Terminologiskt bör OSI-stacken särskiljas från ISO/OSI-modellen, som är det konceptuella ramverket för sammankoppling. öppna system. OSI-stacken är en uppsättning väldefinierade protokollspecifikationer. Till skillnad från andra protokollstackar är OSI-stacken helt kompatibel med OSI-modellen med sju lager. På de lägre nivåerna (fysisk och kanal) inkluderar stacken protokollspecifikationer för lokala (LAN - Local Area Network) nätverk 802.3 (Ethernet), 802.5 (Token Ring), FDDI, snabb ethernet, gigabit ethernet, 100 VG valfritt LAN, plus globala nätverk ISDN, PSDN, PSTN. Nätverks-, transport- och sessionslagerprotokollen för OSI-stacken har specificerats och utvecklats, men de används inte i stor utsträckning. De mest populära stackprotokollen är applikationsprotokoll. Dessa inkluderar protokoll: ISO 8571 (FTAM -File Transfer Access and Management), ISO 9040 (Virtual Terminal), x.500 ( Katalogtjänster), X.400 (Message Handling Services) och ett antal andra. På grund av sin komplexitet kräver OSI-protokollen användning av högpresterande maskiner och är till liten användning för persondatornätverk. OSI-stacken stöds av USA:s och Storbritanniens regeringar under GOSIP-programmet, som kräver att alla datornätverk som är installerade på regeringskontoren stöder OSI-stacken.

TCP/IP-stack

Det finns fyra lager definierade i TCP/IP-stacken. Var och en av dem är involverade i att lösa huvuduppgiften - organisera den tillförlitliga och produktiva driften av ett sammansatt nätverk (till exempel Internet), vars delar är byggda på grundval av olika nätverkstekniker.

Nivå nätverksgränssnitt (Fig. 4.9) är inte reglerad i stacken, men den stöder alla populära standarder för de fysiska och länkskikten för lokala och globala nätverk (Fig. 4.10). Bland dem finns en specifikation som definierar användningen ATM-tekniker som en länklagertransport.

Ris. 4.9.

Ris. 4.10.

Det internetarbetande lagret implementerar konceptet med anslutningslös paketöverföring, som inte tillhandahåller utbyte av kontrollinformation (tillhandahåller synkronisering) före start av dataöverföring. Huvudskiktsprotokollet är IP (Internet Protocol), som är ett datagram, dvs. vilket inte garanterar leverans av paket till destinationsvärden.

Denna nivå inkluderar även routingprotokoll RIP, OSPF, etc., Internet Control Message Protocol (ICMP) (Internet Control Message Protocol), adressupplösning ARP (Address Resolution Protocol).

På transportnivå är huvudprotokollet TCP (Transmission Control Protocol), vilket tjänar till pålitligt, åtföljt av verifiering av datautbyte mellan nätverksvärddatorer. UDP-protokoll(User Datagram Protocol) tillhandahåller transporttjänster till applikationer och fungerar som en multiplexerare mellan IP och många applikationslagertjänster.

Applikationsskiktet kombinerar de tjänster som systemet tillhandahåller till användarapplikationer (Fig. 4.10). Dessa inkluderar SNMP Simplified Network Management Protocol, Transfer Protocol FTP-filer(använder funktionerna i TCP-protokollet), ett enkelt elektroniskt överföringsprotokoll SMTP-post, emuleringsprotokoll fjärrterminal Telnet, inklusive en specialversion TN 3270 av Telnet-protokollet, fokuserade på att arbeta med IBM stordatorer etc. Detta lager utökas ständigt genom att lägga till nya tjänster, till exempel överföring av HTTP-hypertextinformation etc.

I TCP/IP-nätverk flyttas data mellan portar på kommunicerande datorer. En port är en adress som identifierar en applikation på sändnings- eller mottagningssidan. Alla portar tilldelas unika 16-bitars nummer från intervallet 0-65535. Vissa protokollportnummer är standardiserade, deras tilldelning till användare kontrolleras av IANA (Internet Assigned Numbers Authority).

Kombinationen av en IP-adress och ett portnummer kallas en socket. En socket identifierar en enda nätverksprocess för Internet som helhet. Att definiera en koppling i målorienterad logiskt samband protokoll som TCP kräver två uttag, en på det sändande systemet och en på den mottagande värden.

SNA-stack

SNA (Systems Network Architecture) är en egenutvecklad arkitektur av IBM, skapad 1974 i enlighet med den hierarkiska nätverksmodell som IBM följde vid den tiden. Denna hierarki inkluderade stordatorer (värd), kommunikationskontroller, klusterkontroller (grupp) och terminaler.

