Компютърни мрежи и комуникации



страница12/18
Дата22.07.2016
Размер7.77 Mb.
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   18

MIME





7
  1. SMTP


TEL-

NET
  1. FTP

  2. DNS

  3. SNMP

  4. PING



6

  1. RIP/OSPF



  • Транспортен слой



  1. TCP UDP

5

  1. ICMP


4

  • Мрежов слой




  1. ARP RARP IP


3


  • Канален слой


IEEE 802. 3,4,5,11,12,FDD, X. 25 , Frame Relay, ATM, SLIP, PPP.
2

1
Фиг.81. Слоеве и протоколи на модела ТCP/IP и тяхното съответствие с OSI - модела
Мрежовият слой съставя маршрута за движение на пакетите от данни от един хост до друг хост преминавайки през една или няколко свързани мрежи посредством рутери. Слоят разглежда пакетите като IP – дейтаграми. Използва се IP – протокол, който работи много добре в компютърни мрежи със сложна топология. Протоколът IP е дейтаграмен протокол, не дава пълна гаранция за доставка на пакетите с данни до получателя и изпълнява две основни функции:

  • Фрагментация на съобшенията;

  • Адресация на дейтаграмите.

Протоколът IP изпълнява и три спопмагателни функции, като:



  • Обработка на приоритетите;

  • Класификация на безопастността;

  • Разграничаване на TCP – сегментите.

Протоколът IP е реализиран във всички крайни (Hosts) и междинни (Routers) възли на компютърната мрежа.

Транспортният слой (Transport Layer) на модела TCP/IP скрива детайлите по осъществяването на връзката от приложните процеси и те нямат задължение към функции, като: скорост за обмен; кодови таблици; разделяне на съобщенията на пакети. Слоят използва протоколите TCP и UDP. Протоколът TCP осигурява предаване на съобщенията по виртуални дуплексни съединения „от край до край”. Използва се метода на „хлъзгашия се прозорец” и връщане на положителна квитанция на подателя.

Потребителски данни

Поток от байтове




  1. З ЧТСП ДАННИTCP

TCP сегмент

20 В променлив размер
ЗЧIP ДАННИ IP

IP дейтаграма

20 В

променлив размер max 64 КВ


  1. ЗЧ к ДАННИ к КЧк

кадър


Фиг.82. Капсулация на данните в модела TCP/IP.
Пртоколът TCP в хоста подател приема съобщението от приложния слой, фрагментира го на сегменти и го изпраща по интермрежата посредством протоколла IP. Пртоколът TCP в хоста получател събира сегментите и въстановява съобщението.

Основни функции на протокола TCP са:



  • Въстановяване на изгубен сегмент;

  • Въстановяване на реда за следване на сегментите;

  • Премахване на сегменти дубликати;

  • Управление на потока от данни.

Пртоколът TCP взаимодейства “нагоре” с активен приложен процес и “надолу” с протокола IP. Интерфейсът между приложния процес и протокола TCP се реализира с помоща на набор от команди:



  • OPEN – установяване връзка с отдалечен хост;

  • SEND – изпращане на информация към отдалечен хост;

  • DELIVER – доставяна на информация от отдалечен хост;

  • CLOSE – прекъсване на връзка;

  • STATUS – извеждане на състоянието на връзката.

Интерфейсът между протоколите TCP и IP поддържа заявки за следното:



  • Изпращане и получаване на дейтаграми;

  • Адресиране на TСP – модули в хостове разположени на произволно място в глобалната мрежа Internet.


Приложният слой (Aplication layer) на модела TCP/IP е съставен от набор програми, които предоставят определен набор от вид мрежови услуги. Услугита са подобни на тези от модела OSI , но съществува някои несъщественни разлики и особенности.
5.2. Комуникационен сценарии на модела TCP/IP.

