Сетевые подключения Windows представляют собой программные интерфейсы, использующие TCP/IP и связанные службы для обеспечения сетевых коммуникаций.
В этой части мы рассмотрим концепции TCP/IP, принципы настройки сетевых подключений Windows Server 2008 и устранения неполадок сетевых подключений с помощью основных утилит TCP/IP.
Сетевые уровни представляют собой этапы осуществления сетевых коммуникаций, выполняемые с помощью программ на основе стандартов, которые называют протоколами. Как аналогию рассмотрим сборочную линию. Если завод использует такую линию для сборки, нанесения покрытия, компоновки, упаковки и наклеивания ярлыков, эти пять последовательных функций можно интерпретировать как пять расположенных друг над другом уровней. В соответствии с этой аналогией протоколы в сборочной линии представляют собой машины или процедуры, используемые для выполнения функций на каждом уровне. Хотя каждый протокол предназначен для приема конкретных входных данных и генерирования определенного результата, все протоколы в системе можно заменять другими протоколами.
В некотором смысле сетевые коммуникации действительно создаются аналогично упакованным продуктам на сборочной линии, поскольку компьютеры осуществляют коммуникации друг с другом, создавая и отправляя инкапсулированные (завернутые) пакеты. Но, в отличие от сборочной линии, коммуникации между компьютерами двусторонние. Это означает, что сетевые уровни вместе описывают способ конструкции и деконструкции пакетов. Каждый уровень и конкретный протокол должны выполнять свои функции в обоих направлениях.
В компьютерных сетях для описания коммуникаций традиционно использовалась многослойная модель взаимодействия открытых систем Open Systems
Interconnect (OSI), состоящая из семи уровней. Каждый из этих семи уровней предназначен для выполнения одного из этапов коммуникации (представление или транспортировка информации).
Уровень 7 - Прикладной
Уровень 6 - Представительский
Уровень 5 - Сеансовый
Уровень 4 - Транспортный
Уровень 3 - Сетевой
Уровень 2 - Канальный
Уровень 1 - Физический
Хотя протоколы, на основе которых была реализована модель взаимодействия открытых систем (OSI), никогда не применялись на практике, имена и номера уровней модели используются и по сей день. Поэтому несмотря на то, что набор протоколов TCP/IP основан на модели взаимодействия открытых систем (OSI), а не на собственной модели, четыре сетевых уровня TCP/IP часто соответствуют модели OSI.
Уровни сетевой модели TCP/IP
Концепция многослойной сетевой модели позволяет заменять отдельные протоколы на любом уровне другими протоколами, совместимыми с протоколами на соседних уровнях. Такие изменения недавно произошли в наборе протоколов TCP/IP для сетей Windows. В системах Windows Server 2008 и Windows Vista реализован новый стек протоколов TCP/IP следующего поколения (Next Generation TCP/IP). В стек добавлены новые протоколы, однако эта обновленная версия TCP/IP основана на все той же модели из четырех уровней.
Уровень 2
Уровень 2 также называется уровнем сетевого интерфейса, или канальным, и представляет этап осуществления коммуникаций, описывающий конкретный набор стандартов для сетевых адаптеров, аппаратных адресов (например, МАС- адреса), назначенных этим адаптерам, а также типы кабелей, концентраторы, переключатели, связанные физические стандарты и протоколы обмена сообщениями. Этот уровень предназначен для доставки сообщений с одного устройства на другое, а его протоколы позволяют осуществлять коммуникации между компьютерами, разделенными лишь концентраторами, переключателями и кабелями. В качестве примеров стандартов, определенных на уровне сетевых интерфейсов, можно привести Ethernet и маркерное кольцо Token Ring.
Уровень 3
Уровень 3, также называемый сетевым, или уровнем Интернета, представляет этап осуществления коммуникаций, на котором в пакет добавляется программный адрес исходного и конечного пункта и выполняется маршрутизация пакета в конечный пункт удаленной сети за пределами физического сигнала. На уровне 3 оперирует основной протокол IP, а устройство, функционирующее на данном уровне, — маршрутизатор. Маршрутизаторы прекращают физическое распространение (широковещание) сообщений в сети, читают программный адрес, назначенный пакету на уровне 3, а затем переправляют сообщение по соответствующему пути в пункт назначения. Именно на уровне 3 корпорация Microsoft реализовала новый стек TCP/IP. Традиционно на этом уровне использовался лишь один протокол Интернета версии 4 (IPv4). В стеке TCP/IP следующего поколения на уровне 3 используются две версии протокола Интернета — IPv4 и IPv6.
