Комп'ютерна мережа

Активні HTML -документы

Четверта фаза почалася в 1995 році з появою модулів, що підключалися, в Netscape Navigator і появою мови Java. Що спочатку розроблявся для потреб виробників побутової електроніки, мова Java виявилася засобом, що дозволяв перейти в Web на технологію клієнт-сервер, в якій клієнт мав певну незалежність від сервера. Інтернет-програмування перестало бути програмуванням тільки для сервера. А трохи пізніше була розроблена мова сценаріїв JavaScript, повністю інтегрований в гіпертекстову розмітку документів. У тому ж 1995 року Web стає найпопулярнішим сервісом Інтернету. Поступово інші сервіси стають в WWW вторинними, оскільки багато хто користується Web -сайтами як шлюзами для доступу до  інших служб.

Для більшості користувачів глобальної мережі Інтернет асоціюється  з одним високорівневим сервісом - World Wide Web (WWW), що використовує протокол HTTP (Hypertext Transfer Protocol - протокол передачі гіпертексту). Зрозуміло, існує безліч інших протоколів - електронна пошта, канали новин, FTP (File Transfer Protocol - протокол передачі файлів) та ін.

Що ж таке Інтернет? Визначення цьому терміну  було дане в 1995 році Федеральною мережевою  радою (FNC). Інтернет - це глобальна інформаційна система, яка, :

- логічно взаємозв'язана простором глобальних унікальних адрес, заснованих на Інтернет-протоколі (IP) або наступних розширеннях або наступниках IP;

- здатна підтримувати комунікації з використанням сімейства Протоколу управління передачею/Інтернет-протоколу (TCP/IP) або його наступних розширень/наступників і/або інших IP -совместимых протоколів;

- забезпечує, використовує або робить доступною, на громадській або приватній основі, високорівневі сервіси, надбудовані над описаною тут комунікаційною і іншою пов'язаною тут інфраструктурою.

Отже, основа Інтернету - протокол IP. Еталонну модель стека протоколів Інтернету можна зображена на малюнку 13.

Протокол Інтернету (IP) є основою усієї архітектури. Мета протоколу Internet полягає в передачі дейтаграммы (одиниця інформації в  протоколі, блок інформації, посланий як пакет мережевого рівня через  передавальне середовище без попереднього встановлення з'єднання і створення віртуального каналу; повідомлення, яке не вимагає підтвердження про прийом від приймаючої сторони) через набір об'єднаних комп'ютерних мереж. Таким чином, на мережевому рівні Інтернет можна розглядати як набір підмереж або автономних систем, сполучених один з одним. Це здійснюється за допомогою передачі дейтаграмм від одного модуля Internet до іншого до тих пір, поки не буде досягнутий одержувач.  Дві основні функції протоколу IP - адресація і фрагментація.

 

	верхний уровень (прикладной уровень)
	TCP (транспортный уровень)
	протокол Internet (межсетевой уровень)
	коммуникационная сеть (от хоста сети)

Мал. 13 Еталонна модель стека  протоколів Інтернету

 

Модулі Internet знаходяться  на хостах (машинах, призначених для виконання програм користувача) і шлюзах (машинах, що забезпечують з'єднання різних, часто несумісних мереж) мереж системи Internet. Дейтаграммы прямують з одного модуля Internet на іншій через конкретні комп'ютерні мережі, засновані на інтерпретації Internet -адресов. Таким чином, одним з важливих механізмів протоколу Internet є Internet -адрес. Принципи адресації в Інтернеті і структура IP -адреса буде розглянуті нижче.

При передачі повідомлень  з одного Internet -модуля на іншої дейтаграммы можуть потребувати проходження через мережі, для яких максимальний розмір пакету менший, ніж розмір дейтаграммы. Щоб здолати цю складність, в протокол Internet включений механізм фрагментації.

