koristiti dva protokola ovisno o vrsti usluge:

TCP (protokol kontrole prijenosa)

UDP (User Datagram Protocol).

TCP se obično koristi kada aplikacija treba prenijeti veliku količinu podataka i osigurati da primatelji pravovremeno dobiju podatke. Aplikacije i usluge koje šalju male količine podataka i ne trebaju primati potvrdu koriste UDP, a to je protokol bez veze.

Protokol kontrole prijenosa (TCP)

TCP je odgovoran za pouzdan prijenos podataka s jednog mrežnog čvora na drugi. To stvara sesiju orijentiranu na povezivanje, drugim riječima, virtualni kanal između strojeva. Veza se uspostavlja u tri koraka:

Klijent koji zahtijeva vezu šalje paket na poslužitelj koji pokazuje broj porta koji klijent želi koristiti, kao i ISN (Initial Sequence number) kôd (određeni broj).

Poslužitelj odgovara paketom koji sadrži ISN poslužitelja kao i ISN klijenta, uvećan za 1.

Klijent mora potvrditi uspostavu veze vraćanjem ISN poslužitelja, uvećanog za 1.

Otvaranje veze u tri koraka postavlja broj porta kao i ISN klijenta i poslužitelja. Svaki poslani TCP paket sadrži brojeve TCP porta pošiljatelja i primatelja, broj fragmenta za poruke podijeljene na manje dijelove i kontrolni zbroj da se osigura da nije došlo do pogreške tijekom prijenosa.

Korisnički protokol datagrama (UDP)

Za razliku od TCP-a, UDP ne uspostavlja veze. UDP je osmišljen za slanje male količine podataka bez uspostavljanja veze, a koriste ga aplikacije koje ne trebaju potvrditi svoj primitak. UDP također koristi brojeve priključaka za identifikaciju određenog procesa na određenoj IP adresi. Međutim, UDP portovi se razlikuju od TCP portova i zbog toga mogu koristiti iste brojeve porta kao TCP, bez sukoba između usluga.

Internetski sloj

Internetski sloj odgovoran je za usmjeravanje podataka unutar mreže i između različitih mreža. Na ovoj razini djeluju usmjerivači koji ovise o korištenom protokolu i koriste se za slanje paketa iz jedne mreže (ili njenog segmenta) u drugu (ili drugi mrežni segment). TCP / IP stak koristi IP na ovom sloju.

Internet Protocol IP

IP pruža razmjenu datagrama između čvorova na mreži i protokol je bez veze koji koristi datagrame za slanje podataka iz jedne mreže u drugu. Ovaj protokol ne očekuje primanje potvrde (ASK) poslanih paketa od odredišnog čvora. Priznanjem i ponovnim slanjem paketa upravljaju protokoli i procesi koji rade na gornjim razinama modela.

Njegove funkcije uključuju fragmentaciju datagrama i međusobno adresiranje. IP pruža upravljačke informacije za sastavljanje fragmentiranih datagrama. Glavna funkcija protokola je interrektno i globalno adresiranje. Jedna od tri sheme adresiranja koristi se ovisno o veličini mreže preko koje će se usmjeravati datagram ili paket.

IP adresiranje

Svako računalo na TCP / IP mrežama ima tri razine adresa: fizičku (MAC adresa), mrežnu (IP adresu) i simboličku (naziv DNS).

Fizička ili lokalna adresa čvora određena tehnologijom koja gradi mrežu kojoj čvor pripada. Za domaćine u lokalnim mrežama ovo je MAC adresa mrežnog adaptera ili porta usmjerivača, na primjer, 11-A0-17-3D-BC-01. Ove adrese dodjeljuju proizvođači opreme i jedinstvene su adrese jer se njima upravlja centralno. Za sve postojeće tehnologije lokalnih mreža MAC adresa ima format od 6 bajta: gornja 3 bajta su identifikator tvrtke proizvođača, a donja 3 bajta na jedinstven način dodjeljuje proizvođač.

Mrežna ili IP adresa koja se sastoji od 4 bajta, primjerice, 109.26.17.100. Ova se adresa koristi na mrežnoj razini. Određuje ga administrator prilikom konfiguriranja računala i usmjerivača. IP adresa ima dva dijela: broj mreže i broj domaćina. Mrežni broj može administrator izabrati proizvoljno ili dodijeliti na preporuku posebne internetske jedinice (Mrežni informativni centar, NIC) ako mreža treba raditi sastavni dio Internet. Davatelji internetskih usluga obično dobivaju raspon adresa od odjela NIC-a i zatim ih distribuiraju svojim pretplatnicima. Broj IP čvora dodjeljuje se neovisno o adresi lokalnog čvora. Podjela IP adrese na polje mrežnog broja i broja glavnog računala je fleksibilna, a granica između tih polja može se postaviti proizvoljno. Čvor može biti dio više IP mreža. U tom slučaju, čvor mora imati nekoliko IP adresa, prema broju mrežnih veza. IP adresa ne predstavlja jedno računalo ili usmjerivač, već jedinstvenu mrežnu vezu.

