Слайд 2
Тема 1
Стеки сетевых протоколов
Слайд 3
Содержание:
1) Уровни модели OSI
2) Инкапсуляция и обработка пакетов
3)
Стек протоколов TCP/IP
4) Протокол IP и функции этого
протокола.
5) Протокол UDP
6) Вопросы для самопроверки
7) Рекомендуемая литература
Слайд 4
1.1 Семиуровневая модель OSI
Модель OSI (Open System
Interconnect Reference Model, Эталонная модель взаимодействия открытых систем) представляет
собой универсальный стандарт на взаимодействие двух систем (компьютеров) через вычислительную сеть.
1 Уровни модели OSI
Слайд 5
Каждый уровень определяется сервисом, который он предоставляет
вышестоящему уровню, и протоколом - набором правил и форматов данных
для взаимодействия между собой объектов одного уровня, работающих на разных компьютерах/
Слайд 6
Модель построена так, что объекты одного
уровня двух взаимодействующих компьютеров сообщаются непосредственно друг с другом
с помощью соответствующих протоколов, не зная, какие уровни лежат под ними и какие функции они выполняют.
Слайд 7
Задача объектов - предоставить через стандартизованный интерфейс определенный
сервис вышестоящему уровню, воспользовавшись, если нужно, сервисом, который предоставляет
данному объекту нижележащий уровень.
Слайд 8
Через стандартизованный интерфейс процесс-отправитель передает данные нижнему уровню,
который предоставляет процессу сервис по пересылке данных, а процесс-получатель
через такой же стандартизованный интерфейс получает эти данные от нижнего уровня.
Слайд 9
При этом ни один из процессов не знает
и не имеет необходимости знать, как именно осуществляет передачу
данных протокол нижнего уровня, сколько еще уровней находится под ним, какова физическая среда передачи данных и каким путем они движутся.
Слайд 10
Эти процессы, с другой стороны, могут находиться
не на самом верхнем уровне модели.
При этом сущность
этих данных и их интерпретация для рассматриваемых процессов совершенно не важны.
Слайд 11
Уровень приложения (Application) - интерфейс с прикладными процессами.
Уровень представления
(Presentation) - согласование представления (форматов, кодировок) данных прикладных процессов.
Сеансовый уровень
(Session) - установление, поддержка и закрытие логического сеанса связи между удаленными процессами.
Слайд 12
Транспортный уровень (Transport) - обеспечение безошибочного сквозного обмена
потоками данных между процессами во время сеанса.
Сетевой уровень
(Network) - фрагментация и сборка передаваемых транспортным уровнем данных, маршрутизация и продвижение их по сети от компьютера-отправителя к компьютеру-получателю.
Слайд 13
Канальный уровень (Data Link) - управление каналом передачи данных,
управление доступом к среде передачи, передача данных по каналу,
обнаружение ошибок в канале и их коррекция.
Физический уровень (Physical) - физический интерфейс с каналом передачи данных, представление данных в виде физических сигналов и их кодирование (модуляция).
Слайд 14
2. Инкапсуляция и обработка пакетов.
При продвижении пакета данных
по уровням сверху вниз каждый новый уровень добавляет к
пакету свою служебную информацию в виде заголовка и, возможно, трейлера. Эта операция называется инкапсуляцией данных верхнего уровня в пакете нижнего уровня. Служебная информация предназначается для объекта того же уровня на удаленном компьютере, ее формат и интерпретация определяются протоколом данного уровня.
Слайд 15
Модель OSI предложена достаточно давно, однако протоколы, на
ней основанные, используются редко, во-первых, в силу своей не
всегда оправданной сложности, во-вторых , из-за существования хотя и не соответствующих строго модели OSI, но уже хорошо зарекомендовавших себя стеков протоколов (например, TCP/IP).
Слайд 16
3. Стек протоколов TCP/IP TCP/IP
– это собирательное
название для набора (стека) сетевых протоколов разных уровней, используемых
в Интернет.
