Для чего нужны протоколы

Что такое протокол

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. «Протокол собрания», «протокол лечения», «протокол передачи данных» — такие выражения мы слышим довольно часто.

Примерно представляем, что это документальная фиксация чего-либо, но в точности узнать смысл слова – руки «не доходят».

Восполним этот пробел и проанализируем, что такое протокол и в каких сферах наиболее часто применяется.

Протокол – это …

Если перевести это сложносоставное слово с древнегреческого языка, то прямой перевод звучит так: «первый» + «клей». В то время писали на свитках – листах папируса (бумаге, изготовленной из болотного растения), свернутого в трубку.

Для того, чтобы не разворачивая, узнать, что за текст размещен в свитке, на него сверху приклеивали небольшой фрагмент папируса, на котором писали краткое содержание текста, имя автора и дату написания. Вот этот листок и назывался протоколом.

С течением времени значение термина «протокол» значительно расширилось. Протокол стал обозначать документ, в котором зафиксирован какой-либо факт, событие, ход процесса.

Особенности применения термина в различных сферах

Очевидно, что документальное фиксирование событий, фактов, результатов необходимо в самых различных сферах деятельности человека. Поэтому протоколы применяются всюду, но в каждой сфере имеют свои особенности.

Протокол в делопроизводстве

Формализм, не доведенный до абсурда – это благо. Делопроизводство необходимо для того, чтобы документально фиксировать коммерческую и некоммерческую деятельность физических и юридических лиц.

Протокол – один из видов документов в делопроизводстве. Как правило, его форма является унифицированной (стандартной).

Чаще всего протоколами в делопроизводстве пользуются для того, чтобы задокументировать ход каких-либо собраний. Это могут быть собрания сотрудников предприятия, заседания в ходе судебных разбирательств, деловых встреч бизнесменов, собрания собственников жилья, членов ЖСК и т.д.

Протокол ведет штатный, назначенный или выбранный секретарь. В зависимости от формата протоколируемого мероприятия, в нем фиксируются либо только основные моменты (повестка, количество присутствующих, решение), либо ведется дословная запись всего хода собрания или заседания.

При необходимости дословной фиксации используется какой-либо из специальных способов документирования:

После оформления его подписывают секретарь, председатель собрания, и, иногда – участники мероприятия (все или избранные).

Протокол – документ, имеющий юридическую силу.

Это значит, что к нему можно апеллировать (обращаться) при принятии каких-либо решений, в качестве доказательства при судебных разбирательствах и т.д.

Протокол в юридической практике

В юриспруденции он является одним из важнейших документов. Именно протоколом оформляют описание места происшествия, фиксируют административное правонарушение, показания участников судебного процесса.

Неправильно составленный протокол может стать причиной отказа в возбуждении административного или уголовного дела. Показания, задокументированные в нем, являются единственно верными, в отличии от устных свидетельств.

Помните русскую пословицу: «То, что написано пером, не вырубишь топором». Это как раз про протокол в юридическом документообороте.

В компьютерных технологиях

Чтобы компьютерные программы могли работать в «согласии» друг с другом, передавать и получать данные, разработаны унифицированные протоколы передачи данных.

Эти протоколы являются набором определенных соглашений, задающие способы передачи информации вне зависимости от использования конкретной аппаратной платформы.

Сетевые протоколы – это правила, которым подчиняются компьютеры при работе в локальной или глобальной компьютерной сети.

Протоколы, используемые в передаче информации в сети интернет:

В медицине

Бывая на приеме у врача, мы часто недоумеваем: «А что это доктор без перерыва строчит в нашей карточке (вручную или на компьютере)?». А врач просто записывает данные анамнеза, руководствуясь протоколом (правилами) приема пациента.

Предписано протоколом внести в карточку показатели температуры, описать внешние показатели состояния здоровья – значит, врач должен это сделать. Хотя часто не понятно: если у пациента болит голова, зачем описывать цвет языка и характеристики стула? Оговорюсь, последнее высказывание – это дилетантский подход человека, очень далекого от медицины.

Протоколы диагностики и лечения – это своды инструкций, которые предписывают, что должен сделать врач в той или иной ситуации, при наличии тех или иных симптомов у пациента. То есть это стандарты, которыми руководствуется мед. работник в процессе своей профессиональной деятельности.

Протоколы диагностики и лечения меняются вследствие внедрения в практику результатов новых открытий и достижений в медицине.

В РФ в настоящее время не существует единой системы официальных предписаний алгоритма действий для врачей. Пока законодатели лишь подумывают об этом. Медики шутят: «Стандарт – это защита пациентов от гениальности врача». Вот уж точней не скажешь …

Российские врачи по-разному относятся к тому, что протоколы, возможно, станут иметь форму приказа. С одной стороны, это поможет врачу назначить адекватное лечение, с другой – ограничит свободу действий.