Реализираните протоколи в хостовете и IP рутерите поддържат връзка между приложните процеси на крайните устройства в глобалната компютърна мрежа. Комуникацията се осъществява чрез дуплексен канал по логически съединения между портове. Комуникацията между два приложни процеса от различни крайни устройства започва като приложният процес на хоста – подател, който извиква протокола TCP и му предава данни. Най-напред протоколът TCP изгражда логическо съединение между приложните процеса, които ще си обменят данни. Протоколът използва номера на портове за да укаже кой от стартиралите процеси в хоста предава данните. Следва разделяне на получените данни на TCP – сегменти с подходящи размери за мрежата към която е свързан хоста подател. В заглавната част на TCP – сегментите се помества служебна информация за метода за контролиране на грешките и за реда на следване на сегментите.

Предаването започва след като протоколът TCP извиква протокола IP, който капсулира сегментите и ги превръща в IP – дейтаграми. IP – дейтаграмите преминават през серия от IP – рутери за да достигнат до IP – модула на хоста получател. Хостът подател вмъква своя IP – адрес и адреса на хоста получател в заглавната чст на сегментите IP – адресът се състои от две части:


  • Идентификатор на мрежата (Net ID);

  • Идентификатор на хоста (Host ID).
  • ХОСТ1 ХОСТ 2


Приложен

процес А

Приложен

процес В

  • Поток от данни





Приложен

слой

Приложен

слой
Транспортен

слой

Транспортен

слой

ЗЧ ДАННИTCP

ТСP

сегмент
  1. Мрежов

слой

  1. Мрежов

слой
  1. ЗЧ данниIP

IP дейтаграма

  1. Канален

слой
  1. Канален

слой
  1. данниK KЧ
  2. ЗЧ


кадър

Фиг. 83. Схема на комуникация между два хоста по модела TCP/IP.


Малките локални мрежи имат само един IP – рутер и всички дейтаграми за другите подмрежи се предават през него, след което преминават през серия от IP – рутери до пристигането си в IP – рутера на мрежата, в който се намира хоста получател. Когато дейтаграмите преминават през междинните рутери, кадърът на предходната мрежа се премахва, анализира се заглавната част и се определя следващия път по маршрута. Дейтаграмата задължително се опакова с кадър съответстващ на следващата под мрежа.

Всеки рутер има възможност да раздели дейтаграмата на по-малки части - “фрагменти” в зависимост от изискванията на следващата подмрежа. Това се налага за да може полето <данни> да се вмести в кадъра на каналния слой. Не е допустимо в междинните рутери да се извършва дефрагментиране. Този процес се извършва единственно в хоста получател. IP – модулът на хоста получател дефрагментира TCP – сегментите и ги предава на TCP – модула. Протоколът TCP поставя данни в буфери, след което известява приложния процес за пристигането им. Всички IP – дейтаграми се контролират от междинните възли на интермрежата по време на предстоя им в тях. Във всяка от тях има поле, в което е указана продължителността на живот, който има дейтаграмата в интермрежата. Значението на това поле намалява с единица преминавайки през междинен рутер и при изтичане на всяка секунда. Тогава, когато полето <време на живот> се изчерпи дейтаграмата се унищожава и на хоста подател се изпраща съобщение. Коректното предаване на данните се проверява с шестнадесет битова контролна сума, която обхваща заглавната част и полето данни на дейтаграмата. Контролната сума се проверява от всеки рутер, през който преминава дейтаграмата и в хоста получател. При откриване на грешка дейтаграмата се бракува и се изпраща съобщение на хоста подател.




    1. Сравнение на комуникационните модели TCP/IP и OSI.

Независимо от общите черти между двата модела съществуват и различия, заключаващи се в следното:



  • Понятията услуги, интерфейс и протокол в модела OSI са рязко разграничени за разлика от модела TCP/IP;

  • Моделът OSI е проектиран и след това са създадени протоколите му. Практическото приложение на протоколите показва, че те не съответстват напълно на модела и се е наложило въвеждане на допълнителни подслоеве. Моделът TCP/IP възниква след създаването на протоколите, като тяхно описание;

  • За разлика от модела OSI моделът TCP/IP може да се използва само за описание на TCP/IP мрежи;

  • Моделът OSI поддържа комуникации с и без установяване на логическо съединение в мрежовия слой и само с установяване на логическо съединение в транспортния слой. Моделът TCP/IP поддържа комуникации само с установяване на логическо съединение в мрежовия слой а в транспортния слой и двата вида комуникации;

  • Моделът TCP/IP се състои от четири слоя а моделът OSI от седем;

  • За разлика от модела OSI, моделът TCP/IP не е строго иерархичен. Някои протоколи в TCP/IP от горните нива се ползват директно от долните – протоколът PING от приложния слой използва мрежовия протокол ICMP без посредничество на междинен протокол;

  • Протоколът TCP/IP се развива основно от потребителите, докато моделът OSI се развива от доставчиците, тъй като той е официален международен стандарт.




