Прикладной уровень

Данный уровень обеспечивает непосредственную поддержку работающих в сети пользовательских приложений (application). На нем расположены службы, позволяющие программе обращаться к размещенной на сервере базе данных. Кроме того, на этом уровне реализованы следующие службы:

О каталогов;

О электронной почты;

О файловые и печати;

О удаленного доступа (например. Telnet);

О оповещения;

О межпроцессного взаимодействия.

Сравнение моделей OSI и TCP/IP

Модель OSI

Модель TCP/IP

Прикладной

Представительский

Прикладной

Сеансовый

Транспортный

Транспортный

Сетевой

Сетевой

Модель OSI широко используется при обсуждении проблем работы сетевых протоколов и служб, однако ее строгое применение к протоколам и службам, образующим TCP/ iP может оказаться сложным. Причина состоит в том, что разработка TCP/IP началась до появления модели OSI. Но при этом прибегали к похожей модели, которую иногда называют моделью DOD (Department of Defense - Министерство обороны) или DARPA.

На рис. 2.2 видны четыре уровня, образующие модель TCP/IP-DOD, и их связь с моделью OSI.

Поэтому, хотя набор протоколов TCP/IP и не совсем соответствует модели OSI, она все же может быть полезной при обсуждении определенных аспектов протоколов и служб TCP/IP.

Канальный

Физический

Доступа к сети

Рис. 2.2. Сравнение моделей OSI и TCP/IP

Протоколы TCP/IP

Как уже говорилось в начале этой главы, аббревиатурой TCP/IP обозначается набор протоколов и приложений, основными из которых являются протоколы Transmission Control Protocol и Internet Protocol. Мы рассмотрим вначале протокол IP, поскольку с ним работают протоколы TCP и UDP и на его основе собственно и осуществляется пересылка данных по сети.

Протокол IP

Название протокола IP - второй компонент сокращения TCP/IP, но мы обсудим его первым, поскольку это основной протокол из набора, служащий для пересылки пакетов. Протокол IP обеспечивает обмен данными по сети без соединения и подтверждения приема. Вот некоторые его характеристики:

О поскольку IP - протокол без установки соединения, каждый пакет пересылается отдельно. Доставить пакет адресату позволяет информация из заголовка пакета. Данный протокол не гарантирует, что пакеты будут получены в том же порядке, в котором они были отправлены;

О протокол IP не имеет механизма подтверждения получения пакета адресатом. Он просто пересылает пакеты, и при этом предполагается, что при необходимости подтверждение может быть реализовано при помощи какого-либо другого протокола;

О протокол IP не определяет путь движения пакета в Internet. За марщрутиза-цию обычно отвечают другие протоколы. Возможно даже, что пакеты от одного и того же компьютера будут приходить по разным маршрутам.

Что такое инкапсуляция?

Протоколы TCP/IP обеспечивают взаимодействие разнородных сетей. Например, одна сеть может использовать формат кадров Ethernet 802, а другая - FDDI. Каждый из рассматриваемых низкоуровневых форматов кадров имеет собственный заголовок, содержащий информацию, необходимую для его , пересылки по физической сети. На этом нижнем уровне стека протоколов да-таграмма IP вносится в область данных кадра. Другими словами, после того, как протокол IP записывает свою инсрормацию в заголовок и создает датаграмму соответствующего размера, он передает ее уровню доступа к сети (network access layer), в котором датаграмма, например, будет помещена в кадр Ethernet. На принимающем конце заголовок кадра Ethernet удаляется, и датаграмма IP передается в стек для обработки протоколом IP.

Что же в действительности делает протокол IP? Он получает данные от уровня, соединяющего два компьютера, и разбивает их на пакеты (они называются дата-граммами - datagrams), размер которых не превосходит максимально возможный для пересылки по сети. На принимающем конце протокол IP выполняет сборку датаграмм и передает их вверх по стеку протоколов. Чтобы доставить пакет.

в его заголовок вводятся IP-адреса источника и адресата. Для проверки целостности информации вычисляется контрольная сумма заголовка, но не данных.

Когда речь идет об адресе Internet, имеется в виду IP-адрес. Ниже обсуждается, как работает IP-адресация и почему она так хорошо подходит для сети Internet, состоящей из множества отдельных сетей.

Протокол TCP

Этот протокол использует протокол IP и обеспечивает надежную связь между двумя компьютерами в Internet. В отличие от IP, который просто передает пакеты адресату, TCP содержит механизмы проверки целостности пересылки пакетов и правильности порядка их сборки в месте назначения.

Протокол TCP вычисляет контрольную сумму передаваемых данных. Он также содержит механизмы управления потоком данных для предотвращения проблем, связанных с перегрузкой сети. В заголовок TCP входит номер датаграммы IP, что позволяет правильно собирать пакеты на принимающем конце.

Другие протоколы

Набор протоколов состоит не только из TCP и IP, комбинация которых позволяет создавать канал связи между двумя компьютерами. Существуют и другие протоколы, выполняющие специфические задачи.

Протокол UDP

Протокол датаграмм пользователя (User Datagram Protocol, UDP) напоминает TCP тем, что также.применяет протокол IP для передачи пакетов по сети. Но в отличие от TCP, UDP не содержит механизма подтверждения приема, поэтому его можно рассматривать как службу без установки соединения (connectionless). UDP подходит для приложений, в которых можно обойтись без гарантированной доставки и связанных с ней накладных расходов. Примером подобного приложения является служба имен доменов (Domain Name Service, DNS), где для повышения эффективности обмена информацией служат пакеты UDP.

Протокол ARP

Природа IP-адресации облегчает маршрутизацию данных в Internet. Пакет, адресованный не в локальную сеть, передается маршрутизатору, принимающему решение о том, куда его направить дальше, на основе IP-адреса назначения и информации в таблице маршрутизации. Иногда маршрутизатор бывает не в состоянии установить прямое соединение с сетью назначения и пересылает пакет другому маршрутизатору, который способен выполнить эту задачу. Локальный маршрутизатор или шлюз должен знать аппаратный (МАС-адрес) компьютера адресата, чтобы доставить пакет по назначению, когда он наконец доберется до нужного сегмента сети.