В международных отношениях

Протоколом в международных отношениях называют решения, которые совместно принимают несколько государств. Такие решения обретают статус документа и обязательны для выполнения теми странами, которые его подписали.

Дипломатический и церемониальный протокол

Любые церемонии всегда проводятся с соблюдением определенного алгоритма, т.е. с соблюдением протокола их проведения.

Например, торжественное бракосочетание начинается с приглашения жениха, невесты и их гостей в специальный зал. Затем регистратор произносит речь, и только затем наступает непосредственно момент подписания документа о вступлении в брак.

Особое внимание уделяется протоколу при проведении мероприятий на государственном или международном уровне. Эти правила называются дипломатическим протоколом. Они подразделяются на дипломатический этикет и церемониал.

Этикет — это свод правил поведения для участников мероприятия, а церемониал – установленный порядок проведения этого мероприятия.

Автор статьи: Елена Копейкина

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru

Эта статья относится к рубрикам:

Комментарии и отзывы (1)

Как раз недавно прочитал, что Министерство цифрового развития хочет запретить какие-то протоколы передачи данных, как сообщается, с их помощью можно обходить блокировки сайтов, целый законопроект по этому поводу написали. А те протоколы вроде нужны для безопасного соединения пользователя с сайтом, а обход блокировок является их побочным эффектом. В общем, как бы это министерство чего не учудило, по принципу, хотели как лучше, а получилось как всегда.

Источник

Что такое протокол и зачем он нужен

Что такое протокол и зачем он нужен

В предыдущем разделе была очень кратко рассмотрена модель ISO/OSI, которая описывает работу любого сетевого оборудования и сети в целом. Однако это всего лишь модель, рисунок на бумаге. Чтобы все это начало работать, необходим реализующий ее механизм, которым является протокол передачи данных, точнее, множество протоколов.

Таким образом, протокол – набор правил, используя которые можно передать данные между компьютерами. Все эти правила работают в рамках модели ISO/OSI и не могут отступать от нее ни на шаг, так как это может повлечь за собой несовместимость оборудования и программного обеспечения.

Поскольку каждый из уровней модели ISO/OSI обладает своими особенностями, реализация всех этих особенностей невозможна в рамках одного протокола. Мало того, она даже невыгодна, так как значительную часть логики можно создавать на уровне аппаратного обеспечения, что приводит к ускорению обработки данных. Исходя из этих соображений было разработано множество узконаправленных протоколов, каждый из которых выполняет свою задачу и делает это с максимальной отдачей и быстродействием.

Все протоколы можно разделить на низкоуровневые и высокоуровневые.

Низкоуровневые реализованы давно, и никаких кардинальных изменений в них не вносится, что за длительное время их использования позволило найти и устранить все возможные дыры и ошибки.

Примечание

Низкоуровневые протоколы реализуются на аппаратном уровне, что позволяет добиться максимального быстродействия и безошибочности.

Высокоуровневые протоколы разрабатывают и совершенствуют постоянно. В этом нет ничего плохого, даже наоборот: всегда существует возможность придумать новый, более эффективный способ передачи данных.

Примечание

Как правило, высокоуровневые протоколы реализуются в виде драйверов к сетевому оборудованию под разные операционные системы.

Существует множество разных протоколов, каждый из которых имеет свои особенности. Одни из них узконаправленные, другие имеют более широкое применение. Протоколы разрабатывают несколько фирм, поэтому неудивительно, что каждая из них создает свой собственный стек (набор) протоколов. Хотя эти стеки по умолчанию между собой несовместимы, существуют дополнительные протоколы, являющиеся мостами между ними, что позволяет использовать в одной операционной системе несколько несовместимых между собой протоколов.

Стоит также упомянуть, что не все протоколы могут применяться в одинаковых условиях. Случается, применение одного из них выгодно для небольшой группы компьютеров и крайне невыгодно для большого количества машин с несколькими маршрутизаторами и подключением к Интернету.

Наибольшую популярность приобрели такие стеки протоколов, как NetBIOS/NetBEUI, IPX/SPX, TCP/IP, DECnet и др.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

Зачем нужен break flag [%] при описании policy

Зачем нужен break flag [%] при описании policy Для версий netams 3.1.xx, 3.2.xx и 3.3.xx до build 2117:Если вы задаете последовательность из нескольких политик фильтрации трафика подряд, то по умолчанию их действие суммируется, т.е. в случаеservice processorpolicy name all–ip target proto ippolicy name tcp target proto tcpunit host name HOST1 ip

1.3. Что такое Windows Product Activation, и зачем он нужен?

1.3. Что такое Windows Product Activation, и зачем он нужен? Это новая технология, разработанная Microsoft для борьбы с нелегальными копиями их программного обеспечения. Впервые подобный механизм был опробован на Terminal Service, из W2k Server, теперь же, похоже, подобным образом будут защищаться

Зачем вашей компании может быть нужен корпоративный блог?

