Стандартные сетевые протоколы

Протоколы – это набор правил и процедур, регулирующих порядок осуществления связи. Компьютеры, участвующие в обмене, должны работать по одним и тем же протоколам, чтобы в результате передачи вся информация восстанавливалась в первоначальном виде.

Протоколы нижних уровней (физического и канального) тесно связаны с сетевой аппаратурой, к ним в частности относятся методы кодирования и декодирования, а также управления обменом в сети.

Связь сетевого адаптера с сетевым программным обеспечением осуществляют драйверы сетевых адаптеров. Именно благодаря драйверу компьютер может не знать никаких аппаратных особенностей адаптера (его адресов, правил обмена с ним, его характеристик).

Драйвер унифицирует, делает единообразным взаимодействие программных средств высокого уровня с любым адаптером данного класса. Сетевые драйверы, позволяют сетевым программам одинаково работать с платами разных поставщиков и даже с платами разных локальных сетей (Ethernet, Arcnet, Token-Ring и т.д.).

Драйверы, как правило, выполняют функции канального уровня, хотя иногда они реализуют и часть функций сетевого уровня. Например, драйверы формируют передаваемый пакет в буферной памяти адаптера, читают из этой памяти пришедший по сети пакет, дают команду на передачу, информируют компьютер о приеме пакета.

Протоколы высоких уровней, реализуемые программно, делятся на три основные типа:

l Прикладные протоколы (выполняющие функции трех верхних уровней модели OSI – прикладного, представительского и сеансового);

l Транспортные протоколы (реализующие функции средних уровней модели OSI – транспортного и сеансового);

l Сетевые протоколы (осуществляющие функции трех нижних уровней модели OSI).

Прикладные протоколы обеспечивают взаимодействие приложений и обмен данными между ними. Наиболее популярные прикладные протоколы:

l POP3 (Post Office Protocol – Ver. 3) и SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – протоколы для обмена электронной почтой;

l FTP (File Transfer Protocol) – протокол глобальной сети Интернет для передачи файлов.

l HTTP (HyperText Transfer Protocol) - протокол глобальной сети Интернет для обмена гипертекстовой информацией.

Транспортные протоколы поддерживают сеансы связи между компьютерами и гарантируют надежный обмен данными между ними. Наиболее популярный из них:

l TCP (Transmission Control Protocol) – часть набора (стека) протоколов TCP/IP для гарантированной доставки данных, разбитых на последовательность фрагментов.

Сетевые протоколы управляют адресацией, маршрутизацией, проверкой ошибок и запросами на повторную передачу. Наиболее популярный из них:

l IP (Internet Protocol) – часть стека TCP/IP-протоколов для негарантированной передачи пакетов без установления соединений.

Набор (стек) протоколов TCP/IP был специально разработан для глобальных сетей и для межсетевого взаимодействия. Он изначально ориентирован на низкое качество каналов связи, на большую вероятность ошибок и разрывов связей. Этот протокол принят во всемирной компьютерной сети Интернет, значительная часть абонентов которой подключается по коммутируемым линиям (то есть обычным телефонным линиям). На его основе работают протоколы высоких уровней, такие как SMTP, FTP, HTTP.

Однако сейчас протокол TCP/IP используется и в локальных сетях, чтобы упростить согласование протоколов локальных и глобальных сетей. В настоящее время он считается основным в самых распространенных операционных системах.

TCP-протокол отвечает за разбиение передаваемой информации на блоки. К каждому блоку добавляется заголовок, в результате формируется пакет. В заголовке содержатся: адрес отправителя; адрес получателя; номер пакета; номер следующего пакета.

TCP отвечает также за сборку пакетов в конечном пункте воедино в соответствии с их номерами. Если какой-либо из пакетов утерян или поврежден (передан с ошибками), то его передачу повторяют.

IP-протокол отвечает непосредственно за передачу пакетов данных по сети.