Skiktarkitekturen och huvudprotokollen för SNA-stacken i jämförelse med ISO / OSI-arkitekturen visas i fig. 4,9, 4,10. Som du kan se liknar SNA-modellen ISO/OSI-modellen. Men funktionerna i den är grupperade olika.

Transaktionstjänsternas översta lager tillhandahåller möjligheter för applikationer att distribuerad bearbetning och nätverkshantering. Tillämpningsprotokoll inkluderar:

• DIA (Document Interchange Architecture) - definierar standarder för utbyte av dokument mellan heterogena datorsystem; koordinerar överföringen av filer, sökningen efter dokument och deras lagring;
• SNADS (SNA Distributed Service) - hanterar distributionen av dokument och meddelanden (infrastruktur för distribution av e-post);
• DDM (Distributed Data Management) - ger transparent fjärråtkomst till filer på grund av mekanismen för omdirigering av begäran.

Lagret Presentation Services utför en del av funktionerna på den sjätte nivån av ISO / OSI-modellen (dataöversättning) och delvis den sjunde nivån av administrativ ledning delning resurser och synkronisering av verksamheten.

Dataflödeskontrollskiktet motsvarar i princip sessionslagret i ISO/OSI-modellen i sina funktioner. Den hanterar dialoger, bearbetning av förfrågningar och svar, gruppmeddelanden och avbryta dataströmmen på begäran.

Överföringskontrollskiktet (Transmission Control) utför funktionerna för ISO / OSI-transportskiktet för att hantera dataöverföring inom etablerade sessioner och vissa funktioner (kryptering / dekryptering, etc.) i det sjätte lagret.

Path Control-lagret definierar de funktioner som huvudsakligen ingår i nätverkslager ISO/OSI-modell, och inkluderar även dataflödeskontroll (i ISO/OSI-modellen är detta en funktion av datalänklagret).

Datalänklagret (Datalänk) liknar nästan den andra nivån i referensmodellen och är kompatibelt med det i det protokoll som används, eftersom 802.2- och SDLC-protokollen är en del av den ursprungliga HDLC-protokollfamiljen.

Protokoll finns på dessa nivåer:

• APPC (Advanced Program-to-Program Communication) - utför funktionerna för sessions- och transportlagren för ISO / OSI; på sessionsnivå tillhandahåller den sessionsadministration och filsyntaxöversättning, och på transportnivå organiserar den segmentsekvenser och dataflödeskontroll från slut till ände.
• CICS (kundinformation Kontrollsystem ) - verktyg för att byggaioner, organiserar åtkomst till en distribuerad filsystem, informationssäkerhet, multitasking osv.
• IMS (Information Management System) är ett annat CICS-liknande ramverk för transaktionsbearbetning, som tillåter flera applikationer att dela databaser och schemalägga transaktionsprioriteringar.
• TSO (Time Sharing Operation) - tillhandahåller ett interaktivt användarterminalgränssnitt som realiserar det samtidiga stödet för många oberoende parallella användarsessioner; varje TSO-användare, med hjälp av speciella kommandon, kan utföra operationer på datamängder, köra uppgifter och övervaka deras framsteg, använda enheter, kommunicera med andra användare, etc.

Bland dem är kommunikation:

• APPN (Advanced Peer-to-Peer Networking) - fungerar på nätverks- och transportnivåer och tillhandahåller peer-to-peer-nätverksinteraktion mellan flera fysiska enheter (minidatorer, klusterkontroller, gateways, arbetsstationer, etc.); tillhandahåller fönsterhantering och katalogtjänster.
• VTAM (Virtual Telecommunication Access Method) - tillhandahåller kontroll, datautbyte och dataflödeskontroll i SNA-nätverk; på sessionsnivå hanterar VTAM konversationen och implementerar sessionshantering, och på transportnivån ger den flödeskontroll från slut till ände.
• NCP (Network Control Program) - protokoll för att hantera resurser kopplade till kommunikationskontroller; utför delvis nätverksskiktets funktioner (routing, gateway) och delvis - länkskiktet (kanalåtkomstkontroll, fysisk och logisk adressering, dataflödeskontroll).

Det första lagret - Fysiskt (fysiskt), liksom ISO / OSI-modellen, definierar egenskaperna för gränssnittet med dataöverföringsmediet. Beslut på denna nivå baseras i första hand på samma standarder och rekommendationer som ISO/OSI-modellen.

ATM stack

ATM-protokollstacken motsvarar formellt de nedre skikten av ISO/OSI-modellen och inkluderar ATM-anpassningsskiktet, själva ATM-skiktet och det fysiska skiktet. Det finns ingen direkt överensstämmelse mellan protokollskikten i ATM-tekniken och skikten i ISO/OSI-modellen.