* IPv4 Протокол Интернета версии 4 отвечает за адресацию и маршрутизацию пакетов между узлами во множестве сегментов сети. Протокол IPv4 использует 32-разрядные адреса. По причине ограниченности адресного пространства в сетях IPv4 быстро возникает дефицит адресов.
* IPv6 Протокол Интернета версии 6 использует 128-разрядные адреса и поэтому может определять намного больше адресов. Поскольку в Интернете пока мало маршрутизаторов, совместимых с IPv6, для поддержки версии IPv6 в Интернете используются протоколы туннелирования. Однако протокол IPv6 изначально поддерживается в локальных сетях Windows Vista и Windows Server 2008.
Обе версии, IPv4 и IPv6, включены по умолчанию. Благодаря такому дуализму архитектуры IP компьютеры могут использовать IPv6 для коммуникаций, если этот протокол поддерживается клиентом, сервером и сетевой инфраструктурой, а для коммуникаций с остальными компьютерами и сетевыми службами применяют IPv4.
Уровень 4
Уровень 4, или транспортный уровень модели TCP/IP, представляет этап осуществления коммуникаций, на котором определяются термы отправки и получения данных. Уровень 4 также используется для создания тегов данных, как, например, электронной почты или веб-приложений. В набор TCP/IP входят два протокола транспортного уровня — TCP и UDP.
* Протокол TCP Принимает данные с прикладного уровня и обрабатывает их как поток байтов. Эти байты группируются TCP в пронумерованные сегменты последовательности для доставки на сетевой хост. Протокол TCP подтверждает получение данных и готовит данные к повторной отправке, если такое подтверждение не получено.
При получении потока данных с сетевого хоста протокол TCP пересылает эти данные приложению в соответствии с указанным номером ТСР-порта. Через TCP-порты различные приложения и программы используют ТСР- службы на одном хосте. Каждая программа, использующая TCP-порты, прослушивает доставку сообщений на соответствующем номере порта. Данные, пересылаемые на конкретный TCP-порт, таким образом, принимаются приложением, прослушивающим этот порт.
* Протокол UDP Многие сетевые службы (как, например, DNS) используют вместо TCP транспортный протокол UDP. Протокол UDP позволяет быстро транспортировать датаграммы, поскольку в нем не предусмотрены такие компоненты надежности TCP, как гарантии доставки и подтверждение последовательности передачи. В отличие от TCP, протокол UDP представляет службу бессвязной передачи данных (connectionless) и позволяет гораздо быстрее и эффективнее доставлять данные для приложений, которым требуется большая пропускная способность линий связи, или нужно малое время доставки данных. Исходный хост, которому необходимы надежные коммуникации, должен использовать TCP или программу с собственными службами создания последовательностей и подтверждения.
Уровень 7
Уровень 7, или прикладной уровень модели TCP/IP, представляет этап осуществления коммуникаций, на котором выполняется оперирование, упаковка и передача данных через порты транспортного уровня. Протоколы прикладного уровня часто описывают дружественный для пользователя метод представления, именования, отправки и получения данных через TCP/IP. Примеры распространенных протоколов прикладного уровня сетевого стека TCP/IP — HTTP, Telnet, FTP, Trivial File Transfer Protocol (TFTP), Simple Network Management Protocol (SNMP), DNS, Post Office Protocol 3 (POP3), Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) и Network News Transfer Protocol (NNTP).
Инкапсуляция TCP/IP
Инкапсулируя данные на всех описанных выше четырех уровнях, стек TCP/IP создает пакет, как показано на рис. 1-7. На этом рисунке сообщение электронной почты «Hello» инкапсулируется с помощью заголовков РОРЗ (уровень 7), TCP (уровень 4), IP (уровень 3) и Ethernet (уровень 2).
