Лекция 7. Реализация стека TCP/IP

• Стек TCP/IP состоит из четырех уровней: канальный, межсетевого взаимодействия, транспортный и прикладной.  

• Рассматривается реализация стека в пределах одного устройства, например, компьютера, ноутбука или смартфона.  

• Прикладной процесс может взаимодействовать с сетевым уровнем напрямую или через транспортный уровень.  

• На сетевом уровне основным протоколом является IP, который используется для передачи данных в локальных и глобальных сетях.  

• На транспортном уровне используются протоколы TCP и UDP.  

• Протокол ARP определяет адрес канального уровня по известному IP-адресу.  

• Протокол ARP-R определяет неизвестный IP-адрес по известному адресу канального уровня.  

• Протокол OSPF используется для обмена сообщениями об ошибках при передаче IP-пакетов.  

• Протокол IGMP используется для управления группами в Интернете.  

• Протокол TCP является надежным транспортным протоколом, гарантирующим доставку данных.  

• Протокол UDP является ненадежным транспортным протоколом, не гарантирующим доставку данных.  

• Пользовательские процессы могут взаимодействовать с различными протоколами на прикладном уровне.  

• Стек TCP/IP предоставляется пользователю в составе операционной системы.  

• Следующий вопрос касается инкапсуляции в стеке TCP/IP.  

• Пользователь формирует данные, которые отправляются в приложение.  

• Приложение добавляет заголовок, понятный принимающей стороне.  

• Данные передаются на транспортный протокол TCP, который добавляет свой заголовок.  

• TCP сегмент передается на сетевой уровень IP.  

• IP добавляет заголовок пакета, чтобы принимающая сторона понимала данные.  

• IP дейтаграмма передается на канальный уровень Ethernet.  

• Ethernet кадр отправляется в среду передачи.  

• Данные передаются в виде потока бит по медным парам или оптическому волокну.  

• Данные опускаются вниз по стеку протоколов TCP/IP.  

• На каждом уровне добавляется служебная информация.  

• Информация добавляется путем стыковки заголовка в начало поля данных.  

• Иногда добавляется завершитель, как в примере с кадром.  

• Транспортные и прикладные протоколы работают только в оконечных узлах.  

• Протоколы IP и канального уровня работают на промежуточных узлах.  

• Заголовок IP обрабатывается на всех маршрутизирующих устройствах.  

• Кадр канального уровня передается на сетевой уровень.  

• IP определяет протокол вышележащего уровня и передает данные.  

• TCP определяет прикладной процесс и передает данные ему.  

• Прикладной процесс определяет, что делать с данными.  

• Рассматривается следующий вопрос - демультиплексирование.  

• Демультиплексирование - это процесс, при котором данные передвигаются вверх по стеку.  

• На каждом уровне просматривается соответствующий заголовок для определения протокола верхнего уровня.  

• Определяется, к какому протоколу верхнего уровня необходимо отправить данные.  

• В заголовке IP-кадра содержится поле "протокол", указывающее на нужный протокол.  

• Протоколы TCP и UDP работают на транспортном уровне.  

• В заголовках TCP и UDP содержится поле "номер порта назначения", указывающее на прикладной процесс.  

• Номера портов TCP и UDP делятся на статические и динамические.  

• Статические порты от 1 до 1023 закреплены за определенными прикладными процессами.  

• Протокол передачи файлов использует порт 21.  

• Протокол передачи гипертекста использует порт 80.  

• Номера портов от 1024 и выше назначаются динамически.  

• Динамическая нумерация портов используется от 1024 до 5000 порта.  

• Номера портов свыше 5000 предназначены для серверов, не зарезервированных в сети Интернет.  

• Официальные стандарты Интернет публикуются в системе IETF.  

• Каждый стандарт имеет свой номер и может содержать от одной до двухсот страниц.  

• Существуют четыре группы, ответственные за технологию Интернет.  

• Первая группа отвечает за настройку и поддержку роста Интернет.  

• Вторая группа занимается технической координацией.  

• Третья группа разрабатывает стандарты.  

• Четвертая группа занимается долговременными проектами.