AAL-anpassningsskiktet (ATM Adaptation Layer) är en uppsättning protokoll AAL1 -AAL5; fungerar som ett gränssnitt mot högre lager och är anpassad till olika applikationers krav (tal, multimedia, data, etc.). Rekommendation I.362 definierar fyra AAL-serviceklasser beroende på tre parametrar:

• tidssynkronisering mellan avsändare och mottagare (krävs eller ej);
• överföringshastighet (konstant eller variabel);
• anslutningsläge (med eller utan upprättande av en anslutning).

Så AAL-lagret stödjer applikationsprogram och som sådan är mycket varierande; dess verksamhet beror på typen av applikationer som körs på systemet. AAL-lagret utför några av funktionerna i lager 4, 5 och 7 i ISO/OSI-modellen.

ATM-protokollet upptar ungefär samma plats i ATM-protokollstacken som IP-protokollet i TCP/IP-stacken, och utför cellöverföring via switchar när en virtuell anslutning upprättas och konfigureras, det vill säga baserat på färdiga byta bord hamnar.

Lagret med samma namn är ansvarigt för att administrera överföring och mottagning mellan användarnoden och switchen. Nivån har fyra huvudfunktioner:

• multiplexering av celler till en enda ström vid sändning av celler och demultiplexering vid mottagning av en ström;
• sändningsnummer virtuella vägar VPI- och VCI-anslutningar;
• generering av ATM-cellhuvuden vid mottagande av data från AAL-lagret;
• flödeskontroll genom accepterade signaleringsmetoder.

ATM-lagret motsvarar ungefär lager 2 och 3 i ISO/OSI-referensmodellen, men har funktionsförenklingar för att uppnå större nätverksenkelhet och högre nätverksprestanda.

Det fysiska lagret innehåller två undernivåer: transmissionskonvergens för TS (Transmission Convergence) och det fysiska mediet RM (Physical Medium). Den första undernivån utför funktionerna att generera, forma och avgränsa ramar, generera en kontrollsekvens och justera cellhastigheter.

PM-underskiktet utför överföringen av databitar och bildar ett elektriskt (optiskt) gränssnitt med dataöverföringsmediet. Rekommendation I.432 identifierade två standardtyp undernivå RM vid hastigheter på 155 och 520 Mb/s ( koaxialkabel) och 622 Mb/s (optisk kabel) SDH / SONET. För LAN utvecklade IBM 25 Mb/s ATM-nätverksspecifikationen ( tvinnat par), som accepteras av ATM Forum. Det finns andra fysiska gränssnitt till ATM-nätverk än SDH/SONET. Dessa inkluderar gränssnitt T1 / E1, T3 / E3, etc.

ATM Forum Committee har utvecklat en specifikation som heter LAN Emulation (LANE, df-lane-0021.000) som säkerställer kompatibilitet mellan traditionella protokoll och LAN-utrustning med ATM (link layer) teknologi. LANE-specifikationen definierar hur ramar och MAC-lageradresser för traditionell LAN-teknik översätts till celler och växlas virtuella anslutningar ATM-teknik, samt en metod för omvänd transformation. På grund av det faktum att specifikationen endast definierar länkskiktet för interaktion med hjälp av ATM-switchar och LAN-emuleringskomponenter, kan endast virtuella nätverk bildas och routrar måste användas för att ansluta dem.

Det är viktigt att skilja mellan OSI-modellen och OSI-protokollstacken.

Modell– konceptuellt schema för interaktion.

Stack– en uppsättning specifika protokoll.

Till skillnad från andra stackar är OSI-stacken helt modellkompatibel, d.v.s. 7 nivåer av interaktion.

På det fysiska och länkskiktet stöder OSI-stacken protokoll som utvecklats utanför OSI-stacken (se figur) Nätverkslagret inkluderar CONP- och CLNP-protokollen - Connected Oriented Network Protocol och Connectionless NP. CONP / CLNP - med / utan att upprätta en anslutning.

Routningsprotokoll - End-Intermidiate, itermidiate-intermidiate.

ES-IS - dator - router, IS-IS - interaktion mellan routrar.

Vid sessions- och transportlagren definierar användarna tjänsteklasser och tar emot transporttjänster oavsett nätverkslagsprotokoll (anslutningslöst/anslutningslöst).

På applikationsnivå tillhandahålls filöverföring - terminalemulering, nätverkskatalogtjänst, e-post.

IPX/SPX stack

En stapel med protokoll utvecklad av NOVELL, ett av de första företagen som producerade lokala nätverk.

