Оглавление (стр. 5 )

Стоит отметить, что не стоит бояться слова протокол. Протокол в IT – это общая договоренность, по которой будет разрабатываться и реализовываться технология. Существует множество сетевых протоколов. Рассмотрим основные на сегодняшний день сетевые протоколы.

II.2.5. Основные сетевые протоколы

Основная база современных компьютерных сетей строится на стеке протоколов TCP/IP, но во многих сетях продолжают функционировать и другие протоколы, например, NetBEUI, IPX/SPX, и т. п.

Протокол NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface) произошел от сетевого программного интерфейса NetBIOS (Network Basic Input/Output System), который был сетевым расширением стандартных функций базовой системы ввода/вывода (BIOS) IBM PC для сетевой программы PC Network фирмы IBM.

Протокол NetBEUI разрабатывался как эффективный протокол, потребляющий немного ресурсов, для использования в сетях, насчитывающих не более 200 рабочих станций. Этот протокол содержит много полезных сетевых функций, которые можно отнести к сетевому, транспортному и сеансовому уровням модели OSI, однако с его помощью невозможна маршрутизация пакетов. Это ограничивает применение протокола NetBEUI локальными сетями, не разделенными на подсети, и делает невозможным его использование в составных сетях. Некоторые ограничения NetBEUI снимаются реализацией этого протокола NBF (NetBEUI Frame), которая была включена в операционную систему Microsoft Windows NT.

Современные ОС Windows данный протокол уже практически не используется, в системах Windows XP/2003/Vista/7 отсутствует даже возможность добавления данного протокола в Свойствах сетевого подключения системы (хотя, если необходима совместимость с какими-либо приложениями, унаследованными от старых систем и работающих только по протоколу NetBEUI, в дистрибутивах систем Windows XP/2003/Vista/7 имеются установочные файлы для добавления данного протокола).

Стек протоколов IPX/SPX является оригинальным стеком протоколов фирмы Novell, разработанным для сетевой операционной системы NetWare еще в начале 80-х годов. Протоколы сетевого и сеансового уровня Internetwork Packet Exchange (IPX) и Sequenced Packet Exchange (SPX), которые дали название стеку, являются прямой адаптацией протоколов XNS фирмы Xerox, распространенных в гораздо меньшей степени, чем стек IPX/SPX. Популярность стека IPX/SPX непосредственно связана с операционной системой Novell NetWare, но, начиная с версии 5.0 фирма Novell в качестве основного протокола своей серверной операционной системы стала использовать протокол TCP/IP, и с тех пор практическое применение IPX/SPX стало неуклонно снижаться.

Служба DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) — одна из служб поддержки протокола TCP/IP, разработанная для упрощения администрирования IP-сети за счет использования специально настроенного сервера для централизованного управления IP-адресами и другими параметрами протокола TCP/IP, необходимыми сетевым узлам.

Наиболее известные протоколы, используемые в сети Интернет:

- HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) – это протокол передачи гипертекста. Протокол HTTP используется при пересылке Web-страниц с одного компьютера на другой.

- FTP (File Transfer Protocol)- это протокол передачи файлов со специального файлового сервера на компьютер пользователя. FTP дает возможность абоненту обмениваться двоичными и текстовыми файлами с любым компьютером сети. Установив связь с удаленным компьютером, пользователь может скопировать файл с удаленного компьютера на свой или скопировать файл со своего компьютера на удаленный.

- POP (Post Office Protocol) – это стандартный протокол почтового соединения. Серверы POP обрабатывают входящую почту, а протокол POP предназначен для обработки запросов на получение почты от клиентских почтовых программ.

- SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – протокол, который задает набор правил для передачи почты. Сервер SMTP возвращает либо подтверждение о приеме, либо сообщение об ошибке, либо запрашивает дополнительную информацию.

- UUCP (Unix to Unix Copy Protocol) – это ныне устаревший, но все еще применяемый протокол передачи данных, в том числе для электронной почты. Этот протокол предполагает использование пакетного способа передачи информации, при котором сначала устанавливается соединение клиент-сервер и передается пакет данных, а затем автономно происходит его обработка, просмотр или подготовка писем.

- TELNET – это протокол удаленного доступа. TELNET дает возможность абоненту работать на любой ЭВМ сети Интернет, как на своей собственной, то есть запускать программы, менять режим работы и т. д. На практике возможности лимитируются тем уровнем доступа, который задан администратором удаленной машины.

- DTN – протокол дальней космической связи, предназначенный для обеспечения сверхдальней космической связи.

II.2.6. Сетевая адресация

Сетевой адрес — уникальный числовой идентификатор устройства, работающего в компьютерной сети.

В локальных сетях, не имеющих сложной иерархии, все партнёры доступны друг другу и достаточно сетевого адреса в виде одного числа.

В сетях, связанных в глобальную сеть Internet, возникает проблема идентификации неопределённого и постоянно растущего числа участников. При этом используются два вида адресов:

- MAC-адрес, состоящий из двух частей, первая определяет производителя оборудования, а вторая уникальный номер, присваиваемый производителем оборудованию, обеспечивает уникальный адрес любого устройства в сети.

- IP-адрес, состоит из двух частей, первая – адрес подсети, вторая – адрес устройства в пределах подсети.

Альтернативой адресу являются идентификаторы устройств в форме символических имён, удобных для запоминания. Например, в пределах локальной сети — это сетевое имя компьютера, в глобальной сети — доменное имя. Специальные сетевые протоколы (DNS, WINS и т. п.) обеспечивают автоматическое определение соответствия между именами и адресами.

Упрощенная схема сети Internet

Интернет – это глобальная сеть, которая:

-  логически связана единым адресным пространством;

-  может поддерживать соединения с коммутацией пакетов на основе семейства специализированных протоколов;

-  предоставляет услуги высокого уровня.

Что это значит? Во-первых, связанность единым адресным пространством можно сравнить с обычной почтой. Чтобы написать обычное письмо, его кладут в конверт, на котором пишут адрес получателя и адрес отправителя, состоящие из индекса, города (иногда и страны), улицы, номера дома, квартиры.

Примерно по такому же типу реализовано адресное пространство Интернет. И реализовано оно с помощью протокола IP[18]. IP реализован согласно стандарта RFC 791 в сентябре 1981г. Используется для негарантированной доставки данных, разделяемых на так называемые пакеты от одного узла сети к другому.

Это означает, что на уровне этого протокола (третий уровень сетевой модели OSI) не даётся гарантий надёжной доставки пакета до адресата. В частности, пакеты могут прийти не в том порядке, в котором были отправлены, продублироваться (когда приходят две копии одного пакета; в реальности это бывает крайне редко), оказаться повреждёнными (обычно повреждённые пакеты уничтожаются) или не прибыть вовсе. Гарантии безошибочной доставки пакетов дают протоколы более высокого (транспортного) уровня сетевой модели OSI — например, TCP[19] — которые IP используют в качестве транспорта.

В современной сети Интернет используется IP четвёртой версии, также известный как IPv4. В протоколе IP этой версии каждому узлу сети ставится в соответствие IP-адрес длиной 4 октета (иногда говорят «байта», подразумевая распространённый восьмибитовый минимальный адресуемый фрагмент памяти ЭВМ; название «октет» идёт с тех времён, когда байты на разных компьютерах содержали разное число битов). При этом компьютеры в подсетях объединяются общими начальными битами адреса. Количество этих бит, общее для данной подсети, называется маской подсети (ранее использовалось деление пространства адресов по классам — A, B, C; класс сети определялся диапазоном значений старшего октета и определял число адресуемых узлов в данной сети, сейчас используется бесклассовая адресация).

В настоящее время вводится в эксплуатацию шестая версия протокола — IPv6, которая позволяет адресовать значительно большее количество узлов, чем IPv4. Эта версия отличается повышенной разрядностью адреса, встроенной возможностью шифрования и некоторыми другими особенностями. Переход с IPv4 на IPv6 связан с трудоёмкой работой операторов связи и производителей программного обеспечения и не может быть выполнен одномоментно.

На начало 2007г в Интернете присутствовало около 760 сетей, работающих по протоколу IPv6. Для сравнения, на то же время в адресном пространстве IPv4 присутствовало более 203 тысяч сетей, но в IPv6 сети гораздо более крупные, нежели в IPv4.

Таким образом, стек протоколов[20] TCP/IP является на сегодняшний день одним из основных стеков.

II.2.7. IP-адресация и маски подсетей

Каждый компьютер в сети на основе стека протоколов TCP/IP, имеет уникальный числовой адрес, называемый IP-адресом, который позволяет адресовать пакеты данных определенному получателю.

IP-адрес состоит из четырех так называемых октетов, отделенных точками. Октет – двоичное число из восьми цифр, равное десятичным цифрам от 0 до 255. Чтобы сделать IP-адреса более простыми в чтении и написании, они часто выражаются как четыре десятичных числа, отделенных точкой (Рис.10). Этот формат называется «точечно-десятичным представлением».

11000000.10101000.00000001.00000000

192.168.1.0