Протокол который отвечает за доставку каждого пакета до места назначения

Обмен информацией между компьютерами — Введение в интернет

Представьте, что нам нужно отправить письмо по почте. В этот процесс вовлечено много людей, и у каждого свои обязанности: сортировка почты, регистрация письма, его отправка и доставка. У каждого звена в этой цепи свои правила работы.

В интернете тоже есть свои правила или соглашения — протоколы. Например, для выдачи адреса используется протокол IP. Он определяет, как именно даются адреса и какой у них вид. Для работы интернета используется много разных протоколов и они образуют стек TCP/IP.

В этом уроке рассмотрим, что такое стек TCP/IP и сколько в нем уровней. Также подробнее разберем транспортный уровень, который отвечает за передачу информации в сети, и познакомимся с протоколами TCP и UDP.

Стек протоколов TCP/IP

Чтобы интернет мог работать, используется сетевая модель или стек TCP/IP — набор правил, которые описывают как компьютеры соединяются и передают информацию друг другу. Наименование модели состоит из названий двух главных протоколов:

TCP — протокол, который описывает, как передается информация внутри сети

IP — протокол, который описывает связь компьютеров друг с другом

Сетевая модель делится на 4 уровня, в каждом из которых применяются протоколы для работы той или иной функции:

Канальный уровень или Link Layer — самый низкий уровень. На этом уровне описываются протоколы, которые обеспечивают связь компьютеров в сети, обработка данных устройствами. Проводное, спутниковое, беспроводное соединения, сетевые карты и свитчи — все это относится к канальному уровню

Сетевой уровень или Network Layer — протоколы для взаимодействия сетей между собой. В модели TCP/IP на этом уровне используется протокол IP

Транспортный уровень или Transport Layer — протоколы для передачи информации. В интернете на этом уровне используются протоколы TCP и UDP, которые мы рассмотрим в этом уроке

Прикладной уровень или Application Layer — протоколы для связи сетевых приложений. Эти протоколы позволяют открывать сайты, смотреть онлайн-фильмы. Подробнее прикладной уровень разберем в следующих уроках

Работа приложений в сети

Передача информации в сети

Адресация устройств в сети

Физическое подключение устройств

Ethernet, IEEE 802.11, Wi-Fi

Все протоколы зависят друг от друга. Нельзя использовать сетевой уровень, если отсутствует канальный. Например, между компьютерами нет подключения, но мы хотим дать им адреса. Поэтому модель называется стеком — все уровни наслаиваются друг на друга без возможности пропустить какой-то из уровней.

В этом курсе мы уже встречались с канальным и сетевым уровнями. На первом была построена связь компьютеров друг с другом с помощью проводного и беспроводного соединения. На сетевом уровне выдаются IP-адреса и обеспечивается связь нескольких локальных сетей друг с другом.

Для передачи информации используются протоколы UDP и TCP, которые находятся на третьем уровне модели TCP/IP — транспортном.

Транспортный уровень

Транспортный протокол отвечает за транспортировку информации между компьютерами. Когда между устройствами передается большое количество информации, она разбивается на небольшие части — пакеты, которые посылаются поочередно. Компьютер собирает все пакеты вместе и проверяет их целостность по соглашениям, если это определено в протоколе.

Представьте коробки с вещами при переезде. Если вещей много, то их не поместить внутрь одной коробки, поэтому нужно больше коробок. Пакеты в интернете работают по такому же принципу. Например, видео невозможно передать в один прием из-за ограничений на канальном уровне. Поэтому информацию разбивают на несколько пакетов и передают их последовательно.

Размер информации, который можно передать в пакете, зависит от разных обстоятельств, ограничений, соглашений. Например, от способа подключения, ограничений провайдера и особенностей оборудования. В среднем это значение составляет 1500-2000 байт или 1.5-1.9 килобайта. Например, если нам нужно передать музыкальную композицию весом 5120 килобайт, то понадобится

Протокол который отвечает за доставку каждого пакета до места назначения

Из истории человеческого общества вам должно быть известно, что мно­гие научные открытия и изобретения сильно повлияли не ее ход, на разви­тие цивилизации. К их числу относятся изобретение парового двигателя, открытие электричества, овладение атомной энергией, изобретение радио и пр. Процессы резкого изменения в характере производства, в быту, к ко­торым приводят важные научные открытия и изобретения, принято называть научно-технической революцией.

