Protokoły nowszej generacji TCP IP, Kursy, Ćwiczenia egzamin zawosowy

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
PROTOKOŁY NOWSZEJ GENERACJI - TCP/IP
Autorka: Misiak Anna, IVFDS
1
STRESZCZENIE
Tematem pracy jest zapoznanie czytelnika z zestawem protokołów intersieci TCP/IP ze
szczególnym naciskiem na dwa: IP i TCP. Zestaw protokołów TCP/IP jest pierwszym
zestawem, jaki opracowano na potrzeby intersieci. Prace nad protokołami TCP/IP rozpoczęto w
latach siedemdziesiątych mniej więcej w tym samym czasie, kiedy powstało pojecie sieci
lokalnych. Badania te były w głównej mierze finansowane przez armię USA za pośrednictwem
Advanced Research Project Agency (ARPA). To właśnie armia była jedną z pierwszych
organizacji, które potrzebowały połączyć wiele sieci lokalnych, a co się z tym wiąże
zapewnienie jednolitych usług.
Pierwsza część projektu prezentuje ogólny przegląd protokołów, model warstwowy TCP/IP
oraz jego porównanie z modelem odniesienia ISO/OSI. Druga część reprezentuje opis
protokołu IP jego sukces i rokowania na przyszłość. Ostatnia część to usługa niezawodnego
przesyłania – TCP, jego cechy, sterowanie i retransmisja.
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
2
SPIS TREŚCI
STRESZCZENIE ..........................................................................................................................1
1. OGÓLNY PRZEGLĄD PROTOKOŁÓW ...............................................................................3
2. MODEL WARSTWOWY TCP/IP ...........................................................................................4
2.1 Usługi warstwy aplikacji TCP/IP ..................................................................................5
2.2 Porównanie siedmiowarstwowego modelu odniesienia ISO/OSI oraz TCP/IP............5
3. PROTOKÓŁ IP .........................................................................................................................6
3.1 Wprowadzenie...............................................................................................................6
3.2 Hierarchia adresów IP ...................................................................................................6
3.3 Nagłówek protokołu IP .................................................................................................7
3.4 Klasy adresów IP...........................................................................................................8
3.4.1 Sieci klasy A..............................................................................................................9
3.4.2 Sieci klasy B..............................................................................................................9
3.4.3 Sieci klasy C............................................................................................................10
3.4.4 Sieci klasy D i E ......................................................................................................10
3.5 Obliczanie klasy adresu IP ..........................................................................................10
3.5.1 Klasy a notacja dziesiętna z kropkami ....................................................................11
3.6 Maska podsieci ............................................................................................................11
3.7 Przykład przydziału adresu .........................................................................................12
3.8 Adresy IP specjalnego przeznaczenia .........................................................................12
4. PRZYSZŁOŚĆ PROTOKOŁU IP ......................................................................................13
4.1 Sukces protokołu IP ....................................................................................................13
4.2 Powody zmian .............................................................................................................14
4.3 Charakterystyka IPv6 ..................................................................................................14
4.3.1 Format nagłówka protokołu IPv6............................................................................15
4.3.2 Nagłówki opcjonalne – obsługa i powody użycia...................................................16
4.3.3 Adresowanie w IPv6 ...............................................................................................16
4.4 Podsumowanie ............................................................................................................17
5. TCP – USŁUGA NIEZAWODNEGO PRZESYŁANIA .......................................................17
5.1 Główne cechy usługi TCP...........................................................................................17
5.2 Sterowanie przepływem TCP......................................................................................18
5.3 Uzyskiwanie niezawodności .......................................................................................19
5.4 Gubienie pakietów i retransmisja ................................................................................19
5.4.1 Retransmisja z adaptacją.........................................................................................20
5.5 Kontrola przeciążenia..................................................................................................20
5.6 Podsumowanie ............................................................................................................21
LITERATURA............................................................................................................................22
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
3
1. OGÓLNY PRZEGLĄD PROTOKOŁÓW
TCP/IP jest zestawem protokołów dla pakietowej sieci rozległej WAN, o nazwie pochodzącej
od dwóch protokołów składowych: TCP –
Transmission Control Protocol
oraz IP –
Internet
Protocol
. Omawiana rodzina protokołów nazywa się TCP/IP, ale oprócz protokołów TCP oraz
IP należą do niej również inne protokoły, które pobieżnie zostaną omówione poniżej:
IPv4 Wersja 4 protokołu IP, którą często nazywamy po prostu IP, od wczesnych lat
osiemdziesiątych był najczęściej stosowanym protokołem z rodziny protokołów
Internetu. Używa się w nim 32 – bitowych adresów. Protokół ten obsługuje
dostarczanie pakietów danych dla protokołów: TCP, UDP, ICMP i IGMP.
IPv6 Wersję 6 protokołu IP utworzono w połowie lat dziewięćdziesiątych, aby zastąpić nią
wersję 4 protokołu IP. Główna zmiana polegała na powiększeniu adresów do 128 bitów
i była odpowiedzią na gwałtowny rozwój Internetu przypadający na lata
dziewięćdziesiąte. Protokół ten obsługuje dostarczanie pakietów danych dla
protokołów: TCP, UDP i ICMPv6.