Interact Pack Exchange(IPX) / Sequenced PX(SPX)

På applikationslagret av presentationssessioner fungerar Netware Core Protocol och Service Advertising Protocol.

Stackens egenheter beror på orienteringen av tidiga Netware-nätverk till små LAN som består av arbetsstationer med låg effekt. Lite RAM-utrymme tilldelades för implementeringen av protokollen, så flera lager kombineras till ett protokoll. Sjunivåmodellen syns dåligt.

NetBIOS/SMB-stack

Utvecklad gemensamt av Microsoft och IBM. NetBIOS-stacken utvecklades som ett nätverks-BIOS-tillägg, senare ersatt av NETBEUI-protokollet. Protokollet utvecklades för ett LAN med upp till 200 stationer. Nackdelen med protokollstacken är att paketrouting inte tillhandahålls och inte kan användas i sammansatta nätverk. SMB-protokoll - inkluderar även proxysessionsprotokollet, baserat på detta protokoll finns nätverks-FS och andra nätverkstjänster.

TCP/IP-stack

På applikationsnivå kombineras tre nivåer - applikation, presentation, session. Funktionerna för dessa nivåer är HTTP-protokoll, SNMP, FTP, Telnet, SMTP.

Transportskiktet kan presentera två typer av tjänster till applikationslagret - TCP-tjänst (ger garanterad leverans med bekräftelse), UDP-tjänst (ger leverans när det är möjligt). TCP-tjänsten upprättar en logisk anslutning, räknar upp paketen och tar emot kvitton. Om ett paket går förlorat kan det återsändas. I den mottagande änden förstör den de duplicerade paketen och presenterar paketen till det övre lagret i den ordning som de överfördes. Tillåten överföring till duplexläge. UDP - används för att leverera meddelanden utan att upprätta ett logiskt meddelande. I detta fall kan uppgiften med garanterad leverans ställas in på applikationsnivå.

Nätverkslager - tar emot och utför en begäran om att överföra en del av data över ett sammansatt nätverk (huvudprotokollet är IP). Huvuduppgiften för protokollet är att flytta paket från en router till en annan tills den når destinationsnätverket och sedan värden. IP-protokollet distribueras inte bara på värdar utan även på kommunikationsutrustning (gateways, etc.). IP är ett datagramprotokoll som fungerar utan att upprätta en anslutning, enligt den så kallade best Effort delivery-principen. Nätverkslagret innehåller också RIP och OSPF - routingprotokoll som bygger routingtabeller, på basis av vilka IP sänder paket över nätverket.

ICMP är ett protokoll för kommunikationsutbyte mellan nätverk och som sänder felinformation till källan när ett paket sänds över nätverket.

IGMP är ett protokoll för att överföra paket till flera adresser samtidigt (broadcast).

Kanal och fysisk implementerar funktionerna för åtkomst till överföringsmediet, inramning, kodning, synkronisering, etc., en egenskap hos TCP/IP-stacken är den på kanalen och fysisk nivå kravet på den fysiska miljön är inte reglerat, d.v.s. det är möjligt att ansluta vilken ny miljö som helst, med förbehåll för vissa avtal.

För specifikationer av avtal och deras alternativ finns det dokument som definierar dem, ett av dem är RFC (Request for Commentary) - alla protokoll finns där, med rambilder, med varje bitdefinition.

Sätter på ny teknologi utförs oavsett hur många nivåer av interaktion det beskrivs.

Funktioner hos TCP/IP-protokollet:

1) Möjligheten att fragmentera paket. Om det sammansatta nätverket är byggt på olika principer kan längden på de sända ramarna som är förståeliga för nätverken vara olika. Det är möjligt att dela eller slå samman paket när man flyttar från nätverk till nätverk.

2) Ett flexibelt adresseringssystem som tillåter adressering i nätverk med olika topologier.

3) Ekonomiska utgifter systemresurser(med broadcast-paket).

4) Komplexitet i administration och förvaltning. Frånvaron av sändningar kräver att näten har särskilda centraliserade DNS-tjänster, DHCP.

5) TCP/IP-protokollet utvecklades före OSI-modellen, så dess överensstämmelse med OSI-modellen är villkorad.

Korta slutsatser:

Protokollstackarnas överensstämmelse med OSI-modellen är villkorad.

Komponentfelanpassningen orsakas av ökade hastighetskrav på bekostnad av modularitet.

