Zalety tcp/ip otwartość I niezależność od specyfikacji sprzętowo-programowej systemów komputerowych, możliwość integracji wielu różnych rodzajów sieci komputerowych, wspólny schemat adresacji pozwalający na jednoznaczne zaadresowanie każdego



Pobieranie 27.98 Kb.
Data02.05.2016
Rozmiar27.98 Kb.

  • Zalety TCP/IP

otwartość i niezależność od specyfikacji 
sprzętowo-programowej systemów komputerowych,

możliwość integracji wielu różnych rodzajów sieci 


komputerowych,

wspólny schemat adresacji pozwalający na jednoznaczne 


zaadresowanie każdego użytkownika,

istnienie standardowych protokołów warstw wyższych.



Protokoły TCP/IP to dzisiaj cały zestaw protokołów przeznaczonych do:

  • transferu danych: IP (Internet Protocol), TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol),

  • kontroli poprawności połączeń: ICMP (Internet Control Message Protocol),

  • zarządzania siecią: SNMP (Simple Network Management Protocol),

  • zdalnego włączania się do sieci: TELNET (Network Terminal Protocol),

  • usług aplikacyjnych typu przesyłania plików: FTP (File Transfer Protocol).



Jak powstał TCP/IP

Wszystko zaczęło się od projektu amerykańskiego ministerstwa obrony - Pentagonu. Zadanie postawione przed informatykami firmy Legende było proste 


i zarazem bardzo złożone. Wojsko potrzebowało sieci komputerowej zdolnej do przetrwania wojny atomowej, potrafiącej automatycznie rozpoznać uszkodzone łącza i wybrać zastępczą drogę dla przesyłanych danych. Zniszczenie pojedynczych węzłów sieci nie mogłyby doprowadzić do unieruchomienia całego systemu.

W wyniku prac nad tym projektem powstała sieć ARPANET, którą można uznać za kamień węgielny późniejszego Internetu. Jej nazwa wywodzi się od nazwy Instytutu Rozwoju Zaawansowanych Technologii (Advanced Research Project Agency).

Agencja ARPA uległa w 1971 roku przekształceniom organizacyjnym, w wyniku których jej nazwę zmieniono na DARPA. Sieć ARPANET pozostała pod kuratelą tej organizacji, która skupiła się na badaniach nad technologią komutacji pakietów i rozwojem mechanizmów transportowych wykorzystujących między innymi fale radiowe i satelity telekomunikacyjne.

W roku 1975 kontrolę nad siecią ARPANET przejęła Agencja Komunikacyjna Departamentu Obrony USA. W tym czasie opracowano nowy, udoskonalony zestaw protokołów sieciowych. Zestaw ten stał się trzonem protokołu TCP/IP, który w 1978 roku był już na tyle kompletny, że mógł być zaprezentowany światu. Powstanie TCP/IP było przełomem umożliwiającym budowę dużej liczby nowych sieci połączonych z ARPANET-em.


OSI

Stworzony został w 1977 roku przez Międzynarodową Organizację Normalizacji ISO (International Standard Organization). Model Referencyjny Połączonych Systemów Otwartych (czyli model OSI) został opracowany w celu ułatwienia realizacji połączeń w otwartych systemach komputerowych. Połączenia otwarte to takie połączenia, które mogą być realizowane wewnątrz lub między systemami wielo systemowymi. OSI jest zbiorem zasad komunikowania się urządzeń sieciowych. Podzielony jest na siedem warstw, z których każda zbudowana jest na bazie warstwy poprzedniej. Należy przy tym zaznaczyć, że rozróżnia się podział ze względu na sposób realizacji danej warstwy. I tak warstwa 1 i 2 są tworzone w sposób hardwarowy (sprzętowy), 


a warstwy od 3 do 7 w sposób softwarowy (programowy). Model ten nie określa fizycznej budowy poszczególnych warstw, a koncentruje się na sposobach ich współpracy. Takie podejście do problemu sprawia, że każda warstwa może być implementowana przez producenta na swój sposób, a urządzenia sieciowe od różnych dostawców będą poprawnie współpracować. Poszczególne warstwy sieci stanowią niezależne całości i chociaż nie potrafią wykonywać żadnych widocznych zadań w odosobnieniu od pozostałych warstw, to z programistycznego punktu widzenia są one odrębnymi poziomami.