Simbolična adresa ili DNS ime, poput SERV1.IBM.COM. Ovu adresu dodjeljuje administrator i sastoji se od više dijelova, na primjer, imena računala, naziva organizacije, naziva domene. Ova se adresa koristi na razini aplikacije, na primjer, u FTP ili telnet protokolima.

Protokoli za mapiranje adresa ARP i RARP

Protokol razlučivosti adrese (ARP) koristi se za određivanje lokalne adrese s IP adrese. ARP djeluje drugačije ovisno o tome koji protokol sloja veze djeluje u mreži - protokol lokalne mreže (Ethernet, Token Ring, FDDI) s mogućnošću istodobnog emitiranja na sve mrežne čvorove ili WAN protokol (X.25, okvir relej), koji obično ne podržava emitirani pristup. Postoji i protokol koji rješava obrnuti problem - pronalaženje IP adrese s poznate lokalne adrese. Naziva se obrnutim ARP - RARP (Reverse Address Resolution Protocol) i koristi se kada pokreće stanice bez diska koje u početnom trenutku ne znaju svoju IP adresu, ali znaju adresu svog mrežnog adaptera.

Na LAN-ovima, ARP koristi emisiju protokola na razini veze kako bi pronašao domaćina s navedenom IP adresom na mreži.

Čvor koji treba preslikati IP adresu u lokalnu adresu generira ARP zahtjev, ubacuje ga u okvir protokola podatkovne veze, specificirajući poznatu IP adresu u njemu i emitira zahtjev. Svi domaćini u lokalnoj mreži primaju ARP zahtjev i uspoređuju tamo navedenu IP adresu s vlastitom adresom. Ako se podudaraju, domaćin generira ARP odgovor, u kojem specificira njegovu IP adresu i lokalnu adresu te ga šalje već usmjerenom, jer pošiljatelj u ARP zahtjevu navodi svoju lokalnu adresu. ARP zahtjevi i odgovori koriste isti format paketa.

ICMP protokol

Protokol internetske upravljačke poruke (ICMP) koriste IP i drugi protokoli visoke razine za slanje i primanje izvješća o statusu prenesenih informacija. Ovaj se protokol koristi za kontrolu brzine prijenosa informacija između dva sustava. Ako je usmjerivač koji povezuje dva sustava pretrpan prometom, može poslati posebnu ICMP poruku o pogrešci kako bi usporio brzinu slanja poruka.

IGMP

Domaćini u lokalnoj mreži koriste se Protokolom za upravljanje internetskim grupama (IGMP) da bi se registrirali u neku grupu. Informacije o skupinama nalaze se na usmjerivačima u lokalnoj mreži. Usmjerivači koriste te informacije za slanje višestrukih poruka.

Poruka za višestruko slanje, poput emitirane poruke, koristi se za slanje podataka odjednom u više čvorova.

Specifikacija mrežnog uređaja je specifikacija mrežnog uređaja, softversko sučelje koje omogućuje interakciju između upravljačkih protokola transportnog protokola i odgovarajućih upravljačkih programa mrežnog sučelja. Omogućuje upotrebu više protokola, čak i ako je instalirana samo jedna mrežna kartica.

Sloj mrežnog sučelja

Ovaj sloj TCP / IP modela odgovoran je za distribuciju IP datagrama. Radi s ARP-om kako bi odredio informacije koje bi se trebale smjestiti u zaglavlje svakog okvira. Ovaj sloj zatim stvara okvir pogodan za vrstu mreže koja se koristi, kao što su Ethernet, Token Ring ili ATM, a zatim se IP datagram smješta u podatkovno područje tog okvira i šalje u mrežu.

Pitanja

Svrha IEEE802.

Koji standard opisuje Ethernet tehnologiju umrežavanja?

Koji standard definira zadatke upravljanja logičkim vezama?

Koji standard određuje mehanizme upravljanja mrežom?

Koji standard opisuje ArcNet tehnologiju umrežavanja?

Koji standard opisuje tehnologiju umrežavanja Token Ring?

Što je sučelje sloja osnovnog modela za OSI?

Što je protokol sloja osnovnog modela za OSI?

Dajte definiciju skupa protokola.

Na koje se slojeve dijele skupovi protokola?

Navedi najpopularnije mrežne protokole.

Imenujte najpopularnije protokole za prijevoz.

Imenujte najpopularnije protokole aplikacija.

Navedi najpopularnije nizove protokola.

Dodijelite Windows utičnice i NetBIOS API-je.

Kakva je razlika između TCP i UDP?

Funkcije IP protokola.

Koje su vrste adresiranja u IP mrežama?

Koji je protokol potreban da bi se odredila lokalna adresa s IP adrese?

Koji je protokol potreban da bi se utvrdila IP adresa s lokalne adrese?

Koji se protokol koristi za kontrolu internetskih poruka?

Dodjela razine mrežnog sučelja TCP / IP skupa.