Som regel har ingen annan protokollstack än OSI sju lager. Interworking utförs på tre, fyra nivåer:

1) fysisk och kanal (nätverksadapter)

2) nätverkslager (router),

3) transportlager (mjukvaruimplementering av dataöverföring)

4) nätverkstjänstlager (nätverk för sessionsvy)

Den viktigaste riktningen för standardisering inom området datanät är standardiseringen av kommunikationsprotokoll. För närvarande använder nätverk ett stort antal kommunikationsprotokollstackar. De mest populära stackarna är: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB, DECnet, SNA och OSI. Alla dessa stackar, förutom SNA på de lägre nivåerna - fysisk och kanal - använder samma välstandardiserade Ethernet-protokoll, Token Ring, FDDI och några andra, som gör att du kan använda samma utrustning i alla nätverk. Men på övre nivåerna alla stackar fungerar på sina egna protokoll. Dessa protokoll överensstämmer ofta inte med skiktningen som rekommenderas av OSI-modellen. Särskilt funktionerna i sessions- och presentationslagret kombineras vanligtvis med applikationslagret. Denna avvikelse beror på att OSI-modellen dök upp som ett resultat av en generalisering av redan existerande och faktiskt använda stackar, och inte vice versa.

1. osi stack

En tydlig skillnad bör göras mellan OSI-modellen och OSI-stacken. Även om OSI-modellen är ett konceptuellt ramverk för hur öppna system interagerar, är OSI-stacken en uppsättning mycket specifika protokollspecifikationer. Till skillnad från andra protokollstackar är OSI-stacken helt kompatibel med OSI-modellen, den inkluderar protokollspecifikationer för alla sju interaktionsskikt som definieras i denna modell. I de lägre lagren stöder OSI-stacken Ethernet, Token Ring, FDDI, WAN-protokoll, X.25 och ISDN - det vill säga den använder lägre lagerprotokoll som utvecklats utanför stacken, som alla andra stackar. Nätverks-, transport- och sessionslagerprotokollen för OSI-stacken specificeras och implementeras. av olika tillverkare, men är fortfarande sällsynta. De mest populära protokollen i OSI-stacken är applikationsprotokoll. Dessa inkluderar: FTAM File Transfer Protocol, VTP Terminal Emulation Protocol, kundtjänst X.500, X.400 e-post och flera andra.

OSI-stackens protokoll kännetecknas av stor komplexitet och tvetydighet i specifikationerna. Dessa egenskaper var resultatet av en gemensam policy för stackutvecklare som försökte ta hänsyn i sina protokoll till alla fall av liv och alla befintliga och framväxande teknologier. Till detta måste vi lägga konsekvenserna av ett stort antal politiska kompromisser, oundvikliga i antagandet av internationella standarder i en sådan fråga som byggandet av öppna datornätverk.

På grund av sin komplexitet kräver OSI-protokoll en stor mängd processorkraft. CPU, vilket gör dem mest lämpade för kraftfulla maskiner snarare än persondatornätverk.

OSI-stacken är en internationell, leverantörsoberoende standard. Den stöds av den amerikanska regeringen genom dess GOSSIP-program, som krävde att alla datornätverk installerade på amerikanska regeringskontor efter 1990 antingen stödde OSI-stacken direkt eller tillhandahåller möjligheten att migrera till den stacken i framtiden. OSI-stacken är dock mer populär i Europa än i USA, eftersom det finns färre äldre nätverk i Europa som kör sina egna protokoll. De flesta organisationer planerar just sin övergång till OSI-stacken, och väldigt få har startat pilotprojekt. Av dem som arbetar i denna riktning kan vi namnge US Navy och NFS NET. En av största tillverkare Stöd för OSI är AT&T, dess Stargroup-nätverk är helt baserat på denna stack.

Alla dessa stackar, förutom SNA på de lägre nivåerna - fysisk och kanal - använder samma goda standardiserad protokoll Ethernet, Token Ring, FDDI och ett antal andra, som tillåter användning av samma utrustning i alla nätverk. Men på de övre nivåerna fungerar alla stackar enligt sina egna protokoll. Dessa protokoll överensstämmer ofta inte med skiktningen som rekommenderas av OSI-modellen. Särskilt funktionerna i sessions- och presentationslagret kombineras vanligtvis med applikationslagret. Denna avvikelse beror på att OSI-modellen dök upp som ett resultat av en generalisering av redan existerande och faktiskt använda stackar, och inte vice versa.

OSI stack

En tydlig skillnad bör göras mellan OSI-modellen och OSI-stacken. Om OSI-modellen är ett konceptuellt schema för interaktion mellan öppna system, är OSI-stacken en uppsättning mycket specifika protokollspecifikationer.

