Владивостокский государственный университет экономики и сервиса Институт информатики, инноваций и бизнес систем Кафедра информационных систем и компьютерных технологий Предмет: «Телекоммуникационные технологии» Руководитель: Сачко Максим Анатольевич, ст. преподаватель

Тема 1 Стеки сетевых протоколов

Содержание: 1) Уровни модели OSI 2) Инкапсуляция и обработка пакетов 3) Стек протоколов TCP/IP 4) Протокол IP и функции этого протокола. 5) Протокол UDP 6) Вопросы для самопроверки 7) Рекомендуемая литература

4 1.1 Семиуровневая модель OSI Модель OSI (Open System Interconnect Reference Model, Эталонная модель взаимодействия открытых систем) представляет собой универсальный стандарт на взаимодействие двух систем (компьютеров) через вычислительную сеть. 1 Уровни модели OSI

5 Каждый уровень определяется сервисом, который он предоставляет вышестоящему уровню, и протоколом - набором правил и форматов данных для взаимодействия между собой объектов одного уровня, работающих на разных компьютерах/

6 Модель построена так, что объекты одного уровня двух взаимодействующих компьютеров сообщаются непосредственно друг с другом с помощью соответствующих протоколов, не зная, какие уровни лежат под ними и какие функции они выполняют.

7 Задача объектов - предоставить через стандартизованный интерфейс определенный сервис вышестоящему уровню, воспользовавшись, если нужно, сервисом, который предоставляет данному объекту нижележащий уровень.

8 Через стандартизованный интерфейс процесс-отправитель передает данные нижнему уровню, который предоставляет процессу сервис по пересылке данных, а процесс- получатель через такой же стандартизованный интерфейс получает эти данные от нижнего уровня.

9 При этом ни один из процессов не знает и не имеет необходимости знать, как именно осуществляет передачу данных протокол нижнего уровня, сколько еще уровней находится под ним, какова физическая среда передачи данных и каким путем они движутся.

10 Эти процессы, с другой стороны, могут находиться не на самом верхнем уровне модели. При этом сущность этих данных и их интерпретация для рассматриваемых процессов совершенно не важны.

11 Уровень приложения (Application) - интерфейс с прикладными процессами. Уровень представления (Presentation) - согласование представления (форматов, кодировок) данных прикладных процессов. Сеансовый уровень (Session) - установление, поддержка и закрытие логического сеанса связи между удаленными процессами.

Транспортный уровень (Transport) - обеспечение безошибочного сквозного обмена потоками данных между процессами во время сеанса. Сетевой уровень (Network) - фрагментация и сборка передаваемых транспортным уровнем данных, маршрутизация и продвижение их по сети от компьютера- отправителя к компьютеру-получателю.

13 Канальный уровень (Data Link) - управление каналом передачи данных, управление доступом к среде передачи, передача данных по каналу, обнаружение ошибок в канале и их коррекция. Физический уровень (Physical) - физический интерфейс с каналом передачи данных, представление данных в виде физических сигналов и их кодирование (модуляция).

14 2. Инкапсуляция и обработка пакетов. При продвижении пакета данных по уровням сверху вниз каждый новый уровень добавляет к пакету свою служебную информацию в виде заголовка и, возможно, трейлера. Эта операция называется инкапсуляцией данных верхнего уровня в пакете нижнего уровня. Служебная информация предназначается для объекта того же уровня на удаленном компьютере, ее формат и интерпретация определяются протоколом данного уровня.

15 Модель OSI предложена достаточно давно, однако протоколы, на ней основанные, используются редко, во-первых, в силу своей не всегда оправданной сложности, во-вторых, из-за существования хотя и не соответствующих строго модели OSI, но уже хорошо зарекомендовавших себя стеков протоколов (например, TCP/IP).

16 3. Стек протоколов TCP/IP TCP/IP – это собирательное название для набора (стека) сетевых протоколов разных уровней, используемых в Интернет.

17 Особенности TCP/IP: - открытые стандарты протоколов, разрабатываемые независимо от программного и аппаратного обеспечения; независимость от физической среды передачи; - система уникальной адресации; стандартизованные протоколы высокого уровня для распространенных пользовательских сервисов.

18 Стек протоколов TCP/IP делится на 4 уровня: - прикладной (application); - транспортный (transport); - межсетевой (internet); - уровень доступа к среде передачи (network access).