Warstwy

Komunikacja pomiędzy komputerami odbywa się na poziomie odpowiadających sobie warstw i dla każdej z nich powinien zostać stworzony własny protokół komunikacyjny. W rzeczywistej sieci komputerowej komunikacja odbywa wyłącznie się na poziomie warstwy fizycznej (linia ciągła na rysunku). W tym celu informacja każdorazowo przekazywana jest do sąsiedniej niższej warstwy aż do dotarcia do warstwy fizycznej. Tak więc pomiędzy wszystkimi warstwami z wyjątkiem fizycznej istnieje komunikacja wirtualna (linie przerywane na rysunku), możliwa dzięki istnieniu połączenia fizycznego.



Zadania warstw

1) Warstwa fizyczna (physical layer)

Nazwa warstwy wywodzi się stąd, że zajmuje się ona wyłącznie fizycznymi właściwościami technik przesyłu danych. Realizuje ona konwersje bitów informacji na sygnały, które będą przesyłane w kanale z uwzględnieniem maksymalizacji niezawodności przesyłu. W warstwie fizycznej określa się parametry amplitudowe 


i czasowe przesyłanego sygnału, fizyczny kształt i rozmiar łączy, sposoby nawiązywania połączenia i jego rozłączania po zakończeniu transmisji.

W skład jej obiektów wchodzą m.in.: przewody, karty sieciowe, modemy, wzmacniaki, koncentratory.



2) Warstwa łącza danych (data link layer)

Warstwa ta odpowiedzialna jest za odbiór i konwersję strumienia bitów pochodzących z urządzeń transmisyjnych w taki sposób, aby nie zawierały one błędów. Warstwa ta postrzega dane jako grupy bitów zwane ramkami. Warstwa łącza danych tworzy i rozpoznaje granice ramki. Ramka tworzona jest przez dołączenie do jej początku i końca grupy specjalnych bitów. Kolejnym zadaniem warstwy jest eliminacja zakłóceń, powstałych w trakcie transmisji informacji po kanale łączności. Ramki, które zostały przekazane niepo­prawnie, są przesyłane ponownie.

W skład jej obiektów wchodzą sterowniki urządzeń sieciowych, np.: sterowniki (drivery) kart sieciowych oraz mosty (bridge) i przełączniki (switche).

3) Warstwa sieciowa (network layer)

Warstwa sieciowa steruje działaniem podsieci transportowej. Jej podstawowe zadania to przesyłanie danych pomiędzy węzłami sieci wraz z wyznaczaniem trasy przesyłu, łączenie bloków informacji w ramki na czas ich przesyłania a następnie stosowny ich podział. W najprostszym przypadku określanie drogi transmisji pakietu informacji odbywa się w oparciu o stałe tablice opisane w sieci. Istnieje również możliwość dynamicznego określania trasy na bazie bieżących obciążeń linii łączności. Stosując drugie rozwiązanie mamy możliwość uniknięcia przeciążeń sieci na trasach, na których pokrywają się drogi wielu pakietów.



4) Warstwa transportowa (transport layer)

Podstawową funkcją tej warstwy jest obsługa danych przyjmowanych z warstwy sesji. Obejmuje ona opcjonalne dzielenie danych na mniejsze jednostki, przekazywanie zblokowanych danych warstwie sieciowej, otwieranie połączenia, realizację przesyłania danych, zamykanie połączenia. Potrafi ona także wykrywać odrzucone przez routery pakiety, automatycznie generować żądanie ich ponownej transmisji. Inną funkcją jest ustawianie pakietów w kolejki, odpowiadające kolejności w jakiej zostały wysłane. Konieczność ta wynika z właściwej metody trasowania danych i ich fizycznego przemieszczania w sieci. Następnie tak obrobione pakiety są wysyłane do warstwy sesji.