Till skillnad från andra protokollstackar är OSI-stacken helt överensstämmande med OSI-modellen, den inkluderar protokollspecifikationer för alla sju interaktionsnivåer som definieras i denna modell. På de lägre lagren stöder OSI-stacken Ethernet, Token Ring, FDDI, WAN-protokoll, X.25 och ISDN – det vill säga den använder lägre lagerprotokoll som utvecklats utanför stacken, som alla andra stackar. Protokoll för nätverks-, transport- och sessionslagren i OSI-stacken har specificerats och implementerats av olika leverantörer, men används fortfarande inte i stor utsträckning. De mest populära protokollen i OSI-stacken är applikationsprotokoll. Dessa inkluderar: FTAM File Transfer Protocol, VTP Terminal Emulation Protocol, X.500 Help Desk Protocol, X.400 Email och ett antal andra.

OSI-stackprotokollen är komplexa och tvetydiga i sina specifikationer. Dessa egenskaper var resultatet av en gemensam policy för stackutvecklare som försökte ta hänsyn till alla fall och all befintlig teknik i sina protokoll. Till detta måste vi också lägga konsekvenserna av ett stort antal politiska kompromisser som är oundvikliga när man antar internationella standarder i en så aktuell fråga som att bygga öppna datornätverk.

På grund av deras komplexitet är OSI-protokoll dyra beräkningskraft centralenheten, vilket gör dem mest lämpade för kraftfulla maskiner, och inte för nätverk av persondatorer.

Stack OSIär en tillverkaroberoende internationell standard. Det stöds av den amerikanska regeringen genom dess GOSIP-program, som kräver att alla datornätverk installerade på amerikanska regeringskontor efter 1990 antingen direkt stöder OSI-stacken eller tillhandahåller möjligheten att migrera till den stacken i framtiden. OSI-stacken är dock mer populär i Europa än i USA, eftersom det finns färre gamla nätverk som kör sina egna protokoll i Europa. De flesta organisationer planerar just sin övergång till OSI-stacken, och väldigt få har startat pilotprojekt. Av dem som arbetar i den här riktningen kan vi namnge US Department of Navy och NFSNET-nätverket. En av de största tillverkarna som stöder OSI är AT&T, dess Stargroup-nätverk är helt baserat på denna stack.

TCP/IP-stack

TCP/IP-stacken utvecklades på initiativ av det amerikanska försvarsdepartementet för över 20 år sedan för att ansluta det experimentella ARPAnet-nätverket till andra nätverk som en uppsättning av gemensamma protokoll för en heterogen datormiljö. Ett stort bidrag till utvecklingen av TCP / IP-stacken, som fick sitt namn från de populära protokollen IP och TCP, gjordes av specialister från University of Berkeley, som implementerade stackprotokollen i versionen av UNIX OS. Populariteten av detta operativsystem har lett till utbredd TCP-protokoll, IP och andra stackprotokoll. Idag används denna stack för att ansluta datorer runt om i världen. informationsnätverk Internet, såväl som i ett stort antal företagsnätverk.

TCP/IP-stacken på den lägre nivån stöder alla populära standarder för de fysiska och datalänkslagren: för lokala nätverk - dessa är Ethernet, Token Ring, FDDI, för globala - protokoll för att arbeta på analoga switchade och dedikerade SLIP-linjer, PPP, protokoll territoriella nätverk X.25 och ISDN.

De viktigaste stackprotokollen som gav den dess namn är IP- och TCP-protokollen. Dessa protokoll hänvisar i OSI-modellens terminologi till nätverks- respektive transportskikt. IP säkerställer att paketet vidarebefordras över det sammansatta nätverket, medan TCP garanterar leveranssäkerheten.

Under åren av användning i olika länders och organisationers nätverk har TCP/IP-stacken införlivat ett stort antal applikationslagerprotokoll. Dessa inkluderar sådana populära protokoll som FTP File Transfer Protocol, Telnet Terminal Emulation Protocol, SMTP-e-postprotokoll som används i e-post Internetnätverk, hypertexttjänster från WWW-tjänsten och många andra.

Idag är TCP/IP-stacken en av de vanligaste staplarna av transportprotokoll för datornätverk.

Faktum är att endast cirka 10 miljoner datorer runt om i världen är förenade på Internet, som interagerar med varandra med hjälp av TCP / IP-protokollstacken.