В этой части мы рассмотрим концепции TCP/IP, принципы настройки сетевых подключений Windows Server 2008 и устранения неполадок сетевых подключений с помощью основных утилит TCP/IP.
Сетевые уровни представляют собой этапы осуществления сетевых коммуникаций, выполняемые с помощью программ на основе стандартов, которые называют протоколами. Как аналогию рассмотрим сборочную линию. Если завод использует такую линию для сборки, нанесения покрытия, компоновки, упаковки и наклеивания ярлыков, эти пять последовательных функций можно интерпретировать как пять расположенных друг над другом уровней. В соответствии с этой аналогией протоколы в сборочной линии представляют собой машины или процедуры, используемые для выполнения функций на каждом уровне. Хотя каждый протокол предназначен для приема конкретных входных данных и генерирования определенного результата, все протоколы в системе можно заменять другими протоколами.
В некотором смысле сетевые коммуникации действительно создаются аналогично упакованным продуктам на сборочной линии, поскольку компьютеры осуществляют коммуникации друг с другом, создавая и отправляя инкапсулированные (завернутые) пакеты. Но, в отличие от сборочной линии, коммуникации между компьютерами двусторонние. Это означает, что сетевые уровни вместе описывают способ конструкции и деконструкции пакетов. Каждый уровень и конкретный протокол должны выполнять свои функции в обоих направлениях.
В компьютерных сетях для описания коммуникаций традиционно использовалась многослойная модель взаимодействия открытых систем Open Systems
Interconnect (OSI), состоящая из семи уровней. Каждый из этих семи уровней предназначен для выполнения одного из этапов коммуникации (представление или транспортировка информации).
Уровень 7 - Прикладной
Уровень 6 - Представительский
Уровень 5 - Сеансовый
Уровень 4 - Транспортный
Уровень 3 - Сетевой
Уровень 2 - Канальный
Уровень 1 - Физический
Хотя протоколы, на основе которых была реализована модель взаимодействия открытых систем (OSI), никогда не применялись на практике, имена и номера уровней модели используются и по сей день. Поэтому несмотря на то, что набор протоколов TCP/IP основан на модели взаимодействия открытых систем (OSI), а не на собственной модели, четыре сетевых уровня TCP/IP часто соответствуют модели OSI.
Уровни сетевой модели TCP/IP
Концепция многослойной сетевой модели позволяет заменять отдельные протоколы на любом уровне другими протоколами, совместимыми с протоколами на соседних уровнях. Такие изменения недавно произошли в наборе протоколов TCP/IP для сетей Windows. В системах Windows Server 2008 и Windows Vista реализован новый стек протоколов TCP/IP следующего поколения (Next Generation TCP/IP). В стек добавлены новые протоколы, однако эта обновленная версия TCP/IP основана на все той же модели из четырех уровней.
Уровень 2
Уровень 2 также называется уровнем сетевого интерфейса, или канальным, и представляет этап осуществления коммуникаций, описывающий конкретный набор стандартов для сетевых адаптеров, аппаратных адресов (например, МАС- адреса), назначенных этим адаптерам, а также типы кабелей, концентраторы, переключатели, связанные физические стандарты и протоколы обмена сообщениями. Этот уровень предназначен для доставки сообщений с одного устройства на другое, а его протоколы позволяют осуществлять коммуникации между компьютерами, разделенными лишь концентраторами, переключателями и кабелями. В качестве примеров стандартов, определенных на уровне сетевых интерфейсов, можно привести Ethernet и маркерное кольцо Token Ring.
Уровень 3
Уровень 3, также называемый сетевым, или уровнем Интернета, представляет этап осуществления коммуникаций, на котором в пакет добавляется программный адрес исходного и конечного пункта и выполняется маршрутизация пакета в конечный пункт удаленной сети за пределами физического сигнала. На уровне 3 оперирует основной протокол IP, а устройство, функционирующее на данном уровне, — маршрутизатор. Маршрутизаторы прекращают физическое распространение (широковещание) сообщений в сети, читают программный адрес, назначенный пакету на уровне 3, а затем переправляют сообщение по соответствующему пути в пункт назначения. Именно на уровне 3 корпорация Microsoft реализовала новый стек TCP/IP. Традиционно на этом уровне использовался лишь один протокол Интернета версии 4 (IPv4). В стеке TCP/IP следующего поколения на уровне 3 используются две версии протокола Интернета — IPv4 и IPv6.