Зачем вашей компании может быть нужен корпоративный блог? Не знают, зачем нужен корпоративный блог, всего семь человек. «Создание имиджа компании» повторяется в ответах категории «Другое» несколько раз как дополнение к влиянию на соискателей, инвесторов. Один из

Зачем нужен Интернет?

Зачем нужен Интернет? Не буду утверждать, что практически все пользователи на русскоязычном пространстве знакомы с Интернетом. Но буду утверждать, что практически все что-либо о нем слышали. Говорят же о нем разное. Например, что в Интернет входят и потом там бродят, что

Зачем Windows нужен свой собственный голосовой мессенджер?

Зачем Windows нужен свой собственный голосовой мессенджер? Разработчики Windows почему-то решили, что в их операционной системе обязательно должно быть все свое, как говорится, родное. Все самые интересные компьютерные возможности: запись CD/DVD-дисков, монтаж фильмов, голосовое и

Зачем нужен Radmin

Зачем нужен Radmin Radmin — это сокращение от Remote Administrator, что дословно переводится как удаленный администратор. Да, существуют такие программы, которые позволяют нам, находясь за своим компьютером, видеть рабочий стол другого, и не только видеть, но и управлять его мышью и

7.1. Что такое бастион и зачем он нужен?

7.1. Что такое бастион и зачем он нужен? Бастион (он же брандмауэр, он же firewall) – это пакетный фильтр, позволяющий защитить ваш компьютер от действия вредоносных программ, сетевых червей, нежелательного трафика и всевозможных атак.Разберемся, как работает бастион. Данные по

1.3. Зачем нужен интернет-маркетинг

1.3. Зачем нужен интернет-маркетинг Почему бы нам не использовать другие способы маркетинга, вообще не привлекая для этого Интернет? Казалось бы, если коммуникация через Интернет столь затруднена, людей, пользующихся им, значительно меньше, чем тех, кто смотрит телевизор,

Зачем нужен файловый менеджер

Зачем нужен файловый менеджер Файловый менеджер необходим как для разработчиков, так и для пользователей. С его помощью можно просматривать содержимое папок, удалять лишние файлы, создавать новые папки и выполнять другие операции с файлами. Трудно сказать, почему Microsoft

26.1. Зачем нужен Web-сервер в домашней сети?

26.1. Зачем нужен Web-сервер в домашней сети? Некоторым Linux-пользователям Ubuntu не нравится: уж больно она проста. Но простота не означает примитивность, что мы и докажем в этой главе, превратив обычную рабочую станцию в сервер сети — настроим Web-сервер с поддержкой PHP, FTP-сервер и

Зачем нужен дистрибьютор, или Кому полезен кризис Леваков Владимир

Зачем нужен дистрибьютор, или Кому полезен кризис Леваков Владимир Дистрибуция воспринимается многими как достаточно «инертный» по сравнению с другими сегментами ИТ-рынка бизнес. Это не совсем так: безусловно, дистрибьютор может занимать пассивную

Глава 1 Кому и зачем нужен ноутбук

Глава 1 Кому и зачем нужен ноутбук Ответ прост: скорее всего, ноутбук нужен именно вам! Так же, как и большинству пользователей, проводящим за компьютером значительную часть времени.Сказанное требует внятной и доходчивой аргументации. Причем объяснять необходимость

Зачем нужен кулер

Зачем нужен кулер Вернемся к неприятному разговору о перегреве процессора. Как и обещали, сейчас мы расскажем о том, почему так происходит, а также о методах борьбы с этим пагубным и, увы, постоянным явлением.Почему процессор нагревается в процессе работы? Из курса

Что это такое и зачем оно вам

Что это такое и зачем оно вам У Интернета есть много различных определений, в том числе и таких, которые могут только напугать. Я предпочитаю следующее: « Интернет – это огромное хранилище информации, которая содержится на разных компьютерах по всему миру, а также способы

Источник

Протоколы передачи данных: что это, какие бывают и в чём различия?

Интернет очень большой и комплексный. Но на базовом уровне это всего лишь связь между различными компьютерами (не только персональными). Эта связь представляет из себя сетевые протоколы передачи данных — набор правил, который определяет порядок и особенности передачи информации для конкретных случаев.

Протоколов большое множество. Про основные из них рассказано далее.

IP — Internet Protocol

Протокол передачи, который первым объединил отдельные компьютеры в единую сеть. Самый примитивный в этом списке. Он является ненадёжным, т. е. не подтверждает доставку пакетов получателю и не контролирует целостность данных. По протоколу IP передача данных осуществляется без установки соединения.

Основная задача этого протокола — маршрутизация датаграмм, т. е. определение пути следования данных по узлам сети.

