Владивостокский государственный университет экономики и сервиса Институт информатики инноваций и бизнес систем Предмет: «Технологии Интернет» Руководитель: Сачко Максим Анатольевич, старший преподаватель

Тема 1 Стек протоколов TCP/IP

Содержание: 1) Уровни стека TCP/IP 2) Протокол ICMP 3) Протокол UDP 4) Протокол TCP 5) IP-адресация 6) Классовая и бесклассовая модель

4 TCP/IP - набор средств низкого уровня, которые обеспечивают передачу данных между компьютерами через Интернет. Сервисы Интернет и прикладные программы, которые изучаются в настоящем курсе, пользуются TCP/IP для взаимодействия между собой - аналогично как люди пользуются телефонной сетью. Стек протоколов TCP/IP

5 TCP/IP устроен в виде многоуровневой системы, где каждый уровень выполняет свою функцию по обеспечению передачи данных между компьютерами. Детали работы каждого уровня скрыты от других уровней; каждый уровень взаимодействует только со своими соседними уровнями сверху и снизу. 1. Уровни стека TCP/IP

6 открытые стандарты протоколов, разрабатываемые независимо от программного и аппаратного обеспечения; независимость от физической среды передачи; система адресации, позволяющая уникально идентифицировать каждый компьютер в Интернет; стандартизованные протоколы прикладного уровня, реализующие сервисы Интернет. Особенности TCP/IP

7 Стек протоколов TCP/IP

8 Функции: отображение IP-адресов в физические адреса сети (MAC-адреса); инкапсуляция IP-дейтаграмм (datagrams) в кадры (frames) для передачи по физическому каналу и передача кадров; На этом уровне работает протокол ARP, осуществляющий отображение адресов IP->MAC. Network Access Layer

9 определение дейтаграммы - основного блока передачи данных в Интернет; определение схемы адресации в Интернет; передвижение данных между транспортным уровнем и уровнем доступа к среде передачи; маршрутизация дейтаграмм; фрагментация дейтаграмм на границе сред с различными размерами блока передаваемых данных и сборка фрагментированных дейтаграмм в месте назначения. Функции протокола IP в Internet Layer

10 Вторым важным протоколом межсетевого уровня является протокол управляющих сообщений Интернет ICMP (Internet Control Message Protocol), являющийся неотъемлемой частью модуля IP. Протокол ICMP доставляет диагностические и управляющие сообщения от одного IP-адреса к другому. Сообщения делятся на типы, определяемые номерами, внутри типов сообщения идентифицируются числовыми кодами или именами. 2. Протокол ICMP

11 Source Quench (4) - слишком быстрое прибытие дейтаграмм; отправляется узлом назначения на узел-источник, если первый не успевает обрабатывать поступающие данные. Destination Unreachable (3) - узел назначения недоступен. Redirect (5) - изменить маршрут; отправляется маршрутизатором при необходимости использовать другой маршрут. Echo (8,0) - эхо; используется программой ping. Примеры сообщений ICMP

12 Протоколы транспортного уровня обеспечивают прозрачную доставку данных (end-to-end delivery service) между двумя процессами. Процесс внутри хоста идентифицируется номером, который называется номером порта. Таким образом, роль адреса на транспортном уровне выполняет номер порта. Совокупность IP-адреса и номера порта называется сокетом (socket). Как IP адрес уникально определяет в Интернет IP-интерфейс (хост), сокет уникально идентифицирует в Сети конкретный процесс. Transport Layer

13 UDP (User Datagram Protocol, протокол пользовательских дейтаграмм) является ненадежным протоколом без установления соединения. UDP получает от прикладного процесса данные для пересылки в виде отдельных несвязанных сообщений, снабжает их минимальным заголовком, в котором указываются номера портов отправителя и получателя и передает пакет на уровень IP. 3. Протокол UDP

14 NFS (Network File System - сетевая файловая система), TFTP (Trivial File Transfer Protocol - простой протокол передачи файлов), SNMP (Simple Network Management Protocol - простой протокол управления сетью), DNS (Domain Name Service - доменная служба имен). Прикладные процессы на основе UDP

15 TCP (Transmission Control Protocol - протокол контроля передачи) - надежный байт- ориентированный (byte-stream) протокол с установлением соединения. Протокол TCP осуществляет передачу данных, получаемых от прикладного процесса. Поток данных разбивается модулем TCP на сегменты. Передача сегментов осуществляется между сокетами с предварительным выполнением диалоговой процедуры установления соединения и с контролем успешной доставки сегментов в процессе пересылки. 3. Протокол TCP

16 Установка TCP-соединения

17 Метод скользящего окна

18 Каждому узлу Интернет (точнее, каждому IP- интерфейсу) присваивается уникальный 32- битный адрес, состоящий из адреса сети, в которой находится компьютер, и номера компьютера в этой сети. Сетевая маска (32 бита) позволяет отделить адрес сети от номера компьютера. В каждой сети определяется широковещательный адрес ("всем узлам этой сети"). IP-адресация

19 IP-адрес - 32-битный идентификатор IP- интерфейса, состоящий из адреса сети и номера хоста. Местоположение границы между двумя частями адреса может быть различным в разных адресах и определяется разными способами в классовой и бесклассовой модели.

20 Например, адрес записывается как =

21 Классовая адресация - способ построения адреса, когда граница между адресом сети и номером хоста в IP-адресе проходит по границе октета (между битами 7 и 8, или 15 и 16, или 23 и 24), при этом местоположение этой границы определяется значением старшего октета. Бесклассовая адресация (CIDR) - способ построения адреса, граница между адресом сети и номером хоста в IP-адресе проходит в произвольном месте. Местоположение границы определяется сетевой маской, которая в этом случае прилагается к IP-адресу. 6. Классовая и бесклассовая адресация

22 Классы IP-адресов

23 Для удобства записи IP-адрес в модели CIDR часто представляется в виде a.b.c.d / n, где a.b.c.d IP адрес, n количество бит в сетевой части. Пример: /17 Маска сети для этого адреса: 17 единиц (сетевая часть), за ними 15 нулей (хвостовая часть), что в октетном представлении равно = Запись адресов в бесклассовой модели

24 IP = /26 IP = netmask = в двоичном виде: IP = маска = network = Пример

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., Петренко С. Технологии защиты информации в Интернете. Специальный справочник. – СПб: "Питер", К. Хант. Персональные компьютеры в сетях TCP/IP: Руководство администратора сети/ Пер. с англ. – СПб.: ЗАО "Электроника БизнесИнформатика", Киев: "BHV", Золотов С. Протоколы Internet: Руководство для профессионалов. – СПб.: BHV-СПб, 2004.

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.