5) Warstwa sesji (session layer)

Jest to warstwa rzadko używana, pomijana w wielu protokołach sieciowych. Jej zadaniem jest zarządzanie przebiegiem komunikacji między dwoma komputerami. Po nawiązaniu stosownego połączenia warstwa sesji pełni szereg funkcji zarządzających, związanych m. in. z taryfikacją usług w sieci. W celu otwarcia połączenia pomiędzy komputerami (sesji łączności) poza podaniem stosownych adresów warstwa sprawdza, czy obie warstwy (nadawcy i odbiorcy) mogą otworzyć połączenie. Następnie obie komunikujące się strony muszą wybrać opcje obowiązujące w czasie trwania sesji. Dotyczy to na przykład rodzaju połączenia (simpleks, dupleks) i reakcji warstwy na zerwanie połączenia (rezygnacja, ponowne odtworzenie).



6) Warstwa prezentacji (presentation layer)

Jej zadaniem jest obsługa formatów danych. Odpowiada ona więc za kodowanie 


i dekodowanie zestawów znaków oraz wybór algorytmów, które do tego będą użyte, aby zniwelować różnice wynikające z odmiennych standardów kodowania komunikujących się ze sobą maszyn. Przykładową funkcją realizowaną przez warstwę jest kompresja przesyłanych danych, pozwalająca na zwiększenie szybkości transmisji informacji. Ponadto warstwa udostępnia mechanizmy kodowania danych (szyfrowania) w celu ich utajniania oraz konwersję kodów w celu zapewnienia ich mobilności.

7) Warstwa aplikacji (application layer)

Jest najwyższą warstwą modelu OSI. Pomimo sugestywnej nazwy warstwa ta nie obejmuje aplikacji użytkownika, stanowiąc rolę interfejsu pomiędzy tą aplikacją, 


a usługami sieci. Zapewnia ona programom użytkowym usługi komunikacyjne 
i określa formaty wymienianych danych oraz opisuje reakcje systemu na podstawowe operacje komunikacyjne. Warstwa stara się stworzyć wrażenie przezroczystości sieci. Jest to szczególnie ważne w przypadku obsługi rozproszonych baz danych, w których użytkownik nie powinien wiedzieć, gdzie zlokalizowane są wykorzystywane przez niego dane lub gdzie realizowany jest jego proces obliczeniowy. 

Umiejscowienie TCP/IP w OSI

Protokół tworzący Internet - TCP/IP - również możemy opisać za pomocą siedmiowarstwowego modelu ISO/OSI. Lepiej jednak oddaje funkcje i właściwości protokołu TCP/IP uproszczony model czterowarstwowy. W modelu tym najważniejsze są warstwy sieciowa i transportowa, pozostałe są połączone i tworzą dwie warstwy zwane warstwą dostępu do sieci oraz warstwą aplikacji. Funkcje tych warstw pokrywają się z zadaniami odpowiadających im warstw w modelu ISO/OSI.



Warstwa dostępu do sieci jest najniższą warstwą w hierarchii architektury protokołów TCP/IP. W warstwie tej do datagramów IP dodaje się nagłówki oraz zakończenie i w ten sposób otrzymuje się ramki przesyłane w sieci. Funkcje tej warstwy odpowiadają w przybliżeniu funkcjom dwóm najniższych warstw modelu ISO/OSI. Do komunikacji w sieciach rozległych lub przez łącza szeregowe mogą być stosowane takie protokoły jak PPP (Point-to-Point Protocol) lub SLIP (Serial Line IP). Te dwa protokoły zostały specjalnie opracowane do przesyłania datagramów IP poprzez szeregowe łącza dwupunktowe. Protokół SLIP zazwyczaj jest stosowany do łączenia pojedynczych komputerów poprzez łącza szeregowe. Natomiast w sieciach rozległych zalecane jest stosowanie protokołu PPP.