Популярная версия на текущий момент — IPv4 с 32-битными адресами. Это значит, что в интернете могут хранится 4.29 млрд адресов IPv4. Число большое, но не бесконечное. Поэтому существует версия IPv6, которая поможет решить проблему переполнения адресов, ведь уникальных IPv6 будет 2 ^ 128 адресов (число с 38 знаками).

TCP/IP — Transmission Control Protocol/Internet Protocol

Это стек протоколов TCP и IP. Первый обеспечивает и контролирует надёжную передачу данных и следит за её целостностью. Второй же отвечает за маршрутизацию для отправки данных. Протокол TCP часто используется более комплексными протоколами.

UDP — User Datagram Protocol

Протокол, обеспечивающий передачу данных без предварительного создания соединения между ними. Этот протокол является ненадёжным. В нём пакеты могут не только не дойти, но и прийти не по порядку или вовсе продублироваться.

Основное преимущество UDP протокола заключается в скорости доставки данных. Именно поэтому чувствительные к сетевым задержкам приложения часто используют этот тип передачи данных.

FTP — File Transfer Protocol

Протокол передачи файлов. Его использовали ещё в 1971 году — задолго до появления протокола IP. На текущий момент этим протоколом пользуются при удалённом доступе к хостингам. FTP является надёжным протоколом, поэтому гарантирует передачу данных.

Этот протокол работает по принципу клиент-серверной архитектуры. Пользователь проходит аутентификацию (хотя в отдельных случаях может подключаться анонимно) и получает доступ к файловой системе сервера.

Это не только система доменных имён (Domain Name System), но и протокол, без которого эта система не смогла бы работать. Он позволяет клиентским компьютерам запрашивать у DNS-сервера IP-адрес какого-либо сайта, а также помогает обмениваться базами данных между серверами DNS. В работе этого протокола также используются TCP и UDP.

HTTP — HyperText Transfer Protocol

Изначально протокол передачи HTML-документов. Сейчас же он используется для передачи произвольных данных в интернете. Он является протоколом клиент-серверного взаимодействия без сохранения промежуточного состояния. В роли клиента чаще всего выступает веб-браузер, хотя может быть и, например, поисковый робот. Для обмена информацией протокол HTTP в большинстве случаев использует TCP/IP.

HTTP имеет расширение HTTPS, которое поддерживает шифрование. Данные в нём передаются поверх криптографического протокола TLS.

NTP — Network Time Protocol

Не все протоколы передачи нужны для обмена классического вида информацией. NTP — протокол для синхронизации локальных часов устройства со временем в сети. Он использует алгоритм Марзулло. Благодаря нему протокол выбирает более точный источник времени. NTP работает поверх UDP — поэтому ему удаётся достигать большой скорости передачи данных. Протокол достаточно устойчив к изменениям задержек в сети.

Последняя версия NTPv4 способна достигать точности 10мс в интернете и до 0,2мс в локальных сетях.

SSH — Secure SHell

Протокол для удалённого управления операционной системой с использованием TCP. В SSH шифруется весь трафик, причём с возможностью выбора алгоритма шифрования. В основном это нужно для передачи паролей и другой важной информации.

Также SSH позволяет обрабатывать любые другие протоколы передачи. Это значит, что кроме удалённого управления компьютером, через протокол можно пропускать любые файлы или даже аудио/видео поток.

SSH часто применяется при работе с хостингами, когда клиент может удалённо подключиться к серверу и работать уже оттуда.

Источник

Сетевой протокол и видеонаблюдение

Общие сведения

Сетевой протокол – это набор правил, который позволяет обмениваться данными нескольким устройствам связанным сетью. Ни одно удалённое подключение не может обойтись без работы протоколов, без них система просто не знала бы как взаимодействовать и общаться. Если обобщать, то можно сказать что это семейство стандартов, предписывающее методы общения, а также спецификации оборудования.

Для описания и деления протоколов используется семиуровневая модель OSI (Open System Interconnection — взаимодействие открытых систем, ВОС). В этой классификации описываются все формы взаимодействия необходимые для полноценной работы оборудования:
• Приложение;
• Представление;
• Сеанс;
• Транспорт;
• Сеть;
• Передача данных;
• Физическое воплощение.

Стандраты и группы

Некоторые протоколы образуют отдельные группы, с подгруппами в которые входит ряд непосредственно протоколов. Всем известный TCP/IP включает в себя десятки протоколов разного уровня в том числе для работы оборудования, некоторые из них вы наверняка слышали: DNS, HTTPS, IPv6, POP3 и много других. Сюда же входит RTSP (Потоковый протокол реального времени (англ. real time streaming protocol, сокр. RTSP) который используется для управления потоками медиаданных, в нем включены методы play, pause, record и прочие что очень важно в видеонаблюдении, и в том числе используется в программах клиентах: Skype, Медиапроигрыватель VLC и т.д.