Появление и развитие компьютерной техники во второй половине XX века стало важнейшим фактором научно-технической революции.

В этом процессе выделим три этапа.

Первый этап начался с создания первой электронно-вычислительной машины (ЭВМ) в 1945 году. Приблизительно в течение 30 лет компьюте­рами пользовалось сравнительно небольшое число людей, главным обра­зом в научной и производственной областях.

Второй этап начался в середине 70-х годов XX века и связан с появле­нием и распространением персональных компьютеров (ПК). ПК стали ши­роко использоваться не только в науке и производстве, но и в системе обра­зования, сфере обслуживания, быту. ПК вошли в дом как один из видов бы­товой техники наряду с радиоприемниками, телевизорами, магнитофонами.

Третий этап связан с появлением глобальной компьютерной сети Интернет. В результате персональный компьютер, который помещается на письменном столе, стал «окном» в огромный мир информации. Появи­лись такие новые понятия, как «мировое информационное про­странство», «киберпространство». Распространение Интернета решает важную социальную проблему информационного неравенства, которое существует между людьми, живущими в разных странах, на разных кон­тинентах, а также в крупных городах и на периферии. Именно развитие Интернета дает основание говорить о том, что в истории цивилизации на­ступает этап информационного общества.

С распространением компьютеров возникает понятие компьютерной грамотности. Это необходимый уровень знаний и умений человека, позво­ляющий ему использовать компьютер для общественных и личных целей.

На первом этапе развития ЭВМ компьютерная грамотность сводилась к умению программировать. Программирование главным образом изуча­лось в высших учебных заведениях, владели им ученые, инженеры, про­фессиональные программисты.

На втором этапе под общим уровнем компьютерной грамотности стали понимать умение работать на персональном компьютере с прикладными программами, выполнять минимум необходимых действий в среде опера­ционной системы. Компьютерная грамотность на таком уровне становит­ся массовым явлением благодаря обучению в школе, на многочисленных курсах, в самостоятельном режиме.

На третьем, современном этапе важным элементом компьютерной грамотности стало умение использовать Интернет. Появилось более ши­рокое понятие — информационная культура. Быстро растет число ком­пьютеров, подключенных к мировой сети. И все более необходимым ста­новится умение использовать компьютер для общения с другими людьми, для дистанционного обучения, поиска справочной информации, коммер­ческой деятельности и многого другого.

Понятие глобальной сети — системы объединенных компьютеров, рас­положенных на больших расстояниях друг от друга, — появилось в про­цессе развития компьютерных сетей. В 1964 году в США была создана компьютерная система раннего оповещения о приближении ракет про­тивника. Первой глобальной сетью невоенного назначения стала сеть ARPANET в США, введенная в действие в 1969 году. Она имела научное назначение и объединяла в себе компьютеры нескольких университетов страны.

В 80-х-90-х годах прошлого века в разных странах создается множес­тво отраслевых, региональных национальных компьютерных сетей. Их объединение в международную сеть произошло на базе межсетевой среды Интернет.

Важным годом в истории Интернета стал 1993 год, когда была создана служба World Wide Web (WWW) — Всемирная информационная сеть (Всемирная паутина). С появлением WWW резко возрос интерес к Интер­нету, пошел процесс его бурного развития и распространения. Многие люди, говоря об Интернете, подразумевают именно WWW, хотя это толь­ко лишь одна из его служб.

Интернет — это сложная аппаратно-программная система, в которой нам с вами предстоит разобраться. Постараемся получить ответы на три вопроса:

• из чего состоит Интернет;

• для чего используется.

Часто в литературе вместо слова «Интернет» употребляют термин «Сеть» (уважительно с большой буквы). Мы также иногда будем им поль­зоваться.

Аппаратные средства Интернета

Основными составляющими любой глобальной сети являются компьютерные узлы и каналы связи.

Здесь можно провести аналогию с телефонной сетью: узлами телефон­ной сети являются АТС — автоматические телефонные станции, которые между собой объединены линиями связи и образуют городскую телефон­ную сеть. Телефон каждого абонента подключается к определенной АТС.

К узлам компьютерной сети подключаются персональные компьютеры пользователей подобно тому, как с телефонными станциями соединяются телефоны абонентов. Причем в роли абонента компьютерной сети может выступать как отдельный человек через свой ПК, так и целая организация через свою локальную сеть. В последнем случае к узлу подключается сер­вер локальной сети.

