<<
>>

5.2. Протоколы управления передачей данных в сети Internet

Наиболее эффективное использование компьютеров обеспечивается при объединении их в компьютерные сети.'Компьютерная сеть представляет собой совокупность взаимосвязанных через каналы передачи данных компьютеров, обеспечивающих для пользователей единое информационное пространство.
Различают локальные, региональные и глобальные компьютерные сети. Основными ячейками глобальной компьютерной сети Internet являются локальные вычислительные сети (ЛВС). ЛВС, как правило, объединяет небольшое число компьютеров одного учреждения. Например, сеть университета. Региональные сети объединяют пользователей города, области. Глобальные сети объединяют пользователей разных стран. В настоящее время Internet объединяет около 40 тысяч различных сетей. Общая схема подсоединения ЛВС к сети Internet приведена на рис. 5.1.

На схеме показаны компьютеры пользователей, называемые рабочими станциями, файл-сервер и маршрутизатор. Файл-сервер - это общедоступный всем пользователям рабочих станций главный компьютер с большим объемом памяти жесткого диска. Bee ресурсы, включая и сетевое программное обеспечение, хранятся в виде файлов на диске файл-сервера. Рабочие станции в процессе работы пользуются ресурсами файл-сервера. Сетевая операционная система управляет доступом к памяти, хранением файлов, защитой информации на файл- сервере от несанкционированного доступа, контролирует права пользователей. Показанный на рисунке маршрутизатор (router) представляет собой специальный компьютер, выбирающий с помощью определенных алгоритмов наилучшие маршруты для потока передаваемых данных, соединяя разные компьютеры друг с другом.

Обмен данными между различными компьютерными сетями осуществляется в соответствии с определенными правилами. Совокупность правил и соглашений, определяющих порядок обмена данными между компьютерами в сети, называется протоколом. Обмен данными в сети Internet обеспечивается протоколами TCP (Transmission Control Protocol) и IP (Internet Protocol).

Замечательная особенность этих протоколов состоит в том, что они обеспечивают совместную работу компьютеров, подключенных к сети по коммутируемым и выделенным телефонным каналам, спутниковым каналам и радиоканалам.

Протокол TCP описывает способ разбиения информационного сообщения на отдельные порции (пакеты) и способ их передачи. Протокол IP управляет адресацией в сети. Несмотря на это, под термином TCP/IP подразумевают не только эти протоколы, а все семейство протоколов межсетевого обмена, действующих в Internet и обеспечивающих взаимодействие различных компьютерных сетей, каждая из которых может работать по своим законам. Это семейство протоколов обеспечивает сквозную передачу данных по всей сети.

Согласно протоколам TCP/IP в основу информационного обмена положен принцип коммутации пакетов, т.е. блоков информации определенного размера от 500 до 4000 символов. Каждый пакет снабжается заголовком, где указан его порядковый номер, а также информация о последовательности передачи пакетов. Порция передаваемых данных помещается в "конверт" TCP, на котором указывается необходимая информация.

Межсетевой протокол IP выполняет как бы функцию 1Р-"конвер- та", на котором указываются адреса отправителя и получателя. "Конверт" TCP помешается в "конверт" IP и передается в сеть. При этом количество "конвертов" IP строго соответствует количеству "конвертов" TCP. Схема, поясняющая принцип формирования пакета данных, показана на рис. 5.2.

В узле получателя пакеты собираются в сообщения. Принимающая программа трансформирует пакеты IP в пакеты TCP, из которых окончательно реконструируются исходные данные. При этом каждый пакет проверяется на полноту путем проверки контрольной суммы и в отдельных случаях может быть затребован повторно. После размещения всей информации в правильном порядке принятые данные передаются той прикладной программе, которая использует услуги протокола TCP/IP. Таким образом, межсетевой протокол IP управляет адресацией пакетов, т.е.

гарантирует, что маршрутизатор знает, что делать с посылаемыми данными. Согласно протоколам TCP/IP пакеты данных из одной компьютерной сети в другую передаются через сеть последовательных шлюзов, которые обеспечивают сплошную маршрутизацию пакетов по всей сети. Шлюз - это компьютерная система и ее программное обеспечение, позволяющее связываться двум сетям с различными протоколами. Сплошная маршрутизация обеспечивается наличием таблицы маршрутов на каждом маршрутизаторе, которая заполняется администратором сети и инициализируется в момент загрузки системы. В таб- лице указаны адреса отправителей и получателей. Таблица маршрутов обновляется автоматически специальной программой, которая постоянно посылает в сеть запросы для получения информации о маршрутах с активных маршрутизаторов-шлюзов. Активные маршрутизаторы постоянно сообщают о маршрутах, которые они поддерживают в сети. Пассивные маршрутизаторы читают эти сообщения и обновляют свои таблицы маршрутов.

Каждое сообщение, переданное по сети Internet, вписывается в рамки модели семейства протоколов, входящих в состав протоколов TCP/IP, каждый из которых находится на определенном уровне в дереве протоколов. Модель многоуровневого семейства протоколов TCP/IP представлена на рис. 5.3.

сетевой уровень

канальный уровень

Физический уровень

Сообщение формируется пользователем на самом верхнем уровне системы. Оно последовательно проходит все уровни системы до самого нижнего, где и передается по каналу связи. При прохождении каждого из уровней сообщение снабжается дополнительным заголовком, который обеспечивает информацией аналогичный уровень на узле получателя. В узле получателя сообщение проходит от нижнего уровня к верхнему, снимая с себя заголовки. В результате получатель принимает сообщение в первоначальном виде.