Технологии и альянсы

ONVIF

Из-за сложности структуры, переплетения стека технологий некоторые вещи мы называем протоколами, хотя она таковыми не являются. ONVIF – эту аббревиатуру часто можно встретить в видеорегистраторах и камерах видеонаблюдения, на самом деле не протокол. Open Network Video Interface Forum – это организация, которая занимается разработкой стандартов и протоколов для систем безопасности. Их спецификации построены на веб-сервисах, описываемых языком WSDL, протоколах RTP/RTSP, SOAP (XML), стандартах видеосжатия H.264, MPEG-4, MJPEG. Прелесть ONVIF заключается в совместимости оборудования поддерживающего этот стандарт.

ZigBee

Покупая умный дом можете встретить протокол ZigBee который описывает спецификации сетевых протоколов верхнего уровня. Эта технология отличается поддержкой высокого уровня безопасности передачи данных в сочетании с невысокими скоростями и возможностью длительной автономной работы устройств. В ZigBee реализована поддержка ячеистой (mesh) топологии, кроме стандартных: «точка-точка», «дерево» и «звезда». Протоколы разработаны на алгоритмах AODV и NeuRFon. ZigBee – это целый альянс, который сотрудничает с рядом разработчиков и приводит работу оборудования к единому стандарту.

PPPoE

Да, все немного запутанно, мы окунулись в объемную тему, которая описывает работу всех устройств, передающих данные, свои протоколы есть для мобильных сетей, для IP телефонии, это большая тема, неразрывно связанная, с современными технологиями и их развитием.

Новый протокол XVI (AXVI) от известного разработчика XM Xiongmai Technology.

Источник

Для чего нужны протоколы

Ключевой термин: протокол.

Привязка (binding) является установкой соответствия стека протоколов плате сетевого адаптера.

Три основных момента, касающихся протоколов.

Существует множество протоколов. И хотя все они участвуют в реализации связи, каждый протокол имеет различные цели, выполняет различные задачи, обладает своими преимуществами и ограничениями.

Протоколы работают на разных уровнях модели OSI. Функции протокола определяются уровнем, на котором он работает.

Если, например, какой-то протокол работает на Физическом уровне, то это означает, что он обеспечивает прохождение пакетов через плату сетевого адаптера и их поступление в сетевой кабель.

Несколько протоколов могут работать совместно. Это так называемый стек, или набор, протоколов.

Как сетевые функции распределены по всем уровням модели OSI, так и протоколы совместно работают на различных уровнях стека протоколов. Уровни в стеке протоколов соответствуют уровням модели OSI. В совокупности протоколы дают полную характеристику функциям и возможностям стека.

Передача данных по сети, с технической точки зрения, должна быть разбита на ряд последовательных шагов, каждому из которых соответствуют свои правила и процедуры, или протокол. Таким образом, сохраняется строгая очередность в выполнении определенных действий.

Компьютер-отправитель в соответствии с протоколом выполняет следующие действия:

разбивает данные на небольшие блоки, называемые пакетами, с которыми может работать протокол;

добавляет к пакетам адресную информацию, чтобы компьютер-получатель мог определить, что эти данные предназначены именно ему;

Компьютер-получатель в соответствии с протоколом выполняет те же действия, но только в обратном порядке:

принимает пакеты данных из сетевого кабеля;

через плату сетевого адаптера передает пакеты в компьютер;

удаляет из пакета всю служебную информацию, добавленную компьютером-отправителем;

передает приложению этот блок данных в том формате, который оно использует.

И компьютеру-отправителю, и компьютеру-получателю необходимо выполнять каждое действие одинаковым способом, с тем чтобы пришедшие по сети данные совпадали с отправленными. Если, например, два протокола будут по-разному разбивать данные на пакеты и добавлять информацию (о последовательности пакетов, синхронизации и для проверки ошибок), тогда компьютер, использующий один из этих протоколов, не сможет успешно связаться с компьютером, на котором работает другой протокол.

Маршрутизируемые и немаршрутизируемые протоколы

До середины 80-х годов большинство локальных сетей были изолированными. Они обслуживали один отдел или одну компанию и редко объединялись в крупные системы. Однако, когда локальные сети достигли высокого уровня развития и объем передаваемой ими коммерческой информации возрос, ЛВС стали компонентами больших сетей.

Данные, передаваемые из одной локальной сети в другую по одному из возможных маршрутов, называются маршрутизированными. Протоколы, которые поддерживают передачу данных между сетями по нескольким маршрутам, называются маршрутизируемыми (routable) протоколами. Так как маршрутизируемые протоколы могут использоваться для объединения нескольких локальных сетей в глобальную сеть, их роль постоянно возрастает.

Протоколы в многоуровневой архитектуре

Несколько протоколов, которые работают в сети одновременно, обеспечивают следующие операции с данными:

Работа различных протоколов должна быть скоординирована так чтобы исключить конфликты или незаконченные операции. Этого можно достичь с помощью разбиения на уровни.