* IPv4 Протокол Интернета версии 4 отвечает за адресацию и маршрутизацию пакетов между узлами во множестве сегментов сети. Протокол IPv4 использует 32-разрядные адреса. По причине ограниченности адресного пространства в сетях IPv4 быстро возникает дефицит адресов.
* IPv6 Протокол Интернета версии 6 использует 128-разрядные адреса и поэтому может определять намного больше адресов. Поскольку в Интернете пока мало маршрутизаторов, совместимых с IPv6, для поддержки версии IPv6 в Интернете используются протоколы туннелирования. Однако протокол IPv6 изначально поддерживается в локальных сетях Windows Vista и Windows Server 2008.
Обе версии, IPv4 и IPv6, включены по умолчанию. Благодаря такому дуализму архитектуры IP компьютеры могут использовать IPv6 для коммуникаций, если этот протокол поддерживается клиентом, сервером и сетевой инфраструктурой, а для коммуникаций с остальными компьютерами и сетевыми службами применяют IPv4.
Уровень 4
Уровень 4, или транспортный уровень модели TCP/IP, представляет этап осуществления коммуникаций, на котором определяются термы отправки и получения данных. Уровень 4 также используется для создания тегов данных, как, например, электронной почты или веб-приложений. В набор TCP/IP входят два протокола транспортного уровня — TCP и UDP.
* Протокол TCP Принимает данные с прикладного уровня и обрабатывает их как поток байтов. Эти байты группируются TCP в пронумерованные сегменты последовательности для доставки на сетевой хост. Протокол TCP подтверждает получение данных и готовит данные к повторной отправке, если такое подтверждение не получено.
При получении потока данных с сетевого хоста протокол TCP пересылает эти данные приложению в соответствии с указанным номером ТСР-порта. Через TCP-порты различные приложения и программы используют ТСР- службы на одном хосте. Каждая программа, использующая TCP-порты, прослушивает доставку сообщений на соответствующем номере порта. Данные, пересылаемые на конкретный TCP-порт, таким образом, принимаются приложением, прослушивающим этот порт.
* Протокол UDP Многие сетевые службы (как, например, DNS) используют вместо TCP транспортный протокол UDP. Протокол UDP позволяет быстро транспортировать датаграммы, поскольку в нем не предусмотрены такие компоненты надежности TCP, как гарантии доставки и подтверждение последовательности передачи. В отличие от TCP, протокол UDP представляет службу бессвязной передачи данных (connectionless) и позволяет гораздо быстрее и эффективнее доставлять данные для приложений, которым требуется большая пропускная способность линий связи, или нужно малое время доставки данных. Исходный хост, которому необходимы надежные коммуникации, должен использовать TCP или программу с собственными службами создания последовательностей и подтверждения.
Уровень 7
Уровень 7, или прикладной уровень модели TCP/IP, представляет этап осуществления коммуникаций, на котором выполняется оперирование, упаковка и передача данных через порты транспортного уровня. Протоколы прикладного уровня часто описывают дружественный для пользователя метод представления, именования, отправки и получения данных через TCP/IP. Примеры распространенных протоколов прикладного уровня сетевого стека TCP/IP — HTTP, Telnet, FTP, Trivial File Transfer Protocol (TFTP), Simple Network Management Protocol (SNMP), DNS, Post Office Protocol 3 (POP3), Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) и Network News Transfer Protocol (NNTP).
Инкапсуляция TCP/IP
Инкапсулируя данные на всех описанных выше четырех уровнях, стек TCP/IP создает пакет, как показано на рис. 1-7. На этом рисунке сообщение электронной почты «Hello» инкапсулируется с помощью заголовков РОРЗ (уровень 7), TCP (уровень 4), IP (уровень 3) и Ethernet (уровень 2).
