1.1.3.1. Физическая модель

Чтобы различные компьютеры сети могли взаимодействовать, они должны использовать один и тот же протокол. Систему протоколов Интернет называют "стеком протоколов TCP/IP".

Стек TCP/IP объясняется следующими его свойствами:

• Это наиболее завершенный стандартный и в то же время популярный стек сетевых протоколов, имеющий многолетнюю историю.

• Почти все большие сети передают основную часть своего трафика с помощью протокола TCP/IP.

• Это метод получения доступа к сети Интернет.

• Этот стек служит основой для создания intranet-корпоративной сети, использующей транспортные услуги Интернет и гипертекстовую технологию WWW.

• Все современные операционные системы поддерживают стек TCP/IP.

• Это устойчивая масштабируемая межплатформенная среда для клиент-серверных приложений.

Так как стек TCP/IP был разработан до появления модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, то соответствие уровней стека TCP/IP уровням модели OSI достаточно условно.

В табл. 1.1 показано, как протоколы TCP/IP можно вписать в модель OSI [18]:

На рис. 1.1 показано как 4 уровня протокола TCP/IP можно сравнить с уровнями модели OSI [17, 19].

Рис. 1.1.  Сравнение модели OSI и стека TCP/IP

Самый нижний (уровень IV, можно условно его назвать "Физический") соответствует физическому и канальному уровням модели OSI. Этот уровень в протоколах TCP/IP не регламентируется, но поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровня.

Следующий уровень (уровень III, можно условно его назвать "Сетевой") – это уровень межсетевого взаимодействия, который занимается передачей пакетов с использованием различных транспортных технологий локальных сетей, территориальных сетей, линий специальной связи и т. п.

Следующий уровень (уровень II, можно условно его назвать "Транспортный") называется основным. На этом уровне функционируют протокол управления передачей TCP (Transmission Control Protocol) и протокол дейтаграмм пользователя UDP (User Datagram Protocol). Протокол TCP обеспечивает надежную передачу сообщений между удаленными прикладными процессами за счет образования виртуальных соединений. Протокол UDP обеспечивает передачу прикладных пакетов дейтаграммным способом, как и IP, и выполняет только функции связующего звена между сетевым протоколом и многочисленными прикладными процессами.

Верхний уровень (уровень I, можно условно его назвать "Прикладной"). К нему относятся такие широко используемые протоколы, как протокол копирования файлов FTP (File Transfer Protocol), протокол эмуляции терминала telnet, почтовый протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), используемый в электронной почте сети Интернет, гипертекстовые сервисы доступа к удаленной информации, такие как WWW и многие другие.

Есть еще целый ряд протоколов, еще не стандартизированных, но уже очень популярных в Интернете:

• OSCAR;

• CDDB;

• MFTP (сеть eDonkey2000);

• BitTorrent;

• Gnutella;

• Skype.

Эти протоколы в большинстве своем нужны для обмена файлами и текстовыми сообщениями, на некоторых из них построены целые файлообменные сети.

Каждый компьютер в сети TCP/IP имеет адреса трех уровней:

• Локальный адрес узла, определяемый технологией, с помощью которой построена отдельная сеть, в которую входит данный узел. Для узлов, входящих в локальные сети – это МАС-адрес сетевого адаптера или порта маршрутизатора, например, 11-А0-17-3D-BC-01.

• IP-адрес, состоящий из 4 байт, например, 109.26.17.100. Этот адрес используется на сетевом уровне. Он назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов или автоматически с помощью протокола DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).

• Символьный идентификатор-имя, например, EXAMPLE.COM. Этот адрес назначается администратором и состоит из нескольких частей, например, имени машины, имени организации, имени домена. Такой адрес, называемый также DNS-именем, используется на прикладном уровне, например, в протоколах FTP или telnet.