Так же как и уровни в модели OSI, нижние уровни стека описывают правила взаимодействия оборудования, изготовленного разными производителями. А верхние уровни описывают правила для проведения сеансов связи и интерпретации приложений. Чем выше уровень, тем сложнее становятся решаемые им задачи и связанные с этими задачами протоколы.

Процесс, который называется привязка, позволяет с достаточной гибкостью настраивать сеть, т.е. сочетать протоколы и платы сетевых адаптеров, как того требует ситуация. Например, два стека протоколов, IPX/SPX и TCP/IP, могут быть привязаны к одной плате сетевого адаптера. Если на компьютере более одной платы сетевого адаптера, то стек протоколов может быть привязан как к одной, так и к нескольким платам сетевого адаптера.

В компьютерной промышленности в качестве стандартных моделей протоколов разработано несколько стеков. Вот наиболее важные из них:

набор протоколов ISO/OSI;

IBM System Network Architecture (SNA);

набор протоколов Интернета, TCP/IP.

Протоколы этих стеков выполняют работу, специфичную для своего уровня. Однако коммуникационные задачи, которые возложены на сеть, приводят к разделению протоколов на три типа:

Схема расположения этих типов соответствует модели OSI.

Прикладные протоколы работают на верхнем уровне модели OSI. Они обеспечивают взаимодействие приложений и обмен данными между ними. К наиболее популярным прикладным протоколам относятся:

Microsoft SMBs (Server Message Blocks, блоки сообщений сервера) и клиентские оболочки или редиректоры;

NCP (Novell NetWare Core Protocol) и клиентские оболочки или редиректоры фирмы Novell;

Транспортные протоколы поддерживают сеансы связи между компьютерами и гарантируют надежный обмен данных между ними. К популярным транспортным протоколам относятся:

Сетевые протоколы обеспечивают услуги связи. Эти протоколы управляют несколькими типами данных: адресацией, маршрутизацией, проверкой ошибок и запросами на повторную передачу. Сетевые протоколы, кроме того, определяют правила для осуществления связи в конкретных сетевых средах, например Ethernet или Token Ring. К наиболее популярным сетевым протоколам относятся:

Стандартные стеки коммуникационных протоколов

Протоколы стека OSI отличает большая сложность и неоднозначность спецификаций. Эти свойства явились результатом общей политики разработчиков стека, стремившихся учесть в своих протоколах все случаи жизни и все существующие и появляющиеся технологии. К этому нужно еще добавить и последствия большого количества политических компромиссов, неизбежных при принятии международных стандартов по такому злободневному вопросу, как построение открытых вычислительных сетей.

Из-за своей сложности протоколы OSI требуют больших затрат вычислительной мощности центрального процессора, что делает их наиболее подходящими для мощных машин, а не для сетей персональных компьютеров.

Стек TCP/IP был разработан по инициативе Министерства обороны США более 25 лет назад для связи экспериментальной сети ARPAnet с другими сетями как набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды. Большой вклад в развитие стека TCP/IP, который получил свое название по популярным протоколам IP и TCP, внес университет Беркли, реализовав протоколы стека в своей версии ОС UNIX. Популярность этой операционной системы привела к широкому распространению протоколов TCP, IP и других протоколов стека. Сегодня этот стек используется для связи компьютеров всемирной информационной сети Internet, а также в огромном числе корпоративных сетей.

Основными протоколами стека, давшими ему название, являются протоколы IP и TCP. Эти протоколы в терминологии модели OSI относятся к сетевому и транспортному уровням соответственно. IP обеспечивает продвижение пакета по составной сети, a TCP гарантирует надежность его доставки.

За долгие годы использования в сетях различных стран и организаций стек TCP/IP вобрал в себя большое количество протоколов прикладного уровня. К ним относятся такие популярные протоколы, как протокол пересылки файлов FTP, протокол эмуляции терминала telnet, почтовый протокол SMTP, используемый в электронной почте сети Internet, гипертекстовые сервисы службы WWW и многие другие.

Сегодня стек TCP/IP представляет собой один из самых распространенных стеков транспортных протоколов вычислительных сетей. Действительно, только в сети Internet объединено около 10 миллионов компьютеров по всему миру, которые взаимодействуют друг с другом с помощью стека протоколов TCP/IP.

Хотя протоколы TCP/IP неразрывно связаны с Internet и каждый из многомиллионной армады компьютеров Internet работает на основе этого стека, существует большое количество локальных, корпоративных и территориальных сетей, непосредственно не являющихся частями Internet, в которых также используют протоколы TCP/IP. Чтобы отличать их от Internet, эти сети называют сетями TCP/IP или просто IP-сетями.