Сетевые подключения Windows представляют собой программные интерфейсы, использующие TCP/IP и связанные службы для обеспечения сетевых коммуникаций.
В этой части мы рассмотрим концепции TCP/IP, принципы настройки сетевых подключений Windows Server 2008 и устранения неполадок сетевых подключений с помощью основных утилит TCP/IP.
Сетевые уровни представляют собой этапы осуществления сетевых коммуникаций, выполняемые с помощью программ на основе стандартов, которые называют протоколами. Как аналогию рассмотрим сборочную линию. Если завод использует такую линию для сборки, нанесения покрытия, компоновки, упаковки и наклеивания ярлыков, эти пять последовательных функций можно интерпретировать как пять расположенных друг над другом уровней. В соответствии с этой аналогией протоколы в сборочной линии представляют собой машины или процедуры, используемые для выполнения функций на каждом уровне. Хотя каждый протокол предназначен для приема конкретных входных данных и генерирования определенного результата, все протоколы в системе можно заменять другими протоколами.
В некотором смысле сетевые коммуникации действительно создаются аналогично упакованным продуктам на сборочной линии, поскольку компьютеры осуществляют коммуникации друг с другом, создавая и отправляя инкапсулированные (завернутые) пакеты. Но, в отличие от сборочной линии, коммуникации между компьютерами двусторонние. Это означает, что сетевые уровни вместе описывают способ конструкции и деконструкции пакетов. Каждый уровень и конкретный протокол должны выполнять свои функции в обоих направлениях.
В компьютерных сетях для описания коммуникаций традиционно использовалась многослойная модель взаимодействия открытых систем Open Systems
Interconnect (OSI), состоящая из семи уровней. Каждый из этих семи уровней предназначен для выполнения одного из этапов коммуникации (представление или транспортировка информации).
Уровень 7 - Прикладной
Уровень 6 - Представительский
Уровень 5 - Сеансовый
Уровень 4 - Транспортный
Уровень 3 - Сетевой
Уровень 2 - Канальный
Уровень 1 - Физический
Хотя протоколы, на основе которых была реализована модель взаимодействия открытых систем (OSI), никогда не применялись на практике, имена и номера уровней модели используются и по сей день. Поэтому несмотря на то, что набор протоколов TCP/IP основан на модели взаимодействия открытых систем (OSI), а не на собственной модели, четыре сетевых уровня TCP/IP часто соответствуют модели OSI.
Уровни сетевой модели TCP/IP
Концепция многослойной сетевой модели позволяет заменять отдельные протоколы на любом уровне другими протоколами, совместимыми с протоколами на соседних уровнях. Такие изменения недавно произошли в наборе протоколов TCP/IP для сетей Windows. В системах Windows Server 2008 и Windows Vista реализован новый стек протоколов TCP/IP следующего поколения (Next Generation TCP/IP). В стек добавлены новые протоколы, однако эта обновленная версия TCP/IP основана на все той же модели из четырех уровней.
Уровень 2
Уровень 2 также называется уровнем сетевого интерфейса, или канальным, и представляет этап осуществления коммуникаций, описывающий конкретный набор стандартов для сетевых адаптеров, аппаратных адресов (например, МАС- адреса), назначенных этим адаптерам, а также типы кабелей, концентраторы, переключатели, связанные физические стандарты и протоколы обмена сообщениями. Этот уровень предназначен для доставки сообщений с одного устройства на другое, а его протоколы позволяют осуществлять коммуникации между компьютерами, разделенными лишь концентраторами, переключателями и кабелями. В качестве примеров стандартов, определенных на уровне сетевых интерфейсов, можно привести Ethernet и маркерное кольцо Token Ring.
Уровень 3
Уровень 3, также называемый сетевым, или уровнем Интернета, представляет этап осуществления коммуникаций, на котором в пакет добавляется программный адрес исходного и конечного пункта и выполняется маршрутизация пакета в конечный пункт удаленной сети за пределами физического сигнала. На уровне 3 оперирует основной протокол IP, а устройство, функционирующее на данном уровне, — маршрутизатор. Маршрутизаторы прекращают физическое распространение (широковещание) сообщений в сети, читают программный адрес, назначенный пакету на уровне 3, а затем переправляют сообщение по соответствующему пути в пункт назначения. Именно на уровне 3 корпорация Microsoft реализовала новый стек TCP/IP. Традиционно на этом уровне использовался лишь один протокол Интернета версии 4 (IPv4). В стеке TCP/IP следующего поколения на уровне 3 используются две версии протокола Интернета — IPv4 и IPv6.