Den snabba tillväxten av internets popularitet har lett till förändringar i maktbalansen i världen. kommunikationsprotokoll- TCP/IP-protokoll, som internet är byggt på, började snabbt tränga undan de senaste årens obestridda ledare - Novell IPX/SPX-stacken. Idag i världen översteg det totala antalet datorer på vilka TCP/IP-stacken är installerad antalet datorer som IPX/SPX-stacken körs på, och detta indikerar en förändring i attityden hos lokala nätverksadministratörer till de protokoll som används på stationära datorer, eftersom det var på dem som de använde nästan överallt där Novell-protokollen behövde komma åt filservrar NetWare. Processen att främja TCP / IP-stacken till den ledande positionen i alla typer av nätverk fortsätter, och nu levereras alla industriella operativsystem med en mjukvaruimplementering av denna stack.

Medan TCP/IP-protokoll är oupplösligt kopplade till Internet, och var och en av de mångmiljonarmada Internetdatorer körs på denna stack, finns det ett stort antal lokala, företags- och territoriella nätverk som inte är direkt en del av Internet som också använder TCP /IP-protokoll. För att skilja dessa nätverk från Internet kallas de för TCP/IP-nätverk eller helt enkelt IP-nätverk.

Eftersom TCP/IP-stacken ursprungligen skapades för det globala Internet har den många funktioner som ger den ett försprång gentemot andra protokoll när det gäller att bygga nätverk som inkluderar globala förbindelser. I synnerhet en mycket användbar egenskap, tack vare vilken detta protokoll kan tillämpas stora nätverk, är dess förmåga att fragmentera paket. Ett komplext sammansatt nätverk består faktiskt ofta av nätverk byggda på helt andra principer. Vart och ett av dessa nätverk kan ställa in sitt eget värde för den maximala längden på en enhet av överförd data (ram). I det här fallet, när du flyttar från ett nätverk med en stor maximal längd till ett annat med ett mindre maximal längd, kan det vara nödvändigt att dela upp den överförda ramen i flera delar. IP-protokollet för TCP/IP-stacken löser detta problem effektivt.

En annan egenskap hos TCP/IP-tekniken är ett flexibelt adresseringssystem, vilket gör det enklare än andra protokoll med liknande syfte att inkludera nätverk av andra teknologier på Internet (internet eller sammansatt nätverk). Den här egenskapen underlättar också användningen av TCP/IP-stacken för att bygga stora heterogena nätverk.

TCP/IP-stacken använder sändningsfunktioner mycket sparsamt. Denna egenskap är helt enkelt nödvändig när man arbetar med långsamma kommunikationskanaler, typiska för territoriella nätverk.

Men vinsten för fördelarna här är de höga resurskraven och komplexiteten i att administrera IP-nätverk. Att implementera den kraftfulla funktionaliteten hos TCP/IP-stackprotokollen är beräkningsmässigt dyrt. Ett flexibelt adresseringssystem och avvisande av sändningar leder till förekomsten av olika centraliserade tjänster som DNS, DHCP etc. i IP-nätverket Var och en av dessa tjänster förenklar nätverksadministration och utrustningskonfiguration, men kräver samtidigt noggrann uppmärksamhet från administratörer.

Du kan ge andra argument för och emot, men faktum kvarstår - idag är TCP/IP den mest populära protokollstacken, flitigt använd både globalt och i lokala nätverk.

IPX/SPX stack

Denna stack är Novells ursprungliga protokollstack, utvecklad för nätverksoperativsystemet NetWare i början av 1980-talet. Internetwork Packet Exchange (IPX och Sequenced Packet Exchange, SPX) nätverk och sessionslagerprotokoll som gav stacken dess namn är en direkt anpassning av Xerox XNS-protokoll, som är mycket mindre vanliga än IPX/SPX-stacken.

Populariteten för IPX/SPX-stacken är direkt relaterad till Novell NetWare-operativsystemet, som länge har upprätthållit världens ledande antal installerade system, fastän i Nyligen dess popularitet har minskat avsevärt, och när det gäller tillväxttakt ligger den långt efter Microsoft Windows NT.

Många funktioner i IPX/SPX-stacken beror på orienteringen tidiga versioner NetWare OS (upp till version 4.0) för att fungera i lokala nätverk av små storlekar, bestående av persondatorer med blygsamma resurser. Det är uppenbart att Novell behövde protokoll för sådana datorer, vars implementering skulle krävas minimal mängd random access minne(begränsat till 640 KB IBM-kompatibla MS-DOS-datorer) och som skulle köras snabbt på processorer med låg processorkraft. Som ett resultat fungerade IPX / SPX-stackprotokollen tills nyligen bra i lokala nätverk och inte särskilt bra - i stora nätverk. företagsnätverk, eftersom de överbelastade långsamma globala länkar för mycket med broadcast-paket, som används hårt av flera protokoll i denna stack (till exempel för att upprätta kommunikation mellan klienter och servrar). Denna omständighet, liksom det faktum att IPX / SPX-stacken är Novells egendom och dess implementering måste vara licensierad (det vill säga öppna specifikationer stöddes inte), begränsade under lång tid dess verksamhetsområde endast till nätverk