Протокол IP обробляє кожну Internet -дейтаграмму як незалежну одиницю, що не має зв'язку ні з якими іншими дейтаграммами Internet. Протокол не має справи ні із з'єднаннями, ні з логічними ланцюжками (віртуальними або якими-небудь іншими). Протокол Internet не забезпечує надійності комунікації. Немає механізму підтверджень ні між відправником і одержувачем, ні між хост-компьютерами. Немає контролю помилок для поля даних, тільки контрольна сума для заголовка. Не підтримується повторна передача, немає управління потоком.

Протоколи транспортного  рівня дозволяють відправляти і отримувати сегменти інформації змінної довжини, поміщені в оболонку Internet дейтаграмм. Основна функція транспортного рівня - прийняти інформацію від протоколу верхнього рівня, при необхідності розбити дані на фрагменти і гарантувати, що ці частини в правильному виді прибудуть за призначенням. На цьому рівні використовуються два протоколи.

Протокол TCP (Transmission Control Protocol - протокол управління передачею) є надійним протоколом на основі з'єднань, що дозволяє без помилок доставляти байтовий потік з однієї машини на будь-яку іншу машину об'єднаної мережі. Він розбиває вхідний потік байт на окремі повідомлення і передає їх міжмережевому  рівню (протоколу IP). На пункті призначення одержуючий TCP -процесс відновлює з отриманих повідомлень вихідний потік. Крім того, TCP здійснює управління потоком, щоб швидкий відправник не завалив інформацією повільного одержувача.

Щоб ідентифікувати окремі потоки даних, підтримувані протоколом TCP, останній визначає ідентифікатори портів (16-бітова адреса). Номери портів нижче 1024, звані популярними портами, зарезервовані за стандартними службами. Наприклад, служба передачі файлів використовує порт 21, передачі гіпертексту - 80 порт Оскільки ідентифікатори портів вибираються кожною програмою протоколу TCP незалежно, то вони не будуть унікальні. Щоб забезпечити унікальність адрес для кожної програми протоколу TCP, ми об'єднуємо той, що ідентифікує цю програму Internet адреса і ідентифікатор порту. В результаті отримуємо сокет, який буде унікальний в усіх локальних мережах, об'єднаних в єдине ціле. З'єднання повністю визначається парою сокетів на своїх кінцях.

Протокол UDP (User Data Protocol - призначений для користувача протокол даних) є ненадійним протоколом без встановлення з'єднання. Цей протокол надає прикладній програмі процедуру для посилки повідомлень іншим програмам, причому механізм протоколу мінімальний. Протокол UDP орієнтований на транзакції, отримання дейтаграмм і захист від дублювання не гарантовані.

Завдання протоколів верхнього рівня - надання високорівневого  сервісу. До них відносяться протоколи FTP (File Transfer Protocol - протокол передачі файлів), HTTP (Hypertext Transfer Protocol - протокол передачі гіпертексту), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol - поштовий протокол) і інші.

Інтернет-протокол. Адресація в Інтернеті. Служба DNS.

Як було вказано вище, Інтернет-протокол IP взаємодіє, з одного боку, з протоколом більш високого рівня, від якого отримує дані для передачі по мережі або якому  передає отримані дані, і з протоколами  локальної комп'ютерної мережі, яким передаються упаковані дані для передачі або від яких приходять пакети даних.

Схему дій для передачі дейтаграммы від однієї прикладної програми до іншої можна проілюструвати таким чином (см. рис. 14).

Припустимо, що перенесення включатиме проходження одного проміжного шлюзу. Відправляюча прикладна програма готує свої дані і викликає свій локальний Internet -модуль для відправки цих даних як дейтаграммы, а як аргументи цього виклику передає адресу одержувача і інші параметри.

Модуль Internet готує заголовок дейтаграммы і стикує з ним дані. У заголовку дейтаграммы вказуються - версія протоколу IP, тип сервісу (висока достовірність, висока пропускна спроможність, мала затримка), час життя пакету, протокол верхнього рівня, що використовує передавані дані, адресу відправника, адреса одержувача та ін. параметри. Модуль Internet визначає локальну мережеву адресу, відповідну цій адресі Internet. В даному випадку це адреса шлюзу.