Организация, предоставляющая услуги обмена данными с сетевой сре­дой, называется провайдером сетевых услуг. Английское слово «provider» обозначает «поставщик», «снабженец». Пользователь заклю­чает договор с провайдером на подключение к его узлу и в дальнейшем оплачивает ему предоставляемые услуги (подобно тому, как мы оплачива­ем услуги телефонной сети).

Узел содержит один или несколько мощных компьютеров, которые находятся в состоянии постоянного подключения к сети. Информацион­ные услуги обеспечиваются работой программ-серверов, установленных на узловых компьютерах.

Каждый узловой компьютер имеет свой постоянный адрес в Интер­нете; он называется IP-адресом.

IP-адрес состоит из четырех десятичных чисел, каждое в диапазоне от О до 255, которые записываются через точку. Например:

Такие же IP-адреса получают и компьютеры пользователей Сети, но они действуют лишь во время подключения пользователя к сети, т. е. из­меняются в каждом новом сеансе связи, в то время как адреса узловых компьютеров остаются неизменными.

Наряду с цифровыми IP-адресами в Интернете действует система сим­вольных адресов, более удобная и понятная для пользователей. Она назы­вается доменной системой имен (DNS — Domain Name System).

Например, IP-адресу 195.34.32.11 сервера компании «МТУ-Интел» со­ответствует доменное имя dialup. mtu. ru. Данное имя состоит из трех до­менов, разделенных точками.

Система доменных имен построена по иерархическому принципу. Пер­вый справа домен (его еще называют суффиксом) — домен верхнего уров­ня, следующий за ним — домен второго уровня и т. д. Последний (первый слева) — имя компьютера. Домены верхнего уровня бывают географичес­кими (двухбуквенными) или административными (трехбуквенными). На­пример, российской зоне Интернета принадлежит географический домен ru. Еще примеры: uk — домен Англии; са — домен Канады; de — домен Германии; jp — домен Японии. Административные домены верхнего уровня чаще всего относятся к американской зоне Интернета: gov — правительственная сеть США; mil — военная сеть; edu — образователь­ная сеть; com — коммерческая сеть.

Среди узлов Интернета есть своя иерархия. Например, некоторый узел в Самаре имеет соединение с узлом в Москве, который, в свою очередь, связан с рядом узлов европейской опорной сети. Последние имеют связь с узлами США, Японии и др. И все-таки структура Интернета — это не де­рево, а именно сеть. Как правило, каждый узел имеет связь не с одним, а с множеством других узлов. Поэтому маршруты, по которым поступает ин­формация на некоторый узел, могут быть самыми разными. Этим обеспе­чивается устойчивость работы Сети: при выходе из строя одного узла ин­формационные потоки к другим узлам не прерываются. Они лишь могут изменить свои маршруты.

Каналы связи

Существуют самые разные технические способы связи в глобальной сети:

• электрическая кабельная связь;

• оптоволоконная кабельная связь;

• радиосвязь (через радиорелейные линии, спутники связи).

Различные каналы связи различаются тремя основными свойствами: пропускной способностью, помехоустойчивостью, стоимостью.

По параметру стоимости самыми дорогими являются оптоволоконные линии, самыми дешевыми — телефонные. Однако с уменьшением цены снижается и качество работы линии: уменьшается пропускная способ­ность, сильнее влияют помехи. Практически не подвержены помехам оптоволоконные линии.

Пропускная способность — это максимальная скорость передачи информации по каналу. Обычно она выражается в килобитах в се­кунду (Кбит/с) или в мегабитах в секунду (Мбит/с).

Пропускная способность телефонных линий — десятки и сотни Кбит/с; пропускная способность оптоволоконных линий и линий радиос­вязи измеряется десятками и сотнями Мбит/с.

На протяжении многих лет большинство пользователей Сети подклю­чались к узлу через коммутируемые (т. е. переключаемые) телефонные линии. Такое подключение производится с помощью специального устройства, которое называется модемом. Слово «модем» — это сокра­щенное объединение двух слов: «жодулятор» — «дежодулятор». Модем устанавливается как на компьютере пользователя, так и на узловом ком­пьютере. Модем выполняет преобразование дискретного сигнала (выдава­емого компьютером) в непрерывный (аналоговый) сигнал (используемый в телефонной связи) и обратное преобразование. Основной характеристи­кой модема является предельная скорость передачи данных. В разных мо­делях она колеблется в диапазоне от 1200 бит/с до 56 000 бит/с.

