Подбор сетевого оборудования Cisco

Каталог cisco с возможностью подбора оборудования

Стек TCP/IP

TCP/IP – набор сетевых протоколов передачи данных, разработанных для работы в различных сетях. Все стандарты стека TCP/IP описаны в RFC (Request for Comment – Запрос о комментариях).

Так как любое сетевое оборудование работает на основании каких-либо протоколов, причём протоколы относятся к разным уровням модели TCP/IP, и соответственно оборудование работающее на протоколах, к примеру 1-ого уровня, имеет одно предназначение, а оборудование работающее на 2-ом уровне, занимается другим.

Без TCP/IP не было бы ни сегодняшнего интернета, ни такого бурного развития сетевой инфраструктуры. А началось всё, как это обычно и бывает, с оборонной промышленности. Министерству обороны США понадобилась сеть, которая была бы быстрой, производительной, с высокой степенью надёжности, устойчивой к различным перебоям и хорошо защищённой. В общем такой, чтобы она смогла выдержать войну. Так и появился стек протоколов TCP/IP. Он состоит из 4-х уровней, в отличие от сетевой модели OSI, которая не является практической, а используется только как эталонная (концептуальная) модель, в которой целых 7 уровней. OSI хороша только для обучения и для понимания, как работает сеть, но на практике используется TCP/IP.

На стеке TCP/IP работает всемирная информационная сеть Internet, чьё подразделение IETF (Internet Engineering Task Force – Оперативная группа по технологиям интернета) вносит основной вклад в совершенствование стандартов стека, публикуемых в форме спецификаций RFC.

Рассмотрим состав стека TCP/IP (см. таблицу 1).

На прикладном уровне работают сетевые приложения, например HTTP (HyperText Transfer Protocol — Протокол передачи гипертекста), FTP (File Transfer protocol – протокол передачи файлов), SMPT (Simple mail transfer protocol – простой протокол передачи почты), SSH (Secure Shell — Безопасное соединение с удалённой машиной), DNS (Domain name system – преобразование символьных имён в IP-адреса) и ещё множество протоколов. У каждого из этих протоколов есть свой порт для TCP или UDP.

Транспортный уровень обеспечивает передачу сообщений, и их доставку. Тут основными протоколами являются TCP и UDP. TCP гарантирует надёжное соединение и полную доставку данных, причём в том же порядке, в котором они были отправлены. UDP же, не гарантирует надёжную передачу данных, но он работает быстрее TCP. UDP успешно используется для передачи аудио и видео, а так же для запросов к DNS серверам, где TCP занял бы много ресурсов, со своим установлением соединения.

Сетевой уровень нужен для обеспечения передачи данных из одной сети в другую. Здесь основным протоколом является IP (Internet protocol – Межсетевой протокол). Он хорошо работает в сетях со сложной топологией, экономно расходуя трафик. Существует 2 основные версии протокола IP, это IPv4 и IPv6. IPv4 использует 32-х битные адреса (т.е. состоящие из 4-х октетов, например 192.168.0.1). С очень бурным развитием сетей, использовалось всё больше и больше адресов, вследствие чего был исчерпан лимит, предусмотренный IPv4. Чтобы решить проблему с нехваткой адресов, создали IPv6, у которого длина адреса составляет 128 бит (2001:0db8:11a3:09d7:1f34:8a2e:07a0:765d).

Уровень сетевого доступа (канальный, физический) описывает, как передаются пакеты и отвечает за доставку данных по физическим сетям связи. Описываются среды передачи данных, их физические характеристики (модуляция, амплитуда, частота сигналов, максимальное расстояние и тд.). Основные протоколы этого уровня: Ethernet — семейство технологий пакетной передачи данных; EEE 802.11 (Wi-Fi) — набор стандартов связи для коммуникации в беспроводной локальной сети; Token ring — технология ЛВС кольца с маркерным доступом и другие.

Таблица 1 – Стек протоколов TCP/IP

Уровень Протоколы
4 Прикладной (Application layer) HTTP, RTSP, FTP, SMTP, DNS
3 Транспортный (Transport layer) TCP, UDP, SCTP, DCCP (RIP, протоколы маршрутизации, подобные OSPF, что работают поверх IP, являются частью сетевого уровня)
2 Сетевой(Internet layer) IP (вспомогательные протоколы, вроде ICMP и IGMP, работают поверх IP, но тоже относятся к сетевому уровню; протокол ARP является самостоятельным вспомогательным протоколом, работающим поверх канального уровня)
1 Сетевого доступа (Канальный, физический)(Link layer) Ethernet, IEEE 802.11 Wireless Ethernet, SLIP, Token Ring, ATM и MPLS, физическая среда и принципы кодирования информации, T1, E1

 

В таблице 2 приведено сравнение моделей OSI и TCP/IP.

Таблица 2 – сетевые модели OSI и TCP/IP

Модель OSI

Модель TCP/IP

7. Уровень приложений

4. Уровень приложений

6. Уровень представления
5. Уровень сессий
4. Транспортный уровень 3. Транспортный уровень
3. Сетевой уровень 2. Сетевой уровень
2. Канальный уровень 1. Уровень сетевого доступа
1. Физический уровень