Слайд 17
Особенности TCP/IP:
- открытые стандарты протоколов, разрабатываемые независимо
от программного и аппаратного обеспечения;
независимость от физической среды
передачи;
- система уникальной адресации;
стандартизованные протоколы высокого уровня для распространенных пользовательских сервисов.
Слайд 18
Стек протоколов TCP/IP делится на 4 уровня:
-
прикладной (application);
- транспортный (transport);
- межсетевой (internet);
- уровень доступа
к среде передачи (network access).
Слайд 19
Уровень приложений
Приложения, работающие со стеком TCP/IP, могут
также выполнять функции уровней представления и частично сеансового модели
OSI; например, преобразование данных к внешнему представлению, группировка данных для передачи и т.п.
Распространенными примерами приложений являются программы telnet, ftp, HTTP-серверы и клиенты (WWW-броузеры), программы работы с электронной почтой.
Слайд 21
Процесс, получающий или отправляющий данные с помощью транспортного
уровня, идентифицируется на этом уровне номером, который называется номером
порта.
Слайд 22
На транспортном уровне работают два основных протокола:
UDP
и TCP.
TCP (Transmission Control Protocol - протокол контроля
передачи) - надежный протокол с установлением соединения.
Слайд 23
4. Протокол UDP
UDP (User Datagram Protocol, протокол
пользовательских дейтаграмм) фактически не выполняет каких-либо особых функций дополнительно
к функциям межсетевого уровня
Слайд 24
Протокол UDP используется
либо при пересылке коротких сообщений, когда
накладные расходы на установление сеанса и проверку успешной доставки
данных оказываются выше расходов на повторную (в случае неудачи) пересылку сообщения,
либо в том случае, когда сама организация процесса-приложения обеспечивает установление соединения и проверку доставки пакетов (например, NFS).
Слайд 25
Значения полей:
Source Port - номер порта процесса-отправителя.
Destination Port - номер порта процесса-получателя.
Length - длина
UDP-пакета вместе с заголовком в октетах.
Checksum - контрольная сумма. Контрольная сумма вычисляется таким же образом, как и в TCP-заголовке (см. п. 3.2); если UDP-пакет имеет нечетную длину, то при вычислении контрольной суммы к нему добавляется нулевой октет.
Слайд 26
Протокол UDP не имеет никаких средств подтверждения безошибочного
приема данных или сообщения об ошибке, не обеспечивает приход
сообщений в порядке отправки, не производит предварительного установления сеанса связи между прикладными процессами, поэтому он является ненадежным протоколом без установления соединения.
Слайд 27
Межсетевой уровень и протокол IP
- Протокол IP доставляет
блоки данных, называемых дейтаграммами, от одного IP-адреса к другому.
IP-адрес является уикальным 32-битным идентификатором компьютера (точнее, его сетевого интерфейса).
Слайд 28
Данные для дейтаграммы передаются IP-модулю транспортным уровнем. IP-модуль
предваряет эти данные заголовком, содержащим IP-адреса отправителя и получателя
и другую служебную информацию, и сформированная таким образом дейтаграмма передается на уровень доступа к среде передачи (например, одному из физических интерфейсов) для отправки по каналу передачи данных.
Слайд 29
Модуль IP может отправить компьютеру-источнику этой дейтаграммы уведомление
об ошибке; такие уведомления отправляются с помощью протокола ICMP,
являющегося неотъемлемой частью модуля.
Слайд 30
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:
Слайд 31
Рекомендуемая литература:
Мамаев М.А. Телекоммуникационные технологии (Сети TCP/IP). –
Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2005.
Леинванд А., Пински Б. Конфигурирование маршрутизаторов
Cisco. 3-е издание. – М.: "Вильямс", 2007.
Мамаев М., Петренко С. Технологии защиты информации в Интернете. Специальный справочник. – СПб: "Питер", 2005.
Doyle J. "Routing TCP/IP. Volume I" – Cisco Press, 2005.