Рівні архітектури Інтернет
Технологія VoIP >> Розділ 4. Протоколи мережі Інтернет
[ << 4.3 Адресація ] [ 4.5 Протокол IP версії 4 >> ]
4.4 Рівні архітектури Інтернет
Функціонування мережі Інтернет засноване на складному комплексі протоколів, які забезпечують виконання різних функцій - від безпосередньо передачі даних до управління конфігурацією устаткування мережі.
Для того, щоб класифікувати різні протоколи і зрозуміти їх місце в загальній структурі технології міжмережевого взаємодії, зручно скористатися так званим «багаторівневим поданням мережевих протоколів». У рамках такого подання мається на увазі, що протоколи більш високого рівня використовують функції протоколів більш низького рівня. Класичною, хоча і представляє зараз, швидше, академічний інтерес, моделлю такого роду є семирівнева модель взаємодії відкритих систем (Open Systems Interconnection - OSI), розроблена ITU-T в рамках невдалої спроби створити міжнародний стандарт сімейства мережевих протоколів. Разом з тим, деякі результати даного проекту є гарним матеріалом для підручників, чим ми і скористаємося.
Рис. 4.1 ілюструє взаємини архітектури Інтернет, визначеної ARPA, з моделлю OSI, а також пояснює функції кожного з рівнів.
Архітектура Інтернет була розроблена агентством ARPA для з'єднання комп'ютерів в державних, військових, академічних та інших організаціях, в основному, на території США, що зумовило її практичний характер. З іншого боку, модель OSI охоплювала більш широке коло питань передачі інформації, і в її рамках не був конкретизований тип взаємодіючих систем, що породило більш «дробове» розбиття на рівні. Однак між тією і іншою архітектурою є очевидне відповідність.
Перший рівень моделі ARPA - рівень мережевого інтерфейсу-підтримує фізичний перенесення інформації між пристроями в мережі, тобто поєднує функції двох рівнів OSI - фізичного і ланки даних. Рівень мережевого інтерфейсу забезпечує фізичне з'єднання з середовищем передачі, забезпечує, якщо це необхідно, дозвіл конфліктів, що виникають у процесі організації доступу до середовища (наприклад, використовуючи технологію CSMA / CD в мережі Ethernet), упаковує дані в пакети. Пакет2-це протокольна одиниця, яка містить інформацію верхніх рівнів, і службові поля (апаратні адреси, порядкові номери, підтвердження і т.д.), необхідні для функціонування протоколів цього рівня.
Рис. 4.1. Рівні моделі OSI та архітектури Інтернет
Мережевий рівень відповідає за передачу інформації, упакованої в дейтаграми (datagram), від одного комп'ютера до іншого. Дейтаграмма - це протокольна одиниця, якою оперують протоколи сімейства TCP / IP. Вона містить адресну інформацію, необхідну для перенесення дейтаграми через мережу, а не тільки в рамках однієї ланки даних. Поняття дейтаграми ніяк не пов'язано з фізичними характеристиками мереж і каналів зв'язку, що підкреслює незалежність протоколів TCP / IP від апаратури. Основним протоколом, реалізує функції мережевого рівня, є протокол IP. Цей протокол відповідає за маршрутизацію, фрагментацію і збірку дейтаграм у робочій станції.
Обмін між мережними вузлами інформацією про стан мережі, необхідної для формування оптимальних маршрутів слідування дейтаграм, забезпечують протоколи маршрутизації - RIP, EGP, BGP, OSPF та ін
2 Іноді при розгляді протоколів цього рівня (Ethernet, HDLC) вживається також термін кадр (frame).
Протокол перетворення адрес (Address Resolution Protocol-ARP) перетворить IP-адреси в адреси, що використовуються в локальних мережах (наприклад, Ethernet). На деяких малюнках, що зображають архітектуру і взаємозв'язок протоколів, ARP розміщують нижче IP, щоб показати його тісний взаємозв'язок з Рівнем Мережевого Інтерфейсу.
Протокол контрольних повідомлень - Internet Control Message Protocol (ICMP) надає можливість програмного забезпечення робочої станції або маршрутизатора обмінюватися інформацією про проблеми маршрутизації пакетів з іншими пристроями в мережі. Протокол ICMP - необхідна частина реалізації стека протоколів TCP / IP.
Коли шлюзу проходить по мережі, вона може бути втрачена або спотворена. Транспортний рівень вирішує цю проблему і забезпечує надійну передачу інформації від джерела до приймача. Крім того, реалізації протоколів цього рівня утворюють універсальний інтерфейс для додатків, що забезпечує доступ до послуг мережевого рівня. Найбільш важливими протоколами транспортного рівня є TCP і UDP.
Кінцеві користувачі взаємодіють з комп'ютером на рівні додатків. Розроблено безліч протоколів, використовуваних відповідними додатками. Наприклад, програми передачі файлів використовують протокол FTP. Web-додатки використовують протокол HTTP. Обидва протоколу FTP і HTTP базуються на протоколі TCP. Додаток Telnet забезпечує підключення віддалених терміналів. Протокол експлуатаційного управління мережею SNMP дозволяє керувати конфігурацією обладнання в мережі і збирати інформацію про його функціонуванні, у тому числі, і про аварійних ситуаціях. Програми, створені для організації мовного зв'язку і відеозв'язку, використовують протокол Rтр для передачі інформації, чутливої до затримок. Х Window - популярний протокол для підключення до інтелектуального графічному терміналу. Цей список можна продовжувати практично нескінченно.
Таким чином, IP-мережі використовують для передачі інформації різноманітні протоколи, причому функції протоколів не залежать від того, які дані передаються. Іншими словами, IP, ARP, ICMP, TCP, UDP і інші елементи стека протоколів TCP / IP надають універсальні засоби передачі інформації, якою б вона не була природи (файл по FTP, Web - сторінка або аудіодані).
--Козінцев Олексій 36 гр. 05:11, 20 листопада 2010 (EET)