* IPv4 Протокол Интернета версии 4 отвечает за адресацию и маршрутизацию пакетов между узлами во множестве сегментов сети. Протокол IPv4 использует 32-разрядные адреса. По причине ограниченности адресного пространства в сетях IPv4 быстро возникает дефицит адресов.
* IPv6 Протокол Интернета версии 6 использует 128-разрядные адреса и поэтому может определять намного больше адресов. Поскольку в Интернете пока мало маршрутизаторов, совместимых с IPv6, для поддержки версии IPv6 в Интернете используются протоколы туннелирования. Однако протокол IPv6 изначально поддерживается в локальных сетях Windows Vista и Windows Server 2008.
Обе версии, IPv4 и IPv6, включены по умолчанию. Благодаря такому дуализму архитектуры IP компьютеры могут использовать IPv6 для коммуникаций, если этот протокол поддерживается клиентом, сервером и сетевой инфраструктурой, а для коммуникаций с остальными компьютерами и сетевыми службами применяют IPv4.
Уровень 4
Уровень 4, или транспортный уровень модели TCP/IP, представляет этап осуществления коммуникаций, на котором определяются термы отправки и получения данных. Уровень 4 также используется для создания тегов данных, как, например, электронной почты или веб-приложений. В набор TCP/IP входят два протокола транспортного уровня — TCP и UDP.
* Протокол TCP Принимает данные с прикладного уровня и обрабатывает их как поток байтов. Эти байты группируются TCP в пронумерованные сегменты последовательности для доставки на сетевой хост. Протокол TCP подтверждает получение данных и готовит данные к повторной отправке, если такое подтверждение не получено.
При получении потока данных с сетевого хоста протокол TCP пересылает эти данные приложению в соответствии с указанным номером ТСР-порта. Через TCP-порты различные приложения и программы используют ТСР- службы на одном хосте. Каждая программа, использующая TCP-порты, прослушивает доставку сообщений на соответствующем номере порта. Данные, пересылаемые на конкретный TCP-порт, таким образом, принимаются приложением, прослушивающим этот порт.
* Протокол UDP Многие сетевые службы (как, например, DNS) используют вместо TCP транспортный протокол UDP. Протокол UDP позволяет быстро транспортировать датаграммы, поскольку в нем не предусмотрены такие компоненты надежности TCP, как гарантии доставки и подтверждение последовательности передачи. В отличие от TCP, протокол UDP представляет службу бессвязной передачи данных (connectionless) и позволяет гораздо быстрее и эффективнее доставлять данные для приложений, которым требуется большая пропускная способность линий связи, или нужно малое время доставки данных. Исходный хост, которому необходимы надежные коммуникации, должен использовать TCP или программу с собственными службами создания последовательностей и подтверждения.
Уровень 7
Уровень 7, или прикладной уровень модели TCP/IP, представляет этап осуществления коммуникаций, на котором выполняется оперирование, упаковка и передача данных через порты транспортного уровня. Протоколы прикладного уровня часто описывают дружественный для пользователя метод представления, именования, отправки и получения данных через TCP/IP. Примеры распространенных протоколов прикладного уровня сетевого стека TCP/IP — HTTP, Telnet, FTP, Trivial File Transfer Protocol (TFTP), Simple Network Management Protocol (SNMP), DNS, Post Office Protocol 3 (POP3), Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) и Network News Transfer Protocol (NNTP).
Инкапсуляция TCP/IP
Инкапсулируя данные на всех описанных выше четырех уровнях, стек TCP/IP создает пакет, как показано на рис. 1-7. На этом рисунке сообщение электронной почты «Hello» инкапсулируется с помощью заголовков РОРЗ (уровень 7), TCP (уровень 4), IP (уровень 3) и Ethernet (уровень 2).
