Протоколы передачи информации в сети Интернет. Протоколы передачи информации в сети Интернет
 Скачать 33.9 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» Инженерно-экономический институт МАИ Кафедра 504 КУРСОВАЯ РАБОТА На тему: Протоколы передачи информации в сети Интернет Работу выполнил: Студент Группы 9О-203Б Ларин Никита Александрович ________________ Работу проверил: Доцент кафедры 504 Пятовский Сергей Евгеньевич ________________ Москва – 2016 ОглавлениеВведение 3
Заключение 8 Список использованной литературы 9 Введение Если мы хотим создать сеть нам нужно подключить один компьютер к другому, однако этого недостаточно. Пересылка информации меж компьютерами осуществима лишь, когда компьютеры «понимают» друг друга. С этой целью компьютерам потребовался общий язык (то есть протокол) ясный каждому из них.
Операция пересылки данных в Интернете оформляется протоколом связи. Протокол связи — пакет эталонных правил, характеризующих всеобщую для пользователей конкретной сети композицию представления данных и методы обмена ими между узлами сети. Эталоны представляют коммуникации на различных уровнях: физическом, канальном, сетевом, транспортном, прикладном. Для каждого уровня есть соответственный протокол связи. Существуют два типа протоколов: базовые и прикладные. Базовые протоколы осуществляют физическую передачу сообщений меж компьютерами в сети Интернет. К ним относят протоколы IP и TCP. Прикладные протоколы (протоколы более высокого уровня) осуществляют функционирование специализированных служб, таких как, HTTP. У протоколов многоуровневая структура. Функционирование Интернета базируется на использовании семейства (стека) протоколов TCP/IP –Transmission Control Protocol/Internet Protocol (Протокол управления передачей данных/Протокол Интернета). Стек протоколов – систематически заданный пакет протоколов, удовлетворительный для формирования связи между узлами в сети. В большинстве случаев задачи подобного уровня решаются одним или несколькими протоколами. В стеке TCP/IP изложены четыре уровня: прикладной, транспортный, межсетевого взаимодействия, сетевых интерфейсов.
Самая известная система классификации сетевых протоколов ─ модель OSI (Open Systems Interconnection). В этой модели, протоколы подразделяются на 7 уровней по своему назначению - от физического (формирование и распознавание электрических или других сигналов) до прикладного (API для передачи информации приложениями): • Прикладной / Application layer, или Уровень Приложений (Уровень 7). Предоставляет интерфейс связи между программами, функционирующих на компьютерах в сети. Как раз благодаря этим программам пользователь может использовать такие сетевые услуги, как обмен файлами, передача электронной почты, удаленный терминальный доступ и т. д. Пример: HTTP, POP3, SMTP. • Представительский / Presentation layer (Уровень 6). Устанавливает параметры пересылаемых меж компьютерами данных. Тут реализуются такие цели, как перекодировка (перевод данных в вид, понятный для всех участвующих в обмене компьютеров), сжатие и распаковка информации, шифрование и дешифровка, поддержка сетевых файловых систем и т.п. • Сеансовый / Session layer (Уровень 5). Даёт возможность двум сетевым приложениям на разных компьютерах осуществлять, сохранять и прекращать соединение, которое именуется сетевым сеансом. Ещё этот уровень предоставляет восстановление аварийно прерванных сеансов связи. Дополнительно, на пятом уровне выполняется видоизменение подходящих для людей имён компьютеров в сетевые адреса (распознавание имен), а также осуществляются обязанности защиты сеанса. • Транспортный / Transport layer (Уровень 4). Предоставляет получение данных от одного ПК другому. Тут большие блоки данных ПК-отправителя делятся на небольшие пакеты, которые присылаются ПК-получателю в должной очерёдности, без утечек и повторения. На транспортном уровне ПК-получателя пакеты соединяются в первоначальные блоки данных. Выхолит что, транспортный уровень заканчивает операцию пересылки информация, пряча от стоящих выше уровней все составляющие и трудности, сопряжённые с предоставлением данных любого объема меж всякими точками во всей сети. Пример: TCP, UDP • Сетевой / Network layer (Уровень 3). Осуществляет предоставление связи меж всякими, хоть пребывающими на противоположных концах земного шара, точками в сети. Этот уровень предоставляет проводку сообщений по сети, складывающейся из большого количества индивидуальных сетей, сопряжённых линиями связи. Такой поставке необходима маршрутизация, т.е. установление пути предоставления сообщения, а ещё исполнения обязанностей руководства потоками информации и работа над неточностью пересылки. • Звена данных / Data Link layer (Уровень 2). Другое название уровня ─ канальный, который осуществляет взаимодействие сетей на физическом уровне и обработку ошибок, которые могут появиться. Информацию, предоставленная с физического уровня, он помешает во фреймы, исследует на не испорченность, при необходимости корректирует недоработки и передаёт на сетевой уровень. Канальный уровень, связываясь с физическими уровнями, контролирует и управляет этим взаимодействием. Спецификация IEEE 802 делит этот уровень на 2 подуровня - MAC (Media Access Control) контролирует доступ к разделяемой физической среде, LLC (Logical Link Control) обслуживает сетевой уровень. На этом уровне пребывают коммутаторы, мосты. В программировании этот уровень отображает драйвер сетевой платы, в операционных системах есть программный интерфейс взаимодействия канального и сетевого уровней между собой, это не новый уровень, а просто реализация модели для конкретной ОС. Примеры таких интерфейсов: ODI, NDIS • Физический уровень / Physical layer (Уровень 1). Самый нижний уровень модели, рассчитан напрямую для передачи потока данных. Предоставляет пересылку электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и соответственно их приём и видоизменение в биты информации в соответствии со способами кодирования цифровых сигналов. То есть предоставляет интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством. На этом уровне присутствуют концентраторы (хабы), повторители (ретрансляторы) сигнала и медиаконверторы. Обязанности физического уровня выполняются на всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня осуществляются сетевым адаптером или последовательным портом. Но для использования подходят и другие модели. К моменту появления модели OSI уже существовали и показали высокую эффективность другие наборы (стеки) протоколов, например, стек TCP/IP. Из-за чего построенный в полном соответствии с описанной выше моделью набор протоколов OSI не имеет широкого распространения. Большая часть современных сетевых архитектур и наборов протоколов соответствуют этой модели лишь до определенной степени. Несмотря на это, сама модель ISO/OSI до сих пор используется для описания взаимодействия в сетевых средах.
Преимущественно применяется протокол TCP/IP, чьи ключевые достоинства перед другими: • более удобная система сетевой адресации • возможность фрагментации пакетов • очень небольшое количество широковещательных сообщений. Данные достоинства являются определяющими при построении глобальных сетей, связывающих сети с многообразными архитектурами, и при построении больших корпоративных сетей. В итоге в наши дни стек TCP/IP выдавил любые другие оставшиеся — он применяется и в небольших домашних сетях, и в глобальной сети Интернет. Протокол TCP решает, как именно пересылаемые по сети данные делятся на части - пакеты и распространяются в Internet. TCP даёт номер каждой части, для последующего восстановления правильного расположения. Для передачи этой нумерации вместе с информацией, TCP окружает каждый кусочек данных своей обложкой - конвертом(TCP-конверт), который содержит соответствующие данные. Получившийся TCP пакет помещается в отдельный IP-конверт и получается IP-пакет. Каждый пакет нумеруется и предоставляется самостоятельно, из-за чего пройденные пакетами пути могут не соответствовать и череда их поставки адресату может быть иной по сравнению с исходной. Получатель открывает IP-конверты, хранящие TCP-конверты, открывает последние и располагает информацию в необходимой последовательности. В результате данные сходятся и абсолютно реконструируются. Этот массив пересылается пользователю (на диск, на экран, на печать). Выходит, что передача информации по протоколу TCP/IP состоит из четырех этапов:
Протокол IP применяется для адресации компьютеров в сети. В каждом пакете, пересылаемом по сети определён адрес компьютера. Заданный адрес исключительный и называется IP-адресом (Internet Pointer). Однако для получения всех услуг, которыми обладает Internet, одного протокола TCP/IP мало: для каждой услуги, есть свой протокол, с помощью которого пользователь контактирует с поставщиком услуги. • На физическом уровне TCP/IP действует с основными технологиями локальных сетей — Ethernet, Token Ring, Wi-Fi, Bluetooth и т. д. • На сетевом уровне присутствуют следующие протоколы: - протокол ARP (Address Resolution Protocol) ─ протокол, связывающий сетевой уровень с физическим, видоизменяет сетевые IP-адреса в Ethernet-адреса; - протокол RARP (Reverse Address Resolution Protocol) — предоставляет обратное видоизменение МАС-адресов в IP-адреса; - протокол ICMP (Internet Control Message Protocol) — передаёт сообщения об ошибках, выполняет диагностику досягаемости сетевого узла и маршрута поставки пакетов (именно его используют такие популярные утилиты, как PING и TRACERT); - протокол IGMP (Internet Group Management Protocol) — управляет группами компьютеров, например, при пересылке в сетях потокового видео и звука, когда для уменьшения нагрузки на сеть пакет отправляется по определённому адресу сразу нескольким компьютерам (многоадресная рассылка); - протокол IP (Internet Protocol). Один из основных используемых в Интернете пакетов, IP – пакет, вкладывается в кадр Ethernet, а в него вкладываются пакеты UDP и TCP. IP протокол предоставляет ненадёжную транспортную среду, т.е. благополучная доставка IP – дейтограммы (основная единица информации, передаваемая по Интернет) не гарантируется. Алгоритм поставки очень примитивен: при ошибке дейтограмма выбрасывается, а отправителю посылается соответствующее ICMP – сообщение (или не посылается ничего). А предоставление надёжности перекладывается на уровень выше (UDP или TCP). • На транспортном уровне находятся два протокола: - протокол UDP (User Datagram Protocol) – один из основных протоколов, находящихся прямо над IP. Он осуществляет транспортные услуги для прикладных процессов, похожие на услуги протокола IP. UDP предоставляет поставку дейтограмм, однако не спрашивает заверения их принятия и подключения к удалённым модулем UDP. К заголовку IP – пакета UDP добавляет поля порт отправителя и порт получателя, которые осуществляют мультиплексирование данных меж многообразными прикладными процессами, а также поля длина UDP – дейтограммы и контрольная сумма, предоставляющие возможность поддерживать исправность информации. Следовательно, на уровне IP для установления места поставки пакета используется адрес, на уровне UDP – номер порта. - протокол TCP (Transmission Control Protocol, протокол управления передачей) в отличии от UDP предоставляет поставку дейтограмм, которые именуются сегментами, в виде байтовых потоков с определением соединения. TCP используется тогда, когда необходимо гарантированное предоставление сообщений. Протокол применяет контрольные суммы пакетов для контроля их исправности и избавляет прикладные процессы от надобности таймаутов и повторных передач для предоставления надёжности. TCP, как и UDP работает с портами. Именно с номеров портов отправителя и получателя начинается заголовок TCP – сегмента. • На прикладном уровне стека TCP/IP: - HTTP (Hipertext Transfer Protocol) осуществляет предоставление гипертекста. Популярный сегодня протокол, применяемый во Всемирной паутине (World Wide Web); изображает, каким способом нужно подавать информацию (текстовые, аудио-, видео- и т. д.) на веб-серверах, как их использовать с помощью веб-браузера (например, программы Internet Explorer) и как пересылать эти данные. Нельзя не отметить, что есть еще протокол HTTP-S (HTTP Secure) - сетевой протокол защищенной передачи гипертекста. - FTP (File Transfer Protocol) предоставляет файловый обмен между удалёнными пользователями. Работа FTP на пользовательском уровне имеет несколько этапов: ввод имени – идентификатора и пароля, выбор каталога, установление режима обмена (поблочный, поточный, двоичный), выполнение команд обмена, завершение процедуры. - TELNET предоставляет пользователю установить TCP – соединение с сервером и затем пересылать коды нажатия клавиш так, как если бы работа осуществлялась на консоли сервера. Этот протокол осуществляет выполнение удалённого доступа к вычислительным ресурсам и базам данных. - GOPHER используется для доступа к текстовым информационным ресурсам на удаленном сервере. - SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) или простой протокол передачи почты, применяется почтовыми серверами для обмена электронными сообщениями (на этапе отправки сообщения его автором) - POP3 (Post Office Protocol 3) или протокол почтового отделения, используемый почтовым клиентом (например, программой Outlook Express) для подключения к своему почтовому ящику на сервере и считывания сообщений (на этапе доставки почтового сообщения адресату). - IMAP (Internet Message Access Protocol) или протокол доступа к электронной почте Интернета аналогично POP3, имеет дело с входящими письмами, но осуществляет и другие функции, а именно, поиск по ключевому слову без сохранения почты в локальной памяти. IMAP предоставляет пользователю огромный потенциал для пользования почтовыми ящиками, расположенными на центральном сервере. Почтовая программа, применяющая IMAP, имеет доступ к хранилищу корреспонденции на сервере так, как будто эта корреспонденция находится на компьютере получателя. Заключение Вопреки наличию огромного количества комплектов протоколов, ведущий в настоящее время ─ популярный стек TCP/IP. Он применяется почти всюду - в небольших домашних сетях и в крупнейшей сети — Интернете. На физическом уровне стек TCP/IP предоставляет работу со всеми базовыми сетевыми технологиями локальных и глобальных сетей, на сетевом уровне — предоставляет логичную систему адресации и действенной межсетевой маршрутизации, на транспортном уровне — предоставляет протоколы как гарантированной, так и быстрого предоставление информации, а на уровне приложений — предоставляет целый набор разнообразных протоколов. Вследствие чего обращение к стеку TCP/IP ─ самый верный выбор. Список использованной литературы
|