    1. Аресация в модела TCP/IP.

В моделът TCP/IP се използват четири вида адресации в съответствие с броя на слоевете му. Тези адресации са следните:



  • Адресация по локален адрес;

  • Адресация по IP адрес;

  • Адресация по порт;

  • Адресация по DNS символно поле.



5.4.1. Адресация по локален адрес.
Този вид адресация се използва от каналния слой и се определя от технологията на функциониране на мрежата, в която се намира хоста. За локалните мрежи това е MAC – адреса на мрежовия адаптер на хоста или IP – рутера. МAC – адресите на мрежовите адаптери се назначава от фирмата производител на мрежови адаптери и са уникални. Старшите три байта на адреса са идентификатор на фирмата производител. Младшите три байта се дават от фирмата производител и са уникални.
Пример за МАС адрес на мрежов адаптер: 10-В1-06-2С-Е1-11
Локалните адреси на глобалните компютърни мрежи се назначават от администраторите на мрежите.
5.4.2. Адресация по IP – адрес.
Този вид адресация се използва от мрежовият слой. IP - адресът е уникален и се отнася за краен възел или порт на рутер. IP – адресът се назначава от администратор при конфигуриране на компютрите и рутерите. Този адрес се състои от две части:

  • Адрес на мрежата (Net ID);

  • Адрес на хоста (Host ID).

Адресът на мрежата може да се избере произволно от администратор от безплатното адресно пространство или да се даде от специалните адреси на Internet центровете които са:



  • INTERNIC за северна Америка;

  • RIPE – NIC за Европа;

  • AP – NIC за Азия.

Локалния адрес на хоста и IP – адресът са независими. Разделението между адреса на мрежата и адреса на хоста е гъвкаво, като границата между тях е произволна и се определя с помоща на “подмрежова маска” (subnetwork mask). Допуска се един краен възел да влиза в състава на няколко IP – мрежи ако има съответните IP – адреси. Мрежовото съединение се определя от IP – адреса, а не от компютъра или рутера. IP – адресите са четири байтови и се записват с четири десетични числа разделени с точки. В протокола IP са предвидени някои специални адреси като:



  • Когато целият адрес е съставен само от нули се указва хоста, който е генерирал пакета;

  • Ако само частта Net ID от IP – адреса на хоста – получател се състои от той се намира в мрежата на хоста – подател;

  • Ако целият IP – адрес на хоста – получател е от “ ” то IP – дейтаграмата е предназначена за всички хостове, намиращи се в подмрежата на хоста – подател (предаване до всички);

  • Ако само Host ID от IP – адреса на хоста – получател се състои от , това означава, че IP – дейтаграмата е предназначена за всички хостове на подмрежата с посочения Net ID;

  • Ако само Host ID от IP – адреса на хоста- получател се състои от , то IP – адресът указва подмрежата със зададения Net ID;

  • IP – адресът 127.0.0.1 се използва за тестване на протоколния стек TCP/IP, реализиран в дадения хост.

Четвъртата версия на IP – протокола (IP.v.4) определя пет класа IP – адреси (A, B, C. D. E). Различните класовете мрежи са представени в Таблица 5.1

Първият байт на IP – адресите в мрежи клас „А” започва с “” и адресите от този клас започват от 1 до 126. Адресът на Net ID заема един байт, а останалите три байта са адрес на Host (Host ID). Клас А адресите се използват за големи мрежи с много крайни възли. Десетичната нула 010 е първото число на IP адресите, а адресът започващ със 127 се използва само за тестване работата на TCP/IP – стека в един възел без да се изпращат пакети в мрежата.
Таблица 5.1.