В этой части мы рассмотрим концепции TCP/IP, принципы настройки сетевых подключений Windows Server 2008 и устранения неполадок сетевых подключений с помощью основных утилит TCP/IP.
Сетевые уровни представляют собой этапы осуществления сетевых коммуникаций, выполняемые с помощью программ на основе стандартов, которые называют протоколами. Как аналогию рассмотрим сборочную линию. Если завод использует такую линию для сборки, нанесения покрытия, компоновки, упаковки и наклеивания ярлыков, эти пять последовательных функций можно интерпретировать как пять расположенных друг над другом уровней. В соответствии с этой аналогией протоколы в сборочной линии представляют собой машины или процедуры, используемые для выполнения функций на каждом уровне. Хотя каждый протокол предназначен для приема конкретных входных данных и генерирования определенного результата, все протоколы в системе можно заменять другими протоколами.
В некотором смысле сетевые коммуникации действительно создаются аналогично упакованным продуктам на сборочной линии, поскольку компьютеры осуществляют коммуникации друг с другом, создавая и отправляя инкапсулированные (завернутые) пакеты. Но, в отличие от сборочной линии, коммуникации между компьютерами двусторонние. Это означает, что сетевые уровни вместе описывают способ конструкции и деконструкции пакетов. Каждый уровень и конкретный протокол должны выполнять свои функции в обоих направлениях.
В компьютерных сетях для описания коммуникаций традиционно использовалась многослойная модель взаимодействия открытых систем Open Systems
Interconnect (OSI), состоящая из семи уровней. Каждый из этих семи уровней предназначен для выполнения одного из этапов коммуникации (представление или транспортировка информации).
Уровень 7 - Прикладной
Уровень 6 - Представительский
Уровень 5 - Сеансовый
Уровень 4 - Транспортный
Уровень 3 - Сетевой
Уровень 2 - Канальный
Уровень 1 - Физический
Хотя протоколы, на основе которых была реализована модель взаимодействия открытых систем (OSI), никогда не применялись на практике, имена и номера уровней модели используются и по сей день. Поэтому несмотря на то, что набор протоколов TCP/IP основан на модели взаимодействия открытых систем (OSI), а не на собственной модели, четыре сетевых уровня TCP/IP часто соответствуют модели OSI.
Уровни сетевой модели TCP/IP
Концепция многослойной сетевой модели позволяет заменять отдельные протоколы на любом уровне другими протоколами, совместимыми с протоколами на соседних уровнях. Такие изменения недавно произошли в наборе протоколов TCP/IP для сетей Windows. В системах Windows Server 2008 и Windows Vista реализован новый стек протоколов TCP/IP следующего поколения (Next Generation TCP/IP). В стек добавлены новые протоколы, однако эта обновленная версия TCP/IP основана на все той же модели из четырех уровней.
Уровень 2
Уровень 2 также называется уровнем сетевого интерфейса, или канальным, и представляет этап осуществления коммуникаций, описывающий конкретный набор стандартов для сетевых адаптеров, аппаратных адресов (например, МАС- адреса), назначенных этим адаптерам, а также типы кабелей, концентраторы, переключатели, связанные физические стандарты и протоколы обмена сообщениями. Этот уровень предназначен для доставки сообщений с одного устройства на другое, а его протоколы позволяют осуществлять коммуникации между компьютерами, разделенными лишь концентраторами, переключателями и кабелями. В качестве примеров стандартов, определенных на уровне сетевых интерфейсов, можно привести Ethernet и маркерное кольцо Token Ring.
Уровень 3
Уровень 3, также называемый сетевым, или уровнем Интернета, представляет этап осуществления коммуникаций, на котором в пакет добавляется программный адрес исходного и конечного пункта и выполняется маршрутизация пакета в конечный пункт удаленной сети за пределами физического сигнала. На уровне 3 оперирует основной протокол IP, а устройство, функционирующее на данном уровне, — маршрутизатор. Маршрутизаторы прекращают физическое распространение (широковещание) сообщений в сети, читают программный адрес, назначенный пакету на уровне 3, а затем переправляют сообщение по соответствующему пути в пункт назначения. Именно на уровне 3 корпорация Microsoft реализовала новый стек TCP/IP. Традиционно на этом уровне использовался лишь один протокол Интернета версии 4 (IPv4). В стеке TCP/IP следующего поколения на уровне 3 используются две версии протокола Интернета — IPv4 и IPv6.