Standardstaplar för kommunikationsprotokoll

En hierarkiskt organiserad uppsättning protokoll som är tillräcklig för att organisera interaktionen mellan noder i ett nätverk kallas hög med kommunikationsprotokoll. Den viktigaste riktningen för standardisering inom området datanät är standardiseringen av kommunikationsprotokoll. För närvarande använder nätverk ett stort antal kommunikationsprotokollstackar. Dessa protokoll överensstämmer ofta inte med skiktningen som rekommenderas av OSI-modellen. Särskilt funktionerna i sessions- och presentationslagret kombineras vanligtvis med applikationslagret. Denna avvikelse beror på att OSI-modellen dök upp som ett resultat av en generalisering av redan existerande och faktiskt använda stackar, och inte vice versa. Olika företags protokoll är ofta inkompatibla med varandra, de kan endast användas framgångsrikt som en del av deras protokollstack, som utför en mer eller mindre komplett grupp av funktioner.

Som ett exempel, i fig. ... visar schematiskt förhållandet mellan de protokoll som används av populära proprietära nätverksoperativsystem och nivåerna för standard OSI-modellen. Som framgår av figurerna finns det praktiskt taget inte på någon nivå en tydlig överensstämmelse mellan det verkliga protokollet och vilken nivå som helst av den ideala modellen. Att bygga sådana relationer är ganska villkorat, eftersom det är svårt att tydligt skilja mellan funktionerna för alla delar programvara. Dessutom tillverkande företag mjukvaruverktyg Beskriv inte alltid produkternas interna struktur i detalj.

Oftast särskiljs 3-4 lager tydligt i stacken: nivån på nätverksadaptrar, där protokollen för de fysiska lagren och länklagren är implementerade, nätverkslagret, transportlagret och servicelagret, som inkluderar funktionerna för sessionen, representant och applikationsskikt.

Här är lite information om stackarna som visas i tabellen.

IBM/Microsoft- denna stack används ofta i produkter från IBM och Microsoft. I sessions- och transportlagret inkluderar det NetBIOS-protokollet (nätverk bassystem input/output), som utvecklades av IBM för IBM PC Networks, modellerad efter system-BIOS personlig dator. Baserat på NetBIOS-protokollet utvecklades NetBEUI-protokollet. Nackdelen med NetBEUI är att den inte stöder interworking. Det anses för närvarande föråldrat.

SMB-protokollet (Server Message Block) utför funktionerna för sessionen, presentationen och applikationslagren. Baserat på SMB implementeras en filtjänst, samt utskrifts- och meddelandetjänster mellan Windows-applikationer.

Nowell NetWare(IPX/SPX) - Denna stack är Novells ursprungliga protokollstack, utvecklad för NetWare-nätverksoperativsystemet i början av 80-talet. Internetwork Packet Exchange (IPX) och Sequenced Packet Exchange (SPX) nätverk och sessionslagerprotokoll. Det är ett relativt litet och snabbt protokoll som stöder routing.

NCP-protokollet åsidosätter tillämpning, presentation och sessionslager, tillhandahåller Novell NetWare-operativsystemfiltjänsten.

TCP/IP-protokollstack designades speciellt för WAN och för internetarbete. Det är initialt fokuserat på den låga kvaliteten på kommunikationskanalerna, på den höga sannolikheten för fel och frånkopplingar. Detta protokoll är accepterat över hela världen datornätverk Internet, en betydande del av vars abonnenter är anslutna via uppringda linjer (det vill säga vanliga telefonlinjer).

De viktigaste stackprotokollen som gav den dess namn är IP- och TCP-protokollen. Dessa protokoll hänvisar i OSI-modellens terminologi till nätverks- respektive transportskikt. IP säkerställer att paketet vidarebefordras över det sammansatta nätverket, medan TCP säkerställer att paketet levereras tillförlitligt. Protokoll fungerar baserat på de lägre nivåerna i stacken höga nivåer såsom FTP-filöverföringsprotokoll, telnet-terminalemuleringsprotokoll, SMTP-e-postprotokoll som används i Internet-e-post, WWW-tjänster hypertexttjänster.

Nackdelen med TCP/IP är mer låg hastighet prestanda än IPX/SPX. Men nu används TCP/IP även på LAN för att göra det lättare att förhandla om protokoll mellan LAN och WAN. För närvarande anses det vara det viktigaste i de vanligaste operativsystemen.