Кабельная связь обычно используется на небольших расстояниях (между разными провайдерами в одном городе). На больших расстояниях выгоднее использовать радиосвязь. Все большее число пользователей в наше время переходят от коммутируемых низкоскоростных подключе­ний к высокоскоростным некоммутируемым линиям связи.

Программное обеспечение Интернета

Работа Сети поддерживается определенным программным обеспечени­ем (ПО). Это ПО функционирует на серверах и на персональных компью­терах пользователей. Как вам должно быть известно из базового курса ин­форматики, основой всего программного обеспечения компьютера явля­ется операционная система, которая организует работу всех других программ. Программное обеспечение узловых компьютеров очень разно­образно. Условно его молено разделить на базовое (системное) и приклад­ное. Базовое ПО обеспечивает поддержку работы сети по протоколу TCP/IP — стандартному набору протоколов Интернета, т. е. оно решает проблемы рассылки и приема информации. Прикладное ПО занимается обслуживанием разнообразных информационных услуг Сети, которые принято называть службами Интернета. Служба объединяет серверы и клиентские программы, обменивающиеся данными по некоторым при­кладным протоколам. Для каждой службы существует своя сервер-про­грамма: для электронной почты, для телеконференций, для WWW и пр. Узловой компьютер выполняет функцию сервера определенной службы Интернета, если на нем работает сервер-программа этой службы. Один и тот же компьютер в разное время может выполнять функции сервера раз­личных услуг; все зависит от того, какая сервер-программа на нем в дан­ный момент выполняется. На ПК пользователей сети обслуживанием раз­личных информационных услуг занимаются программы — клиенты.Примерами популярных клиент-программ являются: Outlook Express — клиент электронной почты, Internet Explorer — клиент службы WWW (браузер). Во время работы пользователя с определенной службой Интер­нета между его клиент-программой и соответствующей сервер-програм­мой на узле устанавливается связь. Каждая из этих программ выполняет свою часть работы в предоставлении данной информационной услуги. Та­кой способ работы Сети называется технологией «клиент—сервер».

Как работает Интернет

В Интернете используется пакетная технология передачи информа­ции. Чтобы в этом лучше разобраться, представьте себе следующую ситуа­цию. Вам нужно переслать товарищу в другой город какой-то многостра­ничный документ (например, распечатку романа, который вы сочинили). Полностью в конверт весь ваш роман не помещается, а посылать банде­ролью вы не хотите — слишком долго будет идти. Тогда вы делите весь до­кумент на части по 4 листа, вкладываете каждую часть в почтовый кон­верт, на каждом конверте пишете адрес и всю эту пачку конвертов опуска­ете в почтовый ящик. Например, если ваш роман занимает 100 страниц, то вам придется отправить 25 конвертов. Вы даже можете опустить конверты в разные почтовые ящики на разных узлах связи (для интереса, что­бы узнать, какие дойдут быстрее). Но поскольку на них указан один и тот же адрес, то все конверты должны дойти до вашего товарища. А еще, что­бы товарищу было удобно собрать роман целиком, на конвертах желатель­но указать порядковые номера.

Аналогично работает пакетная передача информации в Интернете. За ее работу отвечает протокол TCP/IP, о котором уже говорилось раньше. Пора разобраться, что же обозначают эти загадочные буквы.

Фактически речь идет о двух протоколах. Первый — ТСР-протокол расшифровывается так: Transmission Control Protocol — протокол управ­ления передачей. Именно согласно этому протоколу всякое сообщение, которое нужно передать по Сети, разбивается на части. Эти части называ­ются TCP-пакетами. Для доставки пакеты передаются протоколу IP, ко­торый к каждому пакету дописывает IP-адрес его доставки и еще некото­рую служебную информацию. Таким образом, TCP-пакет — это аналог конверта с «кусочком» романа и адресом получателя. Каждый такой па­кет будет самостоятельно перемещаться по сети независимо от других, но все они вместе соберутся у адресата. Далее, согласно протоколу TCP, про­исходит обратный процесс: из отдельных пакетов собирается исходное со­общение. Здесь, очевидно, необходимы те самые порядковые номера на конвертах; аналогичные номера содержатся и в TCP-пакетах. Если ка­кой-то из пакетов не дошел или был испорчен при транспортировке, его передача будет запрошена повторно.