Gdy rozróżnienie między obu wersjami protokołu IP nie ma znaczenia, wówczas używa się
często po prostu nazwy IP.
TCP Protokół sterowania transmisją jest protokołem obsługi połączeniowej procesu
użytkownika, umożliwiającym niezawodne i w pełni dwukierunkowe przesyłanie
strumienia bajtów. Do zadań tego protokołu należy potwierdzenie, uwzględnienie czasu
oczekiwania, dokonywanie retransmisji itp. Protokół TCP może korzystać z IPv4 albo
IPv6.
UDP (ang.
User Datagram Protocol
) Jest protokołem obsługi bezpołączeniowej procesów
użytkownika. W odróżnieniu od protokołu TCP, który jest niezawodny, protokół UDP
nie daje gwarancji, ze datagramy UDP zawsze dotrą do wyznaczonego celu. Tak jak
protokół TCP, również on moze korzystać z IPv4 albo IPv6.
ICMP (ang.
Internet Control Message Protocol
) Obsługuje on komunikaty o błędach i
informacje sterujące przesyłane miedzy ruterami a stacjami. Te komunikaty są
zazwyczaj generowane i przetwarzane przez oprogramowanie sieciowe protokołów
TCP/IP, nie zaś przez procesy użytkownika. Istnieje też oprogramowanie użytkowe,
które używa protokołu ICMP (np. Program
ping
).
IGMP (ang.
Internet Group Management Protocol
) Protokół ten obsługuje rozsyłanie grupowe
(ang.
multicasting
), które jest dodatkową możliwością w razie korzystania z protokołu
IPv4.
ARP (ang.
Address Resolution Protocol
) Protokół ten służy do odwzorowywania adresów
IPv4 na adresy sprzętowe (tj. adresy Ethernetu). Ten protokół jest zazwyczaj używany
w sieciach, w których stosuje się rozgłaszanie, tj. Ethernet, Token Ring i FDDI, lecz nie
jest potrzebny w sieciach o połączeniach dwupunktowych.
RARP (ang.
Reverse Address Resolution Protocol
) Służy on do odwzorowywania adresów
sprzętowych na adresy IPv4. Używa się go czasami w razie uruchamiania węzła sieci,
w którym nie ma napędu dysków [6].
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
4
2. MODEL WARSTWOWY TCP/IP
Tabela 1.
War
stwy modelu TCP/IP
WARSTWA APLIKACJI
WARSTWA TRANSPORTOWA
TCP/UDP
WARSTWA MIĘDZYSIECIOWA
IP/ICMP
WARSTWA DOSTĘPU DO SIECI
WARSTWA FIZYCZNA
Warstwa1
:
Fizyczna -
odpowiada bazowemu sprzętowi sieciowemu podobnie jak warstwa 1
modelu ISO. Zestaw protokołów TCP/IP może być, zatem implementowany w
środowisku sieci lokalnych Token Ring oraz Ethernet.
Warstwa2
:
Dostępu do sieci
– protokoły tej warstwy określają podział danych na ramki i
zasady przesyłania ramek przez sieć, podobnie jak warstwa 2 modelu OSI.
Warstwa3
:
Międzysieciowa –
protokoły tej warstwy określają format pakietów przesyłanych w
intersieci oraz metody przekazywania pakietów od nadawcy za pośrednictwem
rutenów do odbiorcy. Zawiera protokół IP oraz protokoły skojarzone. Warstwa ta
realizuje funkcje doboru trasy dla pakietów na podstawie czterobajtowego adresu IP
identyfikującego źródło informacji oraz ich przeznaczenie.
Warstwa4
:
Transportowa
– protokoły tej warstwy, podobnie jak protokoły warstwy 4 modelu
ISO, określają sposób realizacji usług niezawodnego przesyłania danych. Obejmuje
ona protokoły: TCP i UDP. Protokół TCP realizuje usługę połączenia wirtualnego.
Protokół ten pobiera strumień danych z protokołu warstwy aplikacji oraz wykonuje
operacje:
- segmentacja danych;
- transmisja pakietu z wykorzystaniem protokołu IP;
- odtwarzanie danych użytkowych;
Protokół TCP eliminuje też wspomniane wady protokołu IP – błędne lub zagubione
pakiety są retransmitowane, a pakiety odebrane są ustawiane w prawidłowej
kolejności logicznej. Aplikacje obsługiwane w trybie datagramowym korzystają a
protokołu UDP nie dającego gwarancji przekazania datagramu, ale też stosowany
narzut jest sprowadzony do minimum.
Warstwa5
:
Aplikacji
– warstwa ta odpowiada warstwom 5, 6 i 7 modelu ISO. Każdy z
protokołów warstwy 5 odpowiada jednemu z programów użytkowych intersieci.
Warstwa ta realizuje wiele usług sieciowych, np. SNMP (ang.
Simple Network
Management Protocol
), Telnet, FTP (ang.
File Transfer Protocol)
, SMTP (ang.
Simple Mail Transfer Protocol
) oraz Ping [1].
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
[ Pobierz całość w formacie PDF ]