Самым верхним в дереве семейства протоколов является уровень приложений. Подлежащие передаче данные формируются соответствующей прикладной программой в блоки определенного формата, характерного для того или иного приложения.

Далее на транспортном уровне обеспечивается целостность передаваемых по сети сообщений. На сетевом уровне обеспечивается адресация и доставка сообщений от одного компьютера к другому. Кроме названных уровней имеются еще физический и канальный уровни. На канальном уровне обеспечивается управление передачей данных по выделенным или коммутируемым телефонным линиям связи на основе коммуникационных протоколов SLIP и РРР путем подключения через последовательный порт персонального компьютера. На физическом уровне находятся физические устройства - модемы, сетевые интерфейсы.

Поясним сокращенные обозначения модулей, обрабатывающих пакеты информации, приведенных на рис. 5.3.

NFS - Network File System (система сетевых файлов). FTP - File Transfer Protocol (протокол передачи файлов). TELNET - протокол удаленного доступа к ресурсам сети. RPC - Remote Procedure Call (процедура удаленного вызова). DNS - Domain Name System (система доменных имен). RIP - Routing Information Protocol (протокол управления маршрутизацией).

TCP - Transmission Control Protocol (базовый транспортный протокол). ЇР - Internet Protocol (сетевой протокол Internet). UDP - User Datagramme Protocol (протокол пользовательских дата- грамм, второй транспортный протокол).

ARP - Adress Resolution Protocol (протокол, устанавливающий соответствие IP-адресов и Ethernet-адресов).

Ethernet - сетевой интерфейс (сетевая карта, подключающая компьютер к сети. Каждой сетевой карте Ethernet соответствует один Ethernet- адрес и один ІР-адрес).

Модем - устройство для соединения компьютеров через телефонную линию связи или радиоканал.

SLIP - Serial Line Internet Protocol (протокол, обеспечивающий IP- сервис путем подключения через последовательный порт персонального компьютера к коммутируемой или выделенной телефонной линии связи).

PPP Point to Point Protocol (протокол управления передачей данных по выделенным или коммутируемым телефонным линиям связи).

Наряду с базовым транспортным протоколом TCP в случае передачи коротких сообщений используется второй транспортный протокол UDP - протокол пользовательских датаграмм.

Датаграмма - метод передачи, при котором отдельные части сообщения передаются в произвольном порядке, а их правильный порядок восстанавливается принимающей стороной. Протокол UDP не заботится о пропавших пакетах. Поэтому его называют протоколом ненадежной доставки.

Как уже упоминалось, каждой сетевой карте Ethernet соответствует Ethernet-адрес и один IP-адрес. При взаимодействии протоколов семейства TCP/IP с физической сетью важно установить соответствие каждого IP-адреса адресу Ethernet в локальных сетях. Для этой цели предназначен ARP-протокол (Adress Resolution Protocol), согласно которому соответствие адресов устанавливается путем поиска в ARP-таблще, состоящей из двух столбцов. В первом столбце содержатся IP-адреса, а во втором - соответствующие им Ethernet-адреса. ART-таблица формируется автоматически.

При передаче информации необходимо указать путь пересылки, т.е. обеспечить маршрутизацию. Это осуществляется на основании таблиц маршрутов, хранящихся в памяти маршрутизаторов. Для автоматического обновления таблиц маршрутов предназначен протокол RIP (Routing Information Protocol).

Для доступа к ресурсам сети Internet используется технология типа "клиент-сервер". В соответствии с этой технологией любая прикладная программа включает в себя клиентскую часть и серверную часть. При этом обе части программ могут находиться как на разных компьютерах, так и на одном. Чаще программа "клиент" находится на вашем компьютере и использует его вычислительные ресурсы, а соответствующая ей программа сервер, которую еще называют "демон", находится на другом компьютере. Программа-сервер принимает заказ от своего "клиента", обрабатывает его и отправляет обратно требуемую информацию с помощью соответствующего протокола передачи данных. При этом сервером называют как компьютер, так и его программное обеспечение. Программа-клиент позволяет работать с информацией, предоставляемой какой-либо услугой Internet. Программы-клиенты и программы-серверы существуют для каждой услуги Internet. При этом программы-серверы обеспечивают программам- клиентам доступ к информации. Например, программа-сервер ftp делает доступными файлы программы-клиента ftp, программа-сервер WWW делает доступными Web-страницы и т.д.

На большинстве компьютеров инсталлирована не одна, а несколько программ-серверов. При этом каждой программе-серверу присваивается определенный номер порта, по которому к ней обращается соответствующая программа-клиент.

<< | >>
Источник: А.Н. Романов и А.И. Змитрович. Информационные технологии в экономике: Учебное пособие для вузов. В 2 кн. Кн. 1. / Под ред.. - Мн.: ЗАО "Веды". 240 е.: ил.. 1998

Еще по теме 5.2. Протоколы управления передачей данных в сети Internet:

  1. 2.1. Информационная Сеть в зеркале аксиологии
  2. 2.1. Информационная Сеть в зеркале аксиологии
  3. 1. Основные іїгііеєкойьіє службы (World Wide Web)
  4. Сети Петри
  5. 4.2. Типы сетей
  6. 4.4. Концепция построения кабельной системы
  7. Пример построения сети
  8. 5. ГЛОБАЛЬНАЯ КОМПЬЮТЕРНАЯ СЕТЬ INTERNET
  9. 5.2. Протоколы управления передачей данных в сети Internet
  10. 5.3. Адресация в сети Internet
  11. 5.4. Информационные ресурсы сети Internet
  12. 5.4.2. Удаленный доступ Telnet.