Согласно протоколу TCP, передаваемое сообщение разбивается на пакеты на отправляющем сервере и восстанавливается в исходном виде на принимающем сервере.

Назначение IP-протокола (Internet Protocol) — доставка каждого от­дельного пакета до места назначения. Пакеты передаются, как эстафетные палочки, от одного узла к другому. Причем маршруты для разных пакетов из одного и того же сообщения могут оказаться разными. Описанный меха­низм передачи пакетов отображен на рис. 4.16. Вопрос о маршруте решает­ся отдельно для каждого пакета. Все зависит от того, куда его выгоднее пе­редать в момент обработки. Если на каком-то участке Сети произошел «об­рыв», то передача пакетов пойдет в обход этого участка.

Таким образом, в любой момент времени по любому каналу Сети пере­мещается «вперемешку» множество пакетов из самых разных сообщений. Использование всякого канала связи стоит денег: междугородние, а тем более международные телефонные разговоры, достаточно дороги. Если бы, работая в Сети, вы в течение всего сеанса связи монопольно занимали международный канал, то расходы вас бы быстро разорили. Однако, со­гласно описанной технологии, канал вы делите с сотнями (а может — ты­сячами) других пользователей, и поэтому на вашу долю приходится лишь небольшая часть расходов

Сетевые протоколы – IP, ICMP, TCP, UDP, POP, SMTP, POP/POP3, IMAP, HTTP/HTTPS, FTP и другие

Для обмена информации между компьютерами были разработаны стандарты передачи и обработки информации, которые назвали сетевыми протоколами. Наиболее распространены протоколы IP, ICMP, TCP, UDP, SMTP, POP/POP3, IMAP, HTTP/HTTPS и FTP, но существуют и другие, менее известные, такие как SSH, TELNET и другие.

Чтобы двое людей могли разговаривать, они должны владеть одним и тем же языком. Однако им не требуется строго придерживаться грамматике и формальных языковых структур, чтобы понимать друг друга. Для обмена информации между компьютерами все должно быть четко определено и структурировано. Поэтому следует использовать стандарты передачи и обработки различных видов информации. Протоколы установлены международным соглашением и гарантируют обмен информацией между любыми компьютерами в любом месте. Существует множество различных протоколов для различных нужд и типов информации.

IP, ICMP, TCP и UDP

IP (Internet Protocol – интернет протокол) и TCP (Transmission Control Protocol – протокол управления передачей) — это два совершенно различных протокола, которые обычно связывают друг с другом. Часто употребляются комбинации сразу нескольких протоколов, так как функции различных протоколов могут быть совмещены таким образом, чтобы получить решение поставленной задачи. В комбинации каждый протокол выполняет операции на своем уровне.

При передачи информации по интернету, её разбивают на мелкие части – интернет пакеты, которые передаются независимо друг от друга. Это существенно ускоряет передачу информации за счет того, что различные части могут передаваться по разным маршрутам, после чего вновь собираются на месте получения в единое целое. Это также мера предотвращения потери информации в процессе передачи. Протокол TCP отвечает за создание интернет пакетов и из обратную сборку в нужном порядке в месте получения, а также проверяет целостность информации. Если часть пакетов утеряна в процессе передачи, они передаются повторно.

Интернет протокол (IP) используется для доставки информации по нужному адресу. Каждый компьютер, который имеет подключение к интернету имеет свой уникальный адрес – IP-адрес. Каждый отправленный пакет содержит адрес доставки. Интернет пакет может пройти через много маршрутизаторов прежде, чем достигнет своего места назначения. Интернет протокол отвечает за маршрутизацию пакета к указанному компьютеру. IP не создает физических подключений между компьютерами. Он может быть использован совместно с другими протоколами, которые создают подключения.

Для передачи малых кусков информации можно использовать протокол UDP (User Datagram Protocol – протокол пользовательских дейтаграмм). Он также используется совместно с интернет протоколом, но намного проще чем TCP. В отличии от TCP, UDP не гарантирует доставку пакетов в нужной последовательности и не дублирует передачу утерянных пакетов, соответственно он потребляет меньше системных ресурсов, а скорость передачи существенно выше. Он применяется в приложениях которым, требуется большая пропускная способность линий связи, либо малое время доставки данных, например для аудио или видео связи.

