Стек протоколов TCP/IP. Функции протоколов сетевого и транспортного уровней. Свойства протоколов TCP, IP

                                           Содержание

 

                               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Стек протоколов TCP/IP. Функции протоколов сетевого и транспортного уровней. Свойства протоколов TCP, IP

Протоколы TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) являются базовыми транспортным и сетевым протоколами в OS UNIX. В заголовке TCP/IP пакета указывается:

           - IP-адрес отправителя,

- IP-адрес получателя,

- Номер порта (фактически - номер прикладной программы,  которой этот пакет предназначен).

Пакеты TCP/IP имеют уникальную особенность добраться до адресата, пройдя сквозь разнородные в том числе и локальные сети, используя разнообразные физические носители. Маршрутизацию IP-пакета (переброску его в требуемую сеть) осуществляют на добровольных началах компьютеры, входящие в TCP/IP сеть.

Протокол IP - это протокол, описывающий формат пакета данных, передаваемого по сети.

Когда Вы получаете телеграмму, весь текст в ней (и адрес, и  сообщение) написан на ленте подряд, но есть правила, позволяющие понять, где тут адрес, а где сообщение. Аналогично, пакет в компьютерной сети представляет собой поток битов, а протокол IP определяет, где адрес и прочая служебная информация, а где сами передаваемые данные. Таким образом, протокол IP в эталонной модели ISO/OSI является протоколом сетевого уровня.

Протокол TCP - это протокол следующего уровня, предназначеный для контроля передачи и целостности передаваемой информации.

Стек протоколов TCP/IP (англ. Transmission Control Protocol/Internet Protocol) - набор сетевых протоколов разных уровней модели сетевого взаимодействия DOD, используемых в сетях. 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.

Стек протоколов TCP/IP основан на модели сетевого взаимодействия DOD и включает в себя протоколы четырёх уровней:

- прикладного (application),

- транспортного (transport),

- сетевого (internet),

- уровня доступа  к среде (network access).

Протоколы этих уровней полностью реализуют  функциональные модели OSI. На стеке протоколов TCP/IP построено всё взаимодействие пользователей в IP-сетях. Стек является независимым от физической среды передачи данных.

Сетевой уровень изначально разработан для передачи данных из одной (под)сети в другую. Примерами  такого протокола является X.25 и IPC в сети ARPANET.

С развитием концепции  глобальной сети в уровень были внесены дополнительные возможности по передаче из любой сети в любую сеть, независимо от протоколов нижнего уровня, а также возможность запрашивать данные от удалённой стороны, например в протоколе ICMP (используется для передачи диагностической информации IP-соединения) и IGMP (используется для управления multicast-потоками).

ICMP и IGMP расположены над IP и должны попасть на следующий - транспортный - уровень, но функционально являются протоколами сетевого уровня, и поэтому их невозможно вписать в модель OSI.

Пакеты сетевого протокола IP могут содержать код, указывающий, какой именно протокол следующего уровня нужно использовать, чтобы извлечь данные из пакета. Это число - уникальный IP-номер протокола. ICMP и IGMP имеют номера, соответственно, 1 и 2.

Протоколы транспортного  уровня могут решать проблему негарантированной  доставки сообщений («дошло ли сообщение  до адресата?»), а также гарантировать  правильную последовательность прихода  данных. В стеке TCP/IP транспортные протоколы определяют, для какого именно приложения предназначены эти данные.

Протоколы автоматической маршрутизации, логически представленные на этом уровне (поскольку работают поверх IP), на самом деле являются частью протоколов сетевого уровня; например OSPF (IP идентификатор 89).

TCP (IP идентификатор 6) - «гарантированный» транспортный механизм с предварительным установлением соединения, предоставляющий приложению надёжный поток данных, дающий уверенность в безошибочности получаемых данных, перезапрашивающий данные в случае потери и устраняющий дублирование данных. TCP позволяет регулировать нагрузку на сеть, а также уменьшать время ожидания данных при передаче на большие расстояния. Более того, TCP гарантирует, что полученные данные были отправлены точно в такой же последовательности. В этом его главное отличие от UDP.