Warstwa Internetu znajduje się powyżej warstwy dostępu do sieci. Podstawowym protokołem tej warstwy jest IP. Protokół ten jest odpowiedzialny za przesyłanie pakietów zwanych datagramami między użytkownikami sieci. Jest to protokół bezpołączeniowy, co oznacza, że datagramy są przesyłane przez sieć bez kontroli poprawności ich dostarczenia. W efekcie datagram może zostać zgubiony w sieci, przekłamany lub zniekształcony. Protokół IP jest przeznaczony do sieci o bardzo dobrej jakości i niezawodności łączy transmisyjnych. Drugim protokołem tej warstwy jest ICMP, który jest ściśle związany z IP. Służy on do przesyłania komunikatów 
o nieprawidłowościach w pracy sieci. Protokół pozwala na przesyłanie wiadomości sterujących między węzłami sieci. Wiadomości te dotyczą sterowania przepływem, testowania połączeń, wskazania alternatywnych połączeń i wykrywania niedostępnych użytkowników.

Warstwa transportowa zapewnia bezpośrednie połączenie między końcowymi użytkownikami (systemami) wymieniającymi informacje. Do najważniejszych protokołów tej warstwy zaliczamy TCP oraz UDP. Protokół TCP jest protokołem połączeniowym umożliwiającym wykrywanie błędów na obu końcach połączenia. Ma on możliwość ustanowienia i utrzymania połączenia wirtualnego między dwoma użytkownikami w celu przesyłania danych, sterowania przepływem, przesyłania potwierdzeń oraz kontroli i korekcji błędów. Protokół UDP jest protokołem bezpołączeniowym, nie posiadających mechanizmów sprawdzania poprawności dostarczenia danych do miejsca przeznaczenia. Segmenty TCP jak i pakiety UDP w celu ich dalszego przesłania są umieszczane wewnątrz datagramu IP.

Każda warstwa ma swoją terminologię określającą dane aktualnie przez nią obrabiane. Ponieważ protokół TCP/IP składa się z dwóch głównych protokołów warstwy transportowej TCP i UDP, więc również w nazewnictwie wprowadzony został podział.



Warstwa

TCP

UDP

Aplikacji

strumień

wiadomość

Transportowa

segment

pakiet

Internetu

datagram

Dostępu do sieci

ramka

   

Tab. Nazwy jednostek danych dla kolejnych warstw modelu TCP/IP

 

 



Warstwa aplikacji zawiera procesy wykorzystujące protokoły TCP lub UDP. Protokoły tej warstwy dostarczają użytkownikom różnych usług. Do najbardziej znanych protokołów warstwy aplikacji korzystających z TCP należą:

TELNET (Network Terminal Protocol) dla usług terminalowych. Pozwala na rozpoczęcie sesji poprzez sieć.

FTP (File Transfer Protocol) dla transferu plików. Umożliwia interakcyjne przesyłanie plików.

TFTP (Trivial File Transfer Protocol) dla prostych usług transferu plików. Jest to uproszczona wersja protokołu FTP.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) dla wymiany poczty elektronicznej. Umożliwia pracę w trybie zapamiętaj i prześlij (store-and-forward) pomiędzy systemami poczty korzystającymi z serwerów pocztowych

HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) do udostępniania 


w sieci stron zapisanych na serwerach WWW (World Wide Web). 
Natomiast do bardziej znanych protokołów warstwy aplikacji korzystających 
z protokołu UDP należą:

DNS (Domain Name Service) do zamiany adresów IP na nazwy urządzeń sieciowych.



RIP (Routing Information Protocol) do wymiany informacji związanych 
z aktualizacją reguły doboru tras w węzłach sieci.

NFS (Network File System) do współdzielenia plików przez wiele komputerów dołączonych do sieci. Jest to rozproszony system plików działających według modelu klient-serwer.




©absta.pl 2019
wyślij wiadomość

    Strona główna