Поскольку стек TCP/IP изначально создавался для глобальной сети Internet, он имеет много особенностей, дающих ему преимущество перед другими протоколами, когда речь заходит о построении сетей, включающих глобальные связи. В частности, очень полезным свойством, делающим возможным применение этого протокола в больших сетях, является его способность фрагментировать пакеты. Действительно, большая составная сеть часто состоит из сетей, построенных на совершенно разных принципах. В каждой из этих сетей может быть установлена собственная величина максимальной длины единицы передаваемых данных (кадра). В таком случае при переходе из одной сети, имеющей большую максимальную длину, в сеть с меньшей максимальной длиной может возникнуть необходимость деления передаваемого кадра на несколько частей. Протокол IP стека TCP/IP эффективно решает эту задачу.

Другой особенностью технологии TCP/IP является гибкая система адресации, позволяющая более просто по сравнению с другими протоколами аналогичного назначения включать в интерсеть сети других технологий. Это свойство также способствует применению стека TCP/IP для построения больших гетерогенных сетей.

В стеке TCP/IP очень экономно используются возможности широковещательных рассылок. Это свойство совершенно необходимо при работе на медленных каналах связи, характерных для территориальных сетей.

Однако, как и всегда, за получаемые преимущества надо платить, и платой здесь оказываются высокие требования к ресурсам и сложность администрирования IP-сетей. Мощные функциональные возможности протоколов стека TCP/IP требуют для своей реализации высоких вычислительных затрат. Гибкая система адресации и отказ от широковещательных рассылок приводят к наличию в IP-сети различных централизованных служб типа DNS, DHCP и т. п. Каждая из этих служб направлена на облегчение администрирования сети, в том числе и на облегчение конфигурирования оборудования, но в то же время сама требует пристального внимания со стороны администраторов.

Этот стек является оригинальным стеком протоколов фирмы Novell, разработанным для сетевой операционной системы NetWare еще в начале 80-х годов. Протоколы сетевого и сеансового уровней Internetwork Packet Exchange (IPX) и Sequenced Packet Exchange (SPX), которые дали название стеку, являются прямой адаптацией протоколов XNS фирмы Xerox, распространенных в гораздо меньшей степени, чем стек IPX/SPX. Популярность стека IPX/SPX непосредственно связана с операционной системой Novell NetWare, которая еще сохраняет мировое лидерство по числу установленных систем, хотя в последнее время ее популярность несколько снизилась и по темпам роста она отстает от Microsoft Windows NT.

Этот стек широко используется в продуктах компаний IBM и Microsoft. На физическом и канальном уровнях этого стека используются все наиболее распространенные протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI и другие. На верхних уровнях работают протоколы NetBEUI и SMB.

Протокол SMB (Server Message Block) выполняет функции сеансового, представительного и прикладного уровней. На основе SMB реализуется файловая служба, а также службы печати и передачи сообщений между приложениями.

Стеки протоколов SNA фирмы IBM, DECnet корпорации Digital Equipment и AppleTalk/AFP фирмы Apple применяются в основном в операционных системах и сетевом оборудовании этих фирм.

Реализация межсетевого взаимодействия средствами TCP/IP

Таблица 3.4.1. Многоуровневая архитектура стека TCP/IP

Уровень межсетевого взаимодействия

Основным протоколом сетевого уровня (в терминах модели OSI) в стеке является протокол IP (Internet Protocol). Этот протокол изначально проектировался как протокол передачи пакетов в составных сетях, состоящих из большого количества локальных сетей, объединенных как локальными, так и глобальными связями. Поэтому протокол IP хорошо работает в сетях со сложной топологией, рационально используя наличие в них подсистем и экономно расходуя пропускную способность низкоскоростных линий связи. Так как протокол IP является дейтаграммным протоколом, он не гарантирует доставку пакетов до узла назначения, но старается это сделать.

К уровню межсетевого взаимодействия относятся и все протоколы, связанные с составлением и модификацией таблиц маршрутизации, такие как протоколы сбора маршрутной информации RIP (Routing Internet Protocol) и OSPF (Open Shortest Path First), а также протокол межсетевых управляющих сообщений ICMP (Internet Control Message Protocol). Последний протокол предназначен для обмена информацией об ошибках между маршрутизаторами сети и узлом-источником пакета. С помощью специальных пакетов ICMP сообщает о невозможности доставки пакета, о превышении времени жизни или продолжительности сборки пакета из фрагментов, об аномальных величинах параметров, об изменении маршрута пересылки и типа обслуживания, о состоянии системы и т. п.

Протокол UDP обеспечивает передачу прикладных пакетов дейтаграммным способом, как и главный протокол уровня межсетевого взаимодействия IP, и выполняет только функции связующего звена (мультиплексора) между сетевым протоколом и многочисленными службами прикладного уровня или пользовательскими процессами.