UDP (IP идентификатор 17) протокол передачи датаграмм без установления соединения. Также его называют протоколом «ненадёжной» передачи, в смысле невозможности удостовериться в доставке сообщения адресату, а также возможного перемешивания пакетов. В приложениях, требующих гарантированной передачи данных, используется протокол TCP.

UDP обычно используется в таких приложениях, как потоковое видео и компьютерные игры, где допускается потеря пакетов, а повторный запрос затруднён или не оправдан, либо в приложениях вида запрос-ответ (например, запросы к DNS), где создание соединения занимает больше ресурсов, чем повторная отправка.

И TCP, и UDP используют для определения протокола верхнего уровня число, называемое портом. 

2.Топология вычислительной сети. Характеристика методов доступа к передающей среде

Топология ЛВС - это усредненная геометрическая схема соединений узлов сети.    Топологии вычислительных  сетей могут быть самыми различными, но для локальных вычислительных  сетей типичными являются всего три: кольцевая, шинная, звездообразная.    Иногда для упрощения  используют термины - кольцо, шина  и звезда. Не следует думать, что  рассматриваемые типы топологий  представляют собой идеальное  кольцо, идеальную прямую или  звезду.    Любую компьютерную сеть можно рассматривать как совокупность узлов. Узел - любое устройство, непосредственно подключенное к передающей среде сети.     Топология усредняет  схему соединений узлов сети. Так, и эллипс, и замкнутая кривая, и замкнутая ломаная линия относятся к кольцевой топологии, а незамкнутая ломаная линия - к шинной. Кольцевая топология предусматривает соединение узлов сети замкнутой кривой - кабелем передающей среды. Выход одного узла сети соединяется со входом другого. Информация по кольцу передается от узла к узлу. Каждый промежуточный узел между передатчиком и приемником ретранслирует посланное сообщение. Принимающий узел распознает и получает только адресованные ему сообщения.    Кольцевая топология является идеальной для сетей, занимающих сравнительно небольшое пространство. В ней отсутствует центральный узел, что повышает надежность сети. Ретрансляция информации позволяет использовать в качестве передающей среды любые типы кабелей.    Последовательная дисциплина  обслуживания узлов такой сети  снижает ее быстродействие, а  выход из строя одного из  узлов нарушает целостность кольца  и требует принятия специальных  мер для сохранения тракта  передачи информации. Шинная топология - одна из наиболее простых. Она связана с использованием в качестве передающей среды коаксиального кабеля. Данные от передающего узла сети распространяются по шине в обе стороны. Промежуточные узлы не транслируют поступающих сообщений. Информация поступает на все узлы, но принимает сообщение только тот, которому оно адресовано. Дисциплина обслуживания параллельная.    Это обеспечивает высокое  быстродействие ЛВС с шинной  топологией. Сеть легко наращивать  и конфигурировать, а также  адаптировать к различным системам  Сеть шинной топологии устойчива к возможным неисправностям отдельных узлов.     Сети шинной топологии  наиболее распространены в настоящее  время. Следует отметить, что они  имеют малую протяженность и  не позволяют использовать различные  типы кабеля в пределах одной  сети. Звездообразная топология базируется на концепции центрального узла, к которому подключаются периферийные узлы. Каждый периферийный узел имеет свою отдельную линию связи с центральным узлом. Вся информация передается через центральный узел, который ретранслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки в сети.    Звездообразная топология  значительно упрощает взаимодействие  узлов ЛВС друг с другом, позволяет  использовать более простые сетевые  адаптеры. В то же время работоспособность  ЛВС со звездообразной топологией целиком зависит от центрального узла.     В реальных вычислительных  сетях могут использоваться более развитые топологии, представляющие в некоторых случаях сочетания рассмотренных.    Выбор той или иной  топологии определяется областью применения ЛВС, географическим расположением ее узлов и размерностью сети в целом.    Передающая среда является  общим ресурсом для всех узлов  сети. Чтобы получить возможность  доступа к этому ресурсу из  узла сети, необходимы специальные  механизмы - методы доступа. Метод доступа  к передающей среде - метод, обеспечивающий выполнение совокупности правил, по которым узлы сети получают доступ к ресурсу.    Существуют два основных  класса методов доступа: детерминированные,  недетерминированные.    При детерминированных методах доступа передающая среда распределяется между узлами с помощью специального механизма управления, гарантирующего передачу данных узла в течение некоторого, достаточно малого интервала времени.    Наиболее распространенными  детерминированными методами доступа являются метод опроса и метод передачи права. Метод опроса рассматривался ранее. Он используется преимущественно в сетях звездообразной топологии.    Метод передачи права  применяется в сетях с кольцевой  топологией. Он основан на передаче по сети специального сообщения - маркера. Маркер - служебное сообщение определенного формата, в которое абоненты сети могут помещать свои информационные пакеты.     Маркер циркулирует  по кольцу, и любой узел, имеющий  данные для передачи, помещает  их в свободный маркер, устанавливает признак занятости маркера и передает его по кольцу. Узел, которому было адресовано сообщение, принимает его, устанавливает признак подтверждения приема информации и отправляет маркер в кольцо.    Передающий узел, получив  подтверждение, освобождает маркер и отправляет его в сеть. Существуют методы доступа, использующие несколько маркеров.   Недетерминированные  - случайные методы доступа предусматривают  конкуренцию всех узлов сети  за право передачи. Возможны одновременные  попытки передачи со стороны нескольких узлов, в результате чего возникают коллизии.     Наиболее распространенным  недетерминированным методом доступа  является множественный метод  доступа с контролем несущей  частоты и обнаружением коллизий (CSMA/CD). В сущности, это описанный ранее режим соперничества. Контроль несущей частоты заключается в том, что узел, желающий передать сообщение, "прослушивает" передающую среду, ожидая ее освобождения. Если среда свободна, узел начинает передачу.     Следует отметить, что  топология сети, метод доступа к передающей среде и метод передачи тесным образом связаны друг с другом. Определяющим компонентом является топология сети.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Выполнить поиск в Internet по темам:

1. Базовая конфигурация персонального компьютера. Назначение входящих узлов и устройств

2. Лизинговые  компании  России

3. Что такое логин

1. Базовая конфигурация персонального компьютера. Назначение входящих узлов и устройств.

 

Для поиска данных тем  воспользуюсь поисковой системой Yandex.ru .Ввожу и посылаю запрос. Результат поиска приведен на рис.1.

Рисунок 1. Результат поиска

Далее меня интересует суть вопроса:  Назначение входящих узлов и устройств. Результат поиска будет виден на рис.2.

Рисунок 2. Изменение порядка ранжирования результатов поиска

Чтоб расширить поиск  попробую  воспользоваться поисковой  системой Rambler.ru. На рис.3.увижу результат:

 

 

Рисунок 3. Результат поиска в системе Rambler.ru

Расширю поиск на рис.4.

 

Рисунок 4. Использование режима "расширенный поиск"

Результаты поиска приведены  на рис.5.

Рисунок 5. Использование режима "расширенный поиск"

Далее выбираю понравившийся  сайт и либо сохраняю его на компьютере, либо «читаю» в Microsoft Office Word

Рисунок 6 .Диалог загрузки найденного файла

2. Лизинговые  компании  России

Для поиска воспользуюсь поисковой системой Yandex.ru

Рисунок 7.Результат поиска

Открою интересующий меня сайт, на рис.8 виден результат:

Рисунок 8.

 

3.Что такое  логин

Воспользуюсь  поисковой  системой Yandex.ru. Ввожу и посылаю запрос. Результат поиска приведен на рис.9

Рисунок 9. Результат поиска

Открою понравившийся  мне сайт

Рисунок 10. Результат развернутого поиска

Теперь сохраню найденную  информацию к себе в компьютер

Рисунок 11. Результат сохранения информации себе в компьютер

                      Библиографический список

1.  Гаевский А.Ю. Информатика: 7-11. Учеб. Пособие. – 2-е издание, доп. – К.: Издательство А.С.К., 2003.- 536с.: ил.

2.  Угринович н. Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов/ Н.Д. Угринович. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. – 512 с.: ил.

3.  Каймин В.А. Информатика: Учебник. - М.: ИНФРА-М, 2000. - 232 с.

4.  Острейковский В.А. Информатика: Учебник. – М.: Высшая школа, 2004.

5.  Росс Г.В., Дулькин В.Н. и др. Основы информатики: Учебное пособие. – М.: ПРИОР, 1999.