Модуль передає цю дейтаграмму  і адресу в локальній мережі в  розпорядження інтерфейсу локальної мережі.

Інтерфейс локальної мережі створює  відповідний цій мережі заголовок  і сполучає з ним дейтаграмму. Потім він передає по локальній  мережі отриманий таким чином  результат.

Дейтаграмма достигает хост-компьютер, играющий роль шлюза и расположенный в вершине сети. Интерфейс локальной сети отделяет этот заголовок и передает дейтаграмму на модуль Internet. Модуль Internet определяет из Internet адреса, что дейтаграмма должна быть направлена на хост-компьютер во второй сети. Модуль Internet определяет адрес хоста-получателя в локальной сети. Он обращается к интерфейсу локальной сети с тем, чтобы она переслала данную дейтаграмму по назначению.

Інтерфейс створює заголовок  локальної мережі і сполучає з ним дейтаграмму, а потім результат направляє на хост-получатель. При необхідності (якщо максимальний розмір пакету в мережі менший, ніж розмір дейтаграммы) дейтаграмма може бути розбита на частини. Кожна частина забезпечується ідентифікатором, що дозволяє потім зібрати їх в єдине ціле. На хосте-получателе інтерфейс локальної мережі видаляє заголовок локальної мережі і передає те, що залишилося на Internet модуль.

Модуль Internet визначає, що дейтаграмма, що розглядається вище, призначена для прикладної програми на цей хосте. Модуль передає дані прикладній програмі у відповідь на системний виклик. Як результат цього виклику передаються адреса одержувача і інші параметри.

Мал. 14 Шлях передачі дейтаграммы

З вищесказаного ясно, що одним з найважливіших понять IP -протокола являється Інтернет-адреса (IP -адрес).

Кожен комп'ютер в мережі TCP/IP має IP -адрес, що складається з  номера мережі і номера вузла. Усе IP -адреса мають довжину 32 біта і використовуються в полях Адреса одержувача і Адреса відправника IP -пакетов (дейтаграмм). IP -адрес зазвичай записується у вигляді чотирьох чисел (октетів), що представляють значення кожного байта в десятковій формі, і розділених точками, наприклад, 192.10.24.100

Номер мережі може бути вибраний адміністратором довільно, або призначений за рекомендацією спеціального підрозділу Internet (Network Information Center, NIC), якщо мережа повинна працювати як складова частина Internet. Зазвичай провайдери послуг Internet отримують діапазони адрес у підрозділів NIC, а потім розподіляють їх між своїми абонентами.

Вузол може входити в  декілька IP -сетей. В цьому випадку  вузол повинен мати декілька IP -адресов, по числу мережевих зв'язків. Таким  чином, IP -адрес характеризує не окремий  комп'ютер або маршрутизатор, а одне мережеве з'єднання.

Ділення IP -адреса на полі номера мережі і номера вузла - гнучке, і межа між цими полями може встановлюватися  дуже довільно. Яка частина адреси відноситься до номера мережі, а  яка - до номера вузла, визначається значеннями перших бітів адреси.

 

	1 байт					2 байт	3 байт	4 байт
Класс A	0	№ сети				№ узла
Класс B	10		№ сети				№ узла
Класс C	110		№ сети					№ узла
Класс D	1110			Адрес группы широковещания (multicast)
Класс E	11110				Зарезервировано для  будущего использования

 

Структура IP -адресів.

З таблиці видно:

• Мережа класу A має номери в діапазоні 1 - 126. Під адресу мережі відводиться 1 байт, під адресу вузла - 3 байти.
• Мережа класу B має номери в діапазоні 128 - 191. Під адресу мережі відводиться 2 байти, під адресу вузла - 2 байти.
• Мережа класу C має номери в діапазоні 192 - 223. Під адресу мережі відводиться 3 байти, під адресу вузла - 1 байт.
• Адреса класу D означає особливу, групову адресу. Якщо в пакеті як адреса призначення вк<span class="dash041e_0431_044b_0447_043d_044b_0439__Char" style=" font-size: 12pt;