1.4 Протокол TCP/IP

TCP/IP - це засіб для обміну інформацією між компютерами, обєднаними в мережу [4]. Не має значення, чи складають вони частина однієї і тієї ж мережі або підключені до окремих мереж. Не грає ролі і те, що один з них може бути компютером Cray, а інший Macintosh. TCP/IP - це не залежний від платформи стандарт, який перекидає мости через прірву, яка лежить між різнорідними компютерами, операційними системами та мережами. Це протокол, який глобально управляє Internet, і значною мірою завдяки мережі TCP/IP завоював свою популярність.

Розуміння TCP/IP головним чином передбачає здатність розбиратися в наборах таємничих протоколів, які використовуються головними компютерами TCP/IP для обміну інформацією. Давайте розглянемо деякі з цих протоколів і зясуємо, що становить оболонку TCP/IP.

TCP/IP - це абревіатура терміну Transmission Control Protocol / Internet Protocol (Протокол управління передачею / Протокол Internet). У термінології обчислювальних мереж протокол - це заздалегідь узгоджений стандарт, який дозволяє двом компютерам обмінюватися даними. Фактично TCP / IP не один протокол, а декілька. Саме тому ви часто чуєте, як його називають набором, або комплектом протоколів, серед яких TCP і IP - два основних.

Програмне забезпечення для TCP/IP, на вашому компютері, являє собою специфічну для даної платформи реалізацію TCP, IP і інших членів сімейства TCP/IP. Звичайно в ньому також є такі високорівневі прикладні програми, як FTP (File Transfer Protocol, Протокол передачі файлів), які дають можливість через командний рядок керувати обміном файлами по Мережі.

TCP/IP - зародився в результаті досліджень, профінансованих Управлінням перспективних науково-дослідних розробок (Advanced Research Project Agency, ARPA) уряду США в 1970-х роках. Цей протокол був розроблений з тим, щоб обчислювальні мережі дослідницьких центрів у всьому світі могли бути обєднані у формі віртуальної "мережі мереж" (internetwork). Первісна Internet була створена в результаті перетворення існуючого конгломерату обчислювальних мереж, що звався ARPAnet, за допомогою TCP/IP.

Причина, по якій TCP/IP настільки важливий сьогодні, полягає в тому, що він дозволяє самостійним мережам підключатися до Internet або обєднуватися для створення приватних интрасетей. Обчислювальні мережі, складові интрасеть, фізично підключаються через пристрої, звані маршрутизаторами або IP-маршрутизаторами. Маршрутизатор - це компютер, який передає пакети даних з однієї мережі в іншу. У інтрамережі, що працює на основі TCP/IP, інформація передається у вигляді дискретних блоків, званих IP-пакетами (IP packets) або IP-дейтаграммами (IP datagrams). Завдяки програмному забезпеченню TCP / IP всі компютери, підключені до обчислювальної мережі, стають "близькими родичами". По суті воно приховує маршрутизатори і базову архітектуру мереж і робить так, що все це виглядає як одна велика мережа. Точно так само, як підключення до мережі Ethernet розпізнаються по 48-розрядним ідентифікаторам Ethernet, підключення до інтрамережі ідентифікуються 32-розрядними IP-адресами, які ми висловлюємо у формі десяткових чисел, розділених крапками (наприклад, 128.10.2.3). Взявши IP-адреса віддаленого компютера, компютер в інтрамережі або в Internet може відправити дані на нього, як ніби вони складають частину однієї і тієї ж фізичної мережі.

TCP/IP дає вирішення проблеми даними між двома компютерами, підключеними до однієї і тієї ж інтрамережі, але належать різним фізичним мереж. Рішення складається з декількох частин, причому кожен член сімейства протоколів TCP/IP вносить свою лепту в загальну справу. IP - самий фундаментальний протокол з комплекту TCP/IP - передає IP-дейтаграми по інтрамережі і виконує важливу функцію, звану маршрутизацією, по суті справи це вибір маршруту, за яким дейтаграмма буде слідувати з пункту А в пункт B, і використання маршрутизаторів для "стрибків "між мережами.

TCP - це протокол більш високого рівня, який дозволяє прикладним програмам, запущеним на різних головних компютерах мережі, обмінюватися потоками даних. TCP поділяє потоки даних на ланцюжки, які називаються TCP-сегментами, і передає їх за допомогою IP. У більшості випадків кожний TCP-сегмент пересилається в одній IP-дейтаграмі. Однак при необхідності TCP буде розщеплювати сегменти на кілька IP-дейтаграм, що вміщаються в фізичні кадри даних, які використовують для передачі інформації між компютерами в мережі. Оскільки IP не гарантує, що дейтаграми будуть отримані в тій же самій послідовності, в якій вони були послані, TCP здійснює повторну "складання" TCP-сегментів на іншому кінці маршруту, щоб утворити безперервний потік даних. FTP і telnet - це два приклади популярних прикладних програм TCP / IP, які спираються на використання TCP.

Проектувальники обчислювальних мереж часто використовують семиуровневую модель ISO/OSI (International Standards Organization / Open Systems Interconnect, Міжнародна організація по стандартизації / Взаємодія відкритих систем), яка описує архітектуру мереж. Кожен рівень в цій моделі відповідає одному рівню функціональних можливостей мережі. У самому підставі розташовується фізичний рівень, що представляє фізичне середовище, по якій "подорожують" дані, - іншими словами, кабельну систему обчислювальної мережі. Над ним мається канальний рівень, або рівень ланки даних, функціонування якого забезпечується мережевими інтерфейсними платами. На самому верху розміщується рівень прикладних програм, де працюють програми, що використовують службові функції мереж.

Таким чином, TCP/IP - це набір протоколів, які дозволяють фізичним мережам обєднуватися разом для утворення Internet. TCP/IP зєднує індивідуальні мережі для освіти віртуальної обчислювальної мережі, в якій окремі головні компютери ідентифікуються не фізичні адресами мереж, а IP-адресами.