Существует и совершенно иной протокол низкого уровня – ICMP (Internet Control Message Protocol – протокол межсетевых управляющих сообщений). В основном он используется в диагностических или сервисных целях, таких как передача сообщений об ошибках и других исключительных ситуациях, возникших при передаче данных, например, запрашиваемая услуга недоступна, или хост, или маршрутизатор не отвечают.

Почтовые протоколы – SMTP, POP, IMAP

Для передачи и получения электронной почты требуются свои собственные протоколы. Почту обычно отправляют по протоколу SMTP (Simple Mail Transfer Protocol – простой протокол передачи почты). Его также используют для передачи почты между почтовыми серверами. При настройке почтовых клиентов (например, Outlook Express) требуется указывать адрес SMTP сервера. Для получения почты с сервера почтового ящика почтовые клиенты обычно используют протокол POP (Post Office Protocol – протокол почтового отделения). На текущий момент действует его третья редакция (версия), которая называется POP3 (Post Office Protocol Version 3 – протокол почтового отделения, версия 3). Для возможности получения почты при настройке в почтовом клиенте необходимо указать адрес POP3 сервера. Адреса SMTP и POP3 серверов могут совпадать, а могут и не совпадать, их следует уточнить у почтового провайдера. Протоколы SMTP и POP3 работают совместно с TCP протоколом для передачи и доставки почты через интернет.

Существует и более функциональный, но менее известный протокол для чтения электронной почты – IMAP (Internet Message Access Protocol – протокол доступа к электронной почте интернета). Данный протокол позволяет получить доступ к письмам хранящимся в почтовом ящике на сервере без необходимости загрузки её на локальный компьютер. Это очень удобно, когда требуется доступ к письмам почтового ящика с нескольких компьютеров. IMAP также работает совместно с протоколом TCP.

Протоколы HTTP и HTTPS

Веб страницы используют язык разметки гипертекста (HTML – HyperText Markup Language). HTML страницы передаются через интернет по стандарту, который называется протокол передачи гипертекста (HTTP – HyperText Transfer Protocol). Основой HTTP является технология «клиент-сервер», то есть пользователь инициирует соединение к серверу для запроса информации, а сервер ожидает соединения для получения запроса, обрабатывает запрос и возвращают обратно сообщение с результатом. HTTP работает совместно с протоколом TCP. Адреса URL использующие HTTP протокол начинаются с „http:”.

С протоколом HTTP связан протокол HTTPS (HTTP over TLS – HTTP по TLS). Он обеспечивает шифрование при передачи данных для защиты конфиденциальной информации. Адреса URL использующие HTTP протокол начинаются с „https:”.

Протокол передачи файлов – FTP

Протокол передачи файлов (FTP – File Transfer Protocol) предназначен для передачи файлов в компьютерных сетях с одного компьютера на другой. Он обеспечивает возможность простого управления файлами на удаленном компьютере. Это достаточно старый протокол, который был введен в эксплуатацию до всемирной паутины (WWW – World Wide Web). В настоящее время он используется в основном для загрузки файлов на веб сервера, однако существуют и файловые хранилища, работающие по протоколу FTP. Он работает совместно с протоколом TCP. Адреса URL использующие FTP протокол начинаются с „ftp:”.

Для одновременной работы серверов по протоколам SMTP, POP, IMAP, HTTP, HTTPS, FTP и др. вовсе не требуются отдельные компьютеры или ip-адреса. Все эти сервера можно установить на один компьютер с одним ip-адресом. Это достигается за счет то, что каждый из протоколов использует свой порт.

Модель архитектуры протокола TCP/IP – как она работает?

Протокол управления передачей/Интернет-протокол (TCP/IP) — это набор протоколов связи, позволяющий компьютерам подключаться.

Тысячи онлайн-ресурсов помогут вам разобраться и изучить TCP/IP. Итак, что здесь по-другому?

Здесь я сосредотачиваюсь на том, чтобы предоставить все необходимые детали, чтобы получить преимущество для более глубокого погружения (если вы собираетесь это сделать позже).

Модель TCP/IP: какова история?

Модель TCP/IP — это то, что вы читаете, изучая компьютерные сети, и вы, должно быть, уже сталкивались с ней, будучи студентом, изучающим информатику или информатику.