19 Уровень приложений Приложения, работающие со стеком TCP/IP, могут также выполнять функции уровней представления и частично сеансового модели OSI; например, преобразование данных к внешнему представлению, группировка данных для передачи и т.п. Распространенными примерами приложений являются программы telnet, ftp, HTTP-серверы и клиенты (WWW-броузеры), программы работы с электронной почтой.

21 Процесс, получающий или отправляющий данные с помощью транспортного уровня, идентифицируется на этом уровне номером, который называется номером порта.

22 На транспортном уровне работают два основных протокола: UDP и TCP. TCP (Transmission Control Protocol - протокол контроля передачи) - надежный протокол с установлением соединения.

23 4. Протокол UDP UDP (User Datagram Protocol, протокол пользовательских дейтаграмм) фактически не выполняет каких-либо особых функций дополнительно к функциям межсетевого уровня

24 Протокол UDP используется либо при пересылке коротких сообщений, когда накладные расходы на установление сеанса и проверку успешной доставки данных оказываются выше расходов на повторную (в случае неудачи) пересылку сообщения, либо в том случае, когда сама организация процесса-приложения обеспечивает установление соединения и проверку доставки пакетов (например, NFS).

25 Значения полей: Source Port - номер порта процесса-отправителя. Destination Port - номер порта процесса- получателя. Length - длина UDP-пакета вместе с заголовком в октетах. Checksum - контрольная сумма. Контрольная сумма вычисляется таким же образом, как и в TCP-заголовке (см. п. 3.2); если UDP-пакет имеет нечетную длину, то при вычислении контрольной суммы к нему добавляется нулевой октет.

26 Протокол UDP не имеет никаких средств подтверждения безошибочного приема данных или сообщения об ошибке, не обеспечивает приход сообщений в порядке отправки, не производит предварительного установления сеанса связи между прикладными процессами, поэтому он является ненадежным протоколом без установления соединения.

Межсетевой уровень и протокол IP - Протокол IP доставляет блоки данных, называемых дейтаграммами, от одного IP-адреса к другому. IP-адрес является уникальным 32-битным идентификатором компьютера (точнее, его сетевого интерфейса).

Данные для дейтаграммы передаются IP- модулю транспортным уровнем. IP-модуль предваряет эти данные заголовком, содержащим IP-адреса отправителя и получателя и другую служебную информацию, и сформированная таким образом дейтаграмма передается на уровень доступа к среде передачи (например, одному из физических интерфейсов) для отправки по каналу передачи данных.

Модуль IP может отправить компьютеру-источнику этой дейтаграммы уведомление об ошибке; такие уведомления отправляются с помощью протокола ICMP, являющегося неотъемлемой частью модуля.

1. Опишите функции слоев стека TCP/IP и их взаимосвязь. 2. Что такое маска сети? 3. В чем состоит сущность процесса IP-маршрутизации? 4. Каковы задачи протокола IP? TCP? В чем их отличие друг от друга? 5. Каковы недостатки протокола IP? Подходы к их решению. 6. Каковы недостатки протокола TCP? Подходы к их решению. 7. Как приложение взаимодействует со стеком TCP/IP? Вопросы для самопроверки:

Рекомендуемая литература: 1. Мамаев М.А. Телекоммуникационные технологии (Сети TCP/IP). – Владивосток: Изд-во ВГУЭС, Леинванд А., Пински Б. Конфигурирование маршрутизаторов Cisco. 3-е издание. – М.: "Вильямс", Мамаев М., Петренко С. Технологии защиты информации в Интернете. Специальный справочник. – СПб: "Питер", Doyle J. "Routing TCP/IP. Volume I" – Cisco Press, 2005.

Использование материалов презентации Использование данной презентации, может осуществляться только при условии соблюдения требований законов РФ об авторском праве и интеллектуальной собственности, а также с учетом требований настоящего Заявления. Презентация является собственностью авторов. Разрешается распечатывать копию любой части презентации для личного некоммерческого использования, однако не допускается распечатывать какую-либо часть презентации с любой иной целью или по каким-либо причинам вносить изменения в любую часть презентации. Использование любой части презентации в другом произведении, как в печатной, электронной, так и иной форме, а также использование любой части презентации в другой презентации посредством ссылки или иным образом допускается только после получения письменного согласия авторов.