Прикладной уровень объединяет все службы, предоставляемые системой пользовательским приложениям. За долгие годы использования в сетях различных стран и организаций стек TCP/IP накопил большое количество протоколов и служб прикладного уровня. Прикладной уровень реализуется программными системами, построенными в архитектуре клиент-сервер, базирующимися на протоколах нижних уровней. В отличие от протоколов остальных трех уровней, протоколы прикладного уровня занимаются деталями конкретного приложения и «не интересуются» способами передачи данных по сети. Этот уровень постоянно расширяется за счет присоединения к старым, прошедшим многолетнюю эксплуатацию сетевым службам типа Telnet, FTP, TFTP, DNS, SNMP сравнительно новых служб таких, например, как протокол передачи гипертекстовой информации HTTP.

Уровень сетевых интерфейсов

Соответствие уровней стека TCP/IP семиуровневой модели ISO/OSI

Так как стек TCP/IP был разработан до появления модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, то, хотя он также имеет многоуровневую структуру, соответствие уровней стека TCP/IP уровням модели OSI достаточно условно (рис. 3.4.6). Рассматривая многоуровневую архитектуру TCP/IP, можно выделить в ней, подобно архитектуре OSI, уровни, функции которых зависят от конкретной технической реализации сети, и уровни, функции которых ориентированны на работу с приложениями (рис. 3.4.7).

Протоколы прикладного уровня стека TCP/IP работают на компьютерах, выполняющих приложения пользователей. Даже полная смена сетевого оборудования в общем случае не должна влиять на работу приложений, если они получают доступ к сетевым возможностям через протоколы прикладного уровня.

Протоколы транспортного уровня уже более зависят от сети, так как они реализуют интерфейс к уровням, непосредственно организующим передачу данных по сети. Однако, подобно протоколам прикладного уровня, программные модули, реализующие протоколы транспортного уровня, устанавливаются только на конечных узлах. Протоколы двух нижних уровней являются сетезависимыми, а следовательно, программные модули протоколов межсетевого уровня и уровня сетевых интерфейсов устанавливаются как на конечных узлах составной сети, так и на маршрутизаторах.

Каждый коммуникационный протокол оперирует с некоторой единицей передаваемых данных. Названия этих единиц иногда закрепляются стандартом, а чаще просто определяются традицией. В стеке TCP/IP за многие годы его существования образовалась устоявшаяся терминология в этой области (рис. 3.4.8).

Потоком называют данные, поступающие от приложений на вход протоколов транспортного уровня TCP и UDP.

Протокол TCP нарезает из потока данных сегменты.

Дейтаграмму протокола IP называют также пакетом.

В стеке TCP/IP принято называть кадрами (фреймами) единицы данных протоколов, на основе которых IP-пакеты переносятся через подсети составной сети. При этом не имеет значения, какое название используется для этой единицы данных в локальной технологии.

Формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах, называются протоколом.

Иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети, называется стеком коммуникационных протоколов.

Работа различных протоколов скоординирована так, чтобы исключить конфликты или незаконченные операции. Этого достигается с помощью разбиения на уровни стека протоколов.

Важнейшим направлением стандартизации в области вычислительных сетей является стандартизация коммуникационных протоколов. Наиболее популярными являются стеки: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB, DECnet, SNA и OSI.

Процесс, который называется привязка, позволяет с достаточной гибкостью сочетать протоколы и платы сетевых адаптеров, как того требует ситуация. Если на компьютере более одной платы сетевого адаптера, то стек протоколов может быть привязан как к одной, так и к нескольким платам сетевого адаптера.

Коммуникационные задачи, которые возложены на компьютерную сеть, приводят к разделению протоколов на три типа:

Наибольшее распространение для построения составных сетей в последнее время получил стек TCP/IP. Стек TCP/IP имеет 4 уровня: прикладной, основной, уровень межсетевого взаимодействия и уровень сетевых интерфейсов. Соответствие уровней стека TCP/IP уровням модели OSI достаточно условно.

Прикладной уровень объединяет все службы, предоставляемые системой пользовательским приложениям: традиционные сетевые службы типа telnet, FTP, TFTP, DNS, SNMP, а также сравнительно новые, такие, например, как протокол передачи гипертекстовой информации HTTP.

На основном уровне стека TCP/IP, называемом также транспортным, функционируют протоколы TCP и UDP. Протокол управления передачей TCP решает задачу обеспечения надежной информационной связи между двумя конечными узлами. Дейтаграммный протокол UDP используется как экономичное средство связи уровня межсетевого взаимодействия с прикладным уровнем.

Уровень межсетевого взаимодействия реализует концепцию коммутации пакетов в режиме без установления соединений. Основными протоколами этого уровня являются дейтаграммный протокол IP и протоколы маршрутизации (RIP, OSPF, BGP и др.). Вспомогательную роль выполняют протокол межсетевых управляющих сообщений ICMP, протокол группового управления IGMP и протокол разрешения адресов ARP.

В стеке TCP/IP для именования единиц передаваемых данных на разных уровнях используют разные названия: поток, сегмент, дейтаграмма, пакет, кадр.

Источник