Итак, давайте не будем писать здесь еще одну академическую книгу. Но позвольте мне в один миг кратко обобщить историю TCP/IP, подходящую для всех, даже если вы думаете, что не являетесь техническим специалистом.

В 1970-х годах Винт Серф и Боб Кан описали модель TCP/IP, призванную улучшить сетевое взаимодействие между компьютерами.

До этого у нас были протокол управления сетью и протокол 1822.

В тот же период другие инженеры и организации также пытались разработать протокол связи, который облегчил бы взаимосвязь компьютеров по всему миру.

Одной из таких моделей была модель OSI (Взаимодействие открытых систем). Хотя он помог нам лучше понять метод/процесс организации сети, он не был идеальным для практической реализации.

У нас есть полезный ресурс по уровням моделей OSI, если вам интересно.

В целом модель TCP/IP взяла на себя инициативу и была принята в качестве стандартного протокола связи, а модель OSI использовалась в качестве эталона для теоретических знаний о сетях.

Да, если бы не TCP/IP, возможно, вы не смогли бы быстро и надежно получить доступ к нашему веб-сайту или другим службам в Интернете. Звучит страшно, правда?

Теперь, когда вы знаете об этом, позвольте мне рассказать вам некоторые технические подробности.

Разница между протоколом управления передачей (TCP) и интернет-протоколом (IP)

Чтобы понять модель TCP/IP, вы должны различать эти термины. Оба являются отдельными компьютерными сетевыми протоколами.

Интернет-протокол (IP) — это набор правил, которые определяют, как пакеты данных отправляются на нужную цель. Каждое подключенное устройство/компьютер имеет IP-адрес, и при отправке данных он помогает вам отправить их туда, куда вы хотите.

IP-адреса подобны мобильным номерам на ваших телефонах. Вы можете ознакомиться с нашим руководством по IP-адресам, чтобы узнать больше.

IP не может организовать пакеты так, чтобы они достигли пункта назначения в том виде, в каком они должны были быть отправлены. Таким образом, на помощь приходит TCP, который помогает сохранять пакеты в правильном порядке и проверять, достигли ли они пункта назначения, как предполагалось.

В целом TCP отвечает за надежную отправку/получение данных.

Особенности модели TCP/IP

Модель TCP/IP выиграла битву среди различных протоколов благодаря своим возможностям и возможности быстро адаптировать ее для систем/сетей.

Некоторые из его лучших особенностей включают в себя:

• Вы можете легко подключаться к различным типам компьютеров.
• Это позволяет переупорядочивать пакеты данных, чтобы гарантировать, что правильные сообщения достигают места назначения, даже если на сетевом маршруте есть перегрузка.
• TCP/IP поддерживает проверку ошибок, что также делает его надежной моделью.
• Он поддерживает реализацию гибкой архитектуры, что делает его пригодным для сетей любого размера.
• Архитектура клиент-сервер обеспечивает достаточную масштабируемость.
• Он поддерживает различные протоколы, что делает его удобным для всех видов использования.
• Это позволяет легко кроссплатформенное общение.
• Его можно эксплуатировать независимо.

TCP/IP: все о четырех уровнях

В отличие от модели OSI, TCP/IP имеет четыре уровня:

• Доступ к сети
• Интернет
• Транспорт
• Заявление

Примечание. Поток данных через эти слои может быть как сверху вниз, так и в обратном порядке (в зависимости от того, отправляются они или принимаются). Вам нужно знать функции каждого слоя, чтобы понять, что происходит.

№1. Доступ к сети (уровень 1)

Этот нижний уровень отвечает за физическое соединение и передачу данных между компьютерами. Другими словами, как данные физически передаются.

Некоторые примеры включают среду, используемую для передачи данных (оптоволокно, беспроводная связь и т. д.), структуру пакета и сопоставление IP-адресов с физическими адресами, используемыми в сети.

В целом, он включает в себя все, что составляет техническую инфраструктуру сетей, включая драйверы устройств и кабели.

RFC 826 (протокол разрешения адресов) — это один из протоколов этого уровня, который сопоставляет IP-адреса с адресами Ethernet.

Уровень доступа к сети скрыт от пользователей и является основой всей модели.

№ 2. Интернет (уровень 2)

Интернет-уровень обрабатывает трафик данных для обеспечения скорости и точности связи.

Данные объединяются в IP-датаграммы, которые включают в себя адрес источника и адрес назначения. Интернет-уровень может пересылать, определять путь и обрабатывать логическую адресацию.