0781516232431A0Net IDHost IDB10Net IDHost IDC110Net IDHost IDD1110Групов адрес (multicast)E11110Запазен за бъдещи нужди
Първият байт на IP - адресите в мрежи клас „В” започва с . IP –адресите започват с и завършват с включително. Този клас адреси се ползва за мрежи със среден размер, университетски мрежи и мрежи на по - големи компании.

Първият байт на IP – адресите в мрежи клас „С” започва с комбинацията . IP – адресите започват от число до . Използва се за локални мрежи. Net ID заема 3 байта, а Host ID – 1 байт. В такава мрежа може да има до 254 хоста и един рутер.

Първият байт на IP – адресите на мрежи клас „D” започва с 1110. IP – адресите са в диапазона от включително. Използват се за изпращне на съобщения до група хостове, на които е присвоен уникалния адрес. Този адрес не се дели на Net ID и Host ID.

Първият байт нa IP – адресите на мрежи клас „E” започва с двоичната комбинация . IP – адресите са в диапазона включително. Този клас адреси са запазени за бъдещи приложения.

В IP – адресацията се използват “подмрежови маски”, когато адресите Net ID не достигат за да се структурират по-големите мрежи.

Маската е четири байтово число, двоичният запис на което съдържа 12 в битовете, представляващи адреса на мрежата (Net ID) и 02 в Host ID.



  • За мрежи клас А маската е 255.0.0.0;

  • За мрежи клас В маската е 255.255.0.0;

  • За мрежи клас С маската е 255.255.255.0.



5.4.3. Адресация по порт.
Този вид адреси се използват в транспортния слой. Портовете се използват от протоколите TCP и UDP за връзка с приложните процеси.

Портът е 16 битово число. Портовете имат конкретно предназначение в компютърните комуникации и са обвързани със сответен протокол. Порт 21 е стандартно резервиран за протокола FTP а порт 23 за протокола TELNET . По-неизвестните протоколи използват свободно избрани и незаети номера за портове.

Портът и IP - адресът съвместно образуват сокет (socket). IP адресът 193.68.180.5 и порт 21 идентифицират ТСР – съединение. Един сокет може да участва в няколко съединения едновременно.


      1. Адресация по DNS

Приложният слой използва DNS (Domain Name System) – символно поле. Това са имена на хостове и са въведени за удобство на потребителите. Те се помнят по-добре в сравнение с цифрите на IP – адресите. DNS – имената се използват от мрежовите администратори. Състоят се от части, разделени с точки, като старшият домейн е отдясно.

Домейнът в Internet е логческо обединение на хостове от една или различни мрежи. Използват се поддомейни за по-лесно администриране.
Синтаксиса на DNS – имената е следния:

Поддомейн N. Поддомейн N – 1 …Поддомейн 1. Домейн.
Пример за DNS – име е WWW. fmi. shu – bg. net:


  • fmi - поддомейн на shu-bg и домейн на fmi;

  • shu – bg – поддомейн на net домейн на fmi.

Имената са част от разпределена база от данни, наречена DNS. Поддържа се йерархична система от имена за идентификация на хостовете и ресурсите в Internet. Основната роля на DNS е търсне на IP – адреси по съответните им DNS – имена. За целта се използва протокола DNS на приложния слой.

Протоколът DNS е асиметричен. В него са дефинирани от администраторите DNS – сървъри и DNS – клиенти.

DNS – сървърите съхраняват части от базата данни за съответствие на DNS – имена и IP – адреси. Тази база от данни е разпределена по административните домейни на Internet. Базата данни на всеки DNS – сървър се нарича още master – file или zone – file.

По правило съдържанието на базата данни в DNS – сървъра е станична и се актуализира три пъти седмично от съответния континентален информационен център (RIPE NIC- за Европа). Разпраща се актуализирана информация до всички DNS – сървъри чрез глобалната мрежа Internet.

DNS – клиентът е програма, която се стартира на компютър, който трябва да разбере даден IP – адрес. DNS – клиентите знаят IP – адреса на DNS – сървъра от своя домейн.

Всеки домейн има два DNS – сървъра:


  • Главен (primary);

  • Допълнителен (secondary) – намира се в мрежа, физически отделена от мрежата на главния DNS – сървър.

DNS - заявка



1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   18


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница