Какова последовательность уровней сетевой модели тср ip

Туториал по компьютерным сетям. Часть 7. Модель TCP / IP

· Сетевой уровень является самым низким уровнем модели TCP / IP.

· Сетевой уровень — это комбинация физического уровня и уровня канала передачи данных, определенных в эталонной модели OSI.

· Он определяет, как данные должны передаваться физически через сеть.

· Этот уровень в основном отвечает за передачу данных между двумя устройствами в одной сети.

· Функции, выполняемые этим уровнем, включают инкапсуляцию IP-дейтаграммы в кадры, передаваемые сетью, и отображение IP-адресов в физические адреса.

· Протоколы, используемые этим уровнем: Ethernet, Token Ring, FDDI, X.25, Frame Relay.

Интернет-уровень — это второй уровень модели TCP / IP.

Уровень Интернета также известен как сетевой уровень.

Основная ответственность интернет-уровня — отправлять пакеты из любой сети, и они прибывают в пункт назначения независимо от маршрута, который они выбирают.

Ниже приведены протоколы, используемые на этом уровне:

Протокол IP : протокол IP используется на этом уровне, и он является наиболее важной частью всего пакета TCP / IP.

Ниже приведены обязанности этого протокола:

1) IP-адресация: этот протокол реализует логические адреса узлов, известные как IP-адреса. IP-адреса используются Интернетом и более высокими уровнями для идентификации устройства и обеспечения межсетевой маршрутизации.

2) Связь между хостами: определяет путь, по которому должны передаваться данные.

3) Инкапсуляция и форматирование данных.

Протокол IP принимает данные из протокола транспортного уровня. Протокол IP гарантирует, что данные отправляются и принимаются безопасно, он инкапсулирует данные в сообщение, известное как дейтаграмма IP.

4) Фрагментация и повторная сборка. Ограничение размера дейтаграммы IP протоколом канального уровня известно, как максимальная единица передачи (MTU). Если размер дейтаграммы IP больше, чем единица MTU, то протокол IP разделяет дейтаграмму на более мелкие единицы, чтобы они могли перемещаться по локальной сети. Фрагментация может выполняться отправителем или промежуточным маршрутизатором. На стороне получателя все фрагменты повторно собираются для формирования исходного сообщения.

5) Маршрутизация: когда IP-дейтаграмма отправляется по одной и той же локальной сети, такой как LAN, MAN, WAN, это называется прямой доставкой. Когда источник и пункт назначения находятся в удаленной сети, IP-дейтаграмма отправляется косвенно. Это может быть достигнуто путем маршрутизации дейтаграммы IP через различные устройства, такие как маршрутизаторы.

· ARP означает Протокол разрешения адресов.

· ARP — это протокол сетевого уровня, который используется для поиска физического адреса по IP-адресу.

Два термина в основном связаны с протоколом ARP:

· Запрос ARP: когда отправитель хочет узнать физический адрес устройства, он передает запрос ARP в сеть.

· Ответ ARP: Каждое устройство, подключенное к сети, будет принимать запрос ARP и обрабатывать запрос, но только получатель распознает IP-адрес и отправляет обратно свой физический адрес в форме ответа ARP. Получатель добавляет физический адрес как в кэш-память, так и в заголовок дейтаграммы.

ICMP расшифровывается как Internet Control Message Protocol.

Это механизм, используемый хостами или маршрутизаторами для отправки уведомлений о проблемах с дейтаграммой обратно отправителю.

Дейтаграмма перемещается от маршрутизатора к маршрутизатору, пока не достигнет своего пункта назначения. Если маршрутизатор не может маршрутизировать данные из-за каких-то необычных условий, таких как отключенные каналы горит свитч или перегружена сеть, то протокол ICMP используется для информирования отправителя о невозможности доставки дейтаграммы.

Протокол ICMP в основном использует два термина:

· Тест ICMP: Тест ICMP используется для проверки доступности пункта назначения или нет.

· ICMP Reply: ICMP Reply используется для проверки, отвечает ли целевое устройство или нет.

Основная обязанность протокола ICMP — сообщать о проблемах, а не исправлять их. Ответственность за исправление лежит на отправителе.

ICMP может отправлять сообщения только источнику, но не промежуточным маршрутизаторам, поскольку дейтаграмма IP содержит адреса источника и назначения, но не маршрутизатора, которому она передается.

Транспортный уровень отвечает за надежность, управление потоком и исправление данных, которые передаются по сети.

На транспортном уровне используются два протокола: протокол дейтаграмм пользователя и протокол управления передачей.

Протокол пользовательских дейтаграмм (UDP)

Это обеспечивает обслуживание без установления соединения и сквозную доставку передачи.

Это ненадежный протокол, поскольку он обнаруживает ошибки, но не указывает на ошибку.

Протокол пользовательских дейтаграмм обнаруживает ошибку, а протокол ICMP сообщает об ошибке отправителю о том, что дейтаграмма пользователя была повреждена.

· UDP состоит из следующих полей:
Адрес исходного порта. Адрес исходного порта — это адрес прикладной программы, которая создала сообщение.

· Адрес порта назначения. Адрес порта назначения — это адрес прикладной программы, которая получает сообщение.

· Общая длина: определяет общее количество байтов пользовательской дейтаграммы в байтах.

· Контрольная сумма: контрольная сумма — это 16-битное поле, используемое для обнаружения ошибок.

UDP не указывает, какой пакет потерян. UDP содержит только контрольную сумму; он не содержит никакого идентификатора сегмента данных.

Протокол управления передачей (TCP)

· Предоставляет приложениям полный сервис транспортного уровня.

· Создает виртуальный канал между отправителем и получателем и активен на время передачи.

TCP является надежным протоколом, так как он обнаруживает ошибку и повторно передает поврежденные кадры. Следовательно, он гарантирует, что все сегменты должны быть приняты и подтверждены до того, как считается, что передача завершена, и виртуальный канал сброшен.

На отправляющем конце TCP делит все сообщение на более мелкие единицы, известные как сегменты, и каждый сегмент содержит порядковый номер, который необходим для переупорядочения кадров для формирования исходного сообщения.

На принимающей стороне TCP собирает все сегменты и упорядочивает их на основе порядковых номеров.

Прикладной уровень является самым верхним уровнем в модели TCP / IP.

Он отвечает за обработку протоколов высокого уровня.

Этот уровень позволяет пользователю взаимодействовать с приложением.

Когда один протокол прикладного уровня хочет установить связь с другим прикладным уровнем, он передает свои данные на транспортный уровень.

На уровне приложений возникает неоднозначность. Каждое приложение не может быть размещено на уровне приложения, кроме тех, кто взаимодействует с системой связи. Например, текстовый редактор не может рассматриваться на уровне приложения, в то время как веб-браузер использует протокол HTTP для взаимодействия с сетью, где протокол HTTP является протоколом уровня приложения.

Ниже приведены основные протоколы, используемые на уровне приложений:

1) HTTP: HTTP обозначает протокол передачи гипертекста. Этот протокол позволяет нам получить доступ к данным через всемирную сеть. Он передает данные в виде простого текста, аудио, видео. Он известен как протокол передачи гипертекста, поскольку он эффективен для использования в гипертекстовой среде, где есть быстрый переход от одного документа к другому.

2) SNMP: SNMP означает простой протокол управления сетью. Это платформа, используемая для управления устройствами в Интернете с помощью набора протоколов TCP / IP.

3) SMTP: SMTP означает простой протокол пересылки почты. Протокол TCP / IP, поддерживающий электронную почту, называется протоколом простой передачи почты. Этот протокол используется для отправки данных на другой адрес электронной почты.

4) DNS: DNS обозначает систему доменных имен. IP-адрес используется для уникальной идентификации подключения хоста к Интернету. Но люди предпочитают использовать имена вместо адресов. Поэтому система, которая сопоставляет имя с адресом, называется Системой доменных имен.

5) Телнет: это сокращение от терминальной сети. Он устанавливает соединение между локальным компьютером и удаленным компьютером таким образом, чтобы локальный терминал представлял собой терминал в удаленной системе.

6) FTP: FTP означает протокол передачи файлов. FTP — это стандартный интернет-протокол, используемый для передачи файлов с одного компьютера на другой.

Источник

Подробное описание 4 уровней модели TCP/IP и сравнение с OSI

Название стека протоколов TCP/IP было выбрано в честь самых популярных уровней Сетевого и Транспортного. Стек протоколов делали для глобальных сетей, чтобы: соединить компьютеры между собой, и телефонные линии связи методом “Точка-Точка”.

При появлении современных технологий сетей, Ethernet, спутниковых технологий, адаптировать TCP IP для этих технологий оказалось не просто. Выяснилось, что стека протоколов недостаточно необходима модель, которая будет говорить о том, как люди должны создавать сети на основе разных технологий, чтобы в этих сетях мог действовать стек протоколов tcp ip.

Всего 4 уровня Модели TCP/IP

На рисунке модель представлена рядом с моделью открытых систем (OSI), у этих моделей функции большинства уровней одинаковы.

Первый уровень Сетевых Интерфейсов

Нижний уровень сетевых интерфейсов — это интерфейс который обеспечивает связь с разными сетевыми технологиями, например очень популярными сейчас Ethernet, Wi-Fi и остальными подобными, но и со стареющими технологиями DSL для передачи данных через модем.

Второй уровень Интернет

Уровень Интернет аналогичен сетевому уровню в OSI. Это уровень необходим для того, чтобы найти маршрут в составной сети, объединяющей сети созданные на основе других технологий. Передавая данные используем протоколы ip.

Третий уровень Транспортный

Объединяет процессы происходящие между 2-мя абсолютно разными компьютерами (ноутбуками). В стеке TCP/IP существуют 2 протокола, tcp необходимый для передачи данных гарантируя доставку и udp который передаёт данные с большой скоростью, но к сожалению, не гарантируя доставку.

Четвертый уровень Прикладной

Объединил в себе функции аж три уровня модели OSI, видно по картинке. В модели TCP IP считается, если приложению нужны какие-либо функции уровня представления или сеансового, то оно должно их само реализовывать. На практике это оправдано.

Здесь находятся определенные протоколы необходимые для решения тех или иных задач. HTTP нужен для веб, SMTP для передачи почты, DNS для назначения ip адресам человеко понятных url доменных имен, FTP для передачи файлов. На самом деле протоколов в прикладном уровне большое количество.

Автор Э. Таненбаум в книге Компьютерные сети, объединил достоинства двух моделей OSI и TCP/IP. Именно такая модель, изображенная на картинке, применяется на практике.

Сравнение моделей OSI и TCP/IP

Достоинства модели открытых систем в хорошей теоретической проработке, именно в это модели разделено понятие интерфейса и реализации. В модели tcp|ip такого не было, сетевой уровень предоставлял транспортному, сервис отправить ip пакет, при вызове нужной функции пользователь должен был передать туда ссылку на полностью сформированный ip пакет, это было неудобно.

Достоинства модели tcp — стек протоколов, которые широко используются на практике и лежат в основе интернет. К сожалению, модель TCP IP теоретически проработана не очень хорошо и не пригодна для описания, каких либо сетей, кроме тех в которых работает стек протоколов tcp.

Где применяют

Модель взаимодействия открытых систем часто используют для описания работы различных сетей, например Fiber Channel, SS7)

Заключение

Стек протоколов TCP/IP популярный в современное время — набор сетевых протоколов, такой стек является фундаментом интернет. Модель TCP/IP это defacto стандарт на организацию сети. Модель описывает, как нужно строить сети, для работы стека протоколов TCP/IP. Рекомендую почитать статью про модель OSI для полного понимания.

Источник