Он должен иметь дело с адресами, независимо от того, находится ли он на стороне отправки/получения.

Учитывая, что он включает в себя адрес источника и назначения. Таким образом, он должен гарантировать, что пакеты данных достигают места назначения правильно и в правильном порядке.

№3. Транспорт (уровень 3)

Транспортный уровень работает с той же целью, что и агенты доставки для Amazon. Брандмауэр также сопровождает этот уровень.

Его часто называют уровнем между хостами, где он направлен на обеспечение сквозной целостности данных, обеспечивая двустороннюю связь.

Это гарантирует, что пакеты данных достигли места назначения, разделяя их на сегменты. Кроме того, это гарантирует, что прикладной уровень получит все сообщение с подтверждением.

При отправке сообщения на прикладной уровень основное внимание уделяется количеству отправляемых данных, их порядку и тому, куда они отправляются. А при получении сообщения с прикладного уровня это помогает в десегментации и проверке ошибок.

На этом уровне действуют такие протоколы, как TCP и UDP. Чтобы у вас часто была надежная связь.

№ 4. Приложение (уровень 4)

Уровень самого высокого уровня — это приложение, взаимодействующее с пользователем (вами). Мы используем приложение или программу для обмена данными, такими как обмен сообщениями, браузеры, почтовые клиенты и т. д.

Сюда включены пользовательский интерфейс и службы приложений. На этом уровне существуют такие процессы, как шифрование, дешифрование, сжатие и распаковка. Это также помогает форматировать сообщения для правильной отправки транспортного уровня (и получения/интерпретации принимающим приложением).

Такие протоколы, как DNS, HTTP, FTP и SMTP, работают с этим уровнем, чтобы гарантировать, что вы начнете успешно отправлять/получать данные в сети.

Что делает TCP/IP?

TCP/IP позволяет надежно передавать данные между компьютерами.

Чтобы это произошло, TCP/IP отправляет данные, разбивая их на пакеты и реорганизуя их, чтобы они были понятны принимающей стороне.

Концепцию пакетов данных можно сравнить с частями головоломки, где доступность всех частей поможет вам разобраться во всем.

И причина, по которой сообщение разбивается на пакеты данных, заключается в обеспечении надежности и точности. Каждый пакет может идти по другому маршруту, чтобы убедиться, что он достигает пункта назначения.

В отличие от этого, если сообщение отправляется целиком, оно будет полностью потеряно, и в случае сбоя его необходимо отправить повторно.

Четырехслойная модель помогает объяснить это дальше.

Когда данные отправляются с компьютера, они проходят через все четыре уровня в определенном порядке, где они разрезаются на части/пакеты и отправляются (уровень 1 → уровень 4).

А на принимающем компьютере данные повторно собираются, проходя через те же четыре уровня на другой стороне в обратном порядке (уровень 4 → уровень 1).

Другие распространенные интернет-протоколы

TCP/IP включает в себя наиболее важные протоколы, которые делают возможным работу в Интернете.

Некоторые стандартные интернет-протоколы включают HTTP, HTTPS, FTP, POP3 и SMTP.

• HTTP (протокол передачи гипертекста) соединяет пользователя с веб-сервером (через веб-браузер) для взаимодействия/получения информации.
• HTTP Secure предоставляет вам зашифрованное соединение с веб-сервером, которое гарантирует, что соединение с сервером не будет скомпрометировано или изменено между ними.
• FTP (протокол передачи файлов) говорит сам за себя. Он позволяет передавать файлы между серверами или с сервера на ваш компьютер.
• POP3 (протокол почтового отделения 3) позволяет почтовому клиенту загружать электронные письма с сервера, которые впоследствии можно просмотреть в автономном режиме.
• SMPT (простой протокол передачи почты) похож на POP, но позволяет отправлять и получать электронные письма.

TCP/IP — это стандарт, но не всегда лучший

Достоинств модели больше, чем недостатков. Но, для справки, вы должны знать, что TCP/IP сложно настроить, он не совсем подходит для небольших сетей, а протоколы нелегко заменить.

Возможно, нецелесообразно описывать слои как можно лучше. Модель OSI по-прежнему предпочтительнее, чтобы помочь вам понять, как все работает.

Несмотря на все это, ему по-прежнему удается не отставать от большинства важных битов, что позволяет нам отправлять/получать информацию как можно быстрее.