* IPv4 Протокол Интернета версии 4 отвечает за адресацию и маршрутизацию пакетов между узлами во множестве сегментов сети. Протокол IPv4 использует 32-разрядные адреса. По причине ограниченности адресного пространства в сетях IPv4 быстро возникает дефицит адресов.
* IPv6 Протокол Интернета версии 6 использует 128-разрядные адреса и поэтому может определять намного больше адресов. Поскольку в Интернете пока мало маршрутизаторов, совместимых с IPv6, для поддержки версии IPv6 в Интернете используются протоколы туннелирования. Однако протокол IPv6 изначально поддерживается в локальных сетях Windows Vista и Windows Server 2008.
Обе версии, IPv4 и IPv6, включены по умолчанию. Благодаря такому дуализму архитектуры IP компьютеры могут использовать IPv6 для коммуникаций, если этот протокол поддерживается клиентом, сервером и сетевой инфраструктурой, а для коммуникаций с остальными компьютерами и сетевыми службами применяют IPv4.
Уровень 4
Уровень 4, или транспортный уровень модели TCP/IP, представляет этап осуществления коммуникаций, на котором определяются термы отправки и получения данных. Уровень 4 также используется для создания тегов данных, как, например, электронной почты или веб-приложений. В набор TCP/IP входят два протокола транспортного уровня — TCP и UDP.
* Протокол TCP Принимает данные с прикладного уровня и обрабатывает их как поток байтов. Эти байты группируются TCP в пронумерованные сегменты последовательности для доставки на сетевой хост. Протокол TCP подтверждает получение данных и готовит данные к повторной отправке, если такое подтверждение не получено.
При получении потока данных с сетевого хоста протокол TCP пересылает эти данные приложению в соответствии с указанным номером ТСР-порта. Через TCP-порты различные приложения и программы используют ТСР- службы на одном хосте. Каждая программа, использующая TCP-порты, прослушивает доставку сообщений на соответствующем номере порта. Данные, пересылаемые на конкретный TCP-порт, таким образом, принимаются приложением, прослушивающим этот порт.
* Протокол UDP Многие сетевые службы (как, например, DNS) используют вместо TCP транспортный протокол UDP. Протокол UDP позволяет быстро транспортировать датаграммы, поскольку в нем не предусмотрены такие компоненты надежности TCP, как гарантии доставки и подтверждение последовательности передачи. В отличие от TCP, протокол UDP представляет службу бессвязной передачи данных (connectionless) и позволяет гораздо быстрее и эффективнее доставлять данные для приложений, которым требуется большая пропускная способность линий связи, или нужно малое время доставки данных. Исходный хост, которому необходимы надежные коммуникации, должен использовать TCP или программу с собственными службами создания последовательностей и подтверждения.
Уровень 7
Уровень 7, или прикладной уровень модели TCP/IP, представляет этап осуществления коммуникаций, на котором выполняется оперирование, упаковка и передача данных через порты транспортного уровня. Протоколы прикладного уровня часто описывают дружественный для пользователя метод представления, именования, отправки и получения данных через TCP/IP. Примеры распространенных протоколов прикладного уровня сетевого стека TCP/IP — HTTP, Telnet, FTP, Trivial File Transfer Protocol (TFTP), Simple Network Management Protocol (SNMP), DNS, Post Office Protocol 3 (POP3), Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) и Network News Transfer Protocol (NNTP).
Инкапсуляция TCP/IP
Инкапсулируя данные на всех описанных выше четырех уровнях, стек TCP/IP создает пакет, как показано на рис. 1-7. На этом рисунке сообщение электронной почты «Hello» инкапсулируется с помощью заголовков РОРЗ (уровень 7), TCP (уровень 4), IP (уровень 3) и Ethernet (уровень 2).
0 коммент.:
Отправить комментарий