Как называется сетевые протоколы которые обеспечивают работу различных служб интернета
Перейти к содержимому

Как называется сетевые протоколы которые обеспечивают работу различных служб интернета

  • автор:

Что такое TCP/IP

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) – это модель передачи цифровых данных. Протокол передачи TCP/IP описывает правила передачи данных, стандарты связи между компьютерами, а также содержит соглашения о маршрутизации и межсетевом взаимодействии.

Что такое протокол и для чего он нужен? Протокол – это набор правил, благодаря которым устройства обмениваются данными через интернет. Эти правила сообщают устройствам о том:

  • Как начинать общение и приветствовать другую сторону.
  • Как договориться с другим устройством о параметрах передачи данных.
  • Что делать при ошибках.
  • Как узнать, что передача данных закончена.

Сетевые протоколы TCP/IP обеспечивает связь между устройствами, работающими через интернет. Обычно эти устройства называют хостами. Хотя существуют и другие протоколы передачи данных, TCP/IP выделяется тем, что при его работе обеспечивается аппаратная независимость.

Это значит, что работа протокола не зависит от особенностей аппаратного обеспечения, он позволяет организовать обмен данными между любыми устройствами с различной технологией передачи данных. Кроме этого, сетевая модель TCP/IP определяет стандарты для множества различных служб связи конечных пользователей.

Благодаря TCP/IP возможны такие действия:

  • Передача данных в другую систему.
  • Вход в удаленную систему.
  • Управление сетью.
  • Отправка сообщений удаленным пользователям.
  • Выполнение удаленных команд.
  • Печать файлов из удаленной системы.

Как работает TCP/IP

TCP и IP два отдельных протокола, работающие вместе. Они образуют стек протоколов надежной передачи данных. Стек протоколов TCP/IP различают два типа сокетов TCP (потоковые) и UDP (датаграммные). Подробнее о сокетах расскажем далее.

UDP – простой протокол с минимальной дополнительной нагрузкой, он подходит для отправки небольших сообщений, когда не важна надежность при передаче данных. Протокол TCP – выполняет проверку доставки всех файлов адресату и проверяет не было ли ошибки при передаче информации. TCP может повторно запросить данные, если они были потеряны и регулировать загрузку сети.

Стек протоколов TCP/IP позволяет обеспечивать доставку информации в необходимое место назначения. IP определяет адрес доставки, а TCP отвечает за процесс передачи и доставки данных. Для более наглядного примера предположим, что IP – это адрес электронной почты, а TCP — это почтовый клиент, с помощью которого происходит отправка сообщений.

Протоколы используются вместе, чтобы информация имела место назначения, а сам процесс происходил безопасно.

Для работы протоколов необходима установка TCP/IP – специального программного обеспечение. Обычно, оно устанавливается с операционной системой и не требует скачивания дополнительных программ.

Как настроить TCP/IP

Настройка TCP/IP происходит в разделе основных настроек компьютера.

Windows

  1. В меню Пуск выберите Сеть и интернет.
  2. Далее перейдите в раздел Ethernet.
  3. В открывшемся окне найдите пункт Настройка параметров адаптера.
  4. Затем снова выберите пункт Ethernet, нажав на него правой кнопкой мыши, и выберите раздел свойства.
  5. В открывшемся окне двойным щелчком по левой кнопке мыши выберите пункт IP версии 4 (TCP/IPv4).
  6. В новом окне отметьте точками: Получить IP-адрес автоматически и Получить адрес DNS-сервера автоматически.
  7. На вкладке Альтернативная конфигурация отметьте точку Автоматический частный IP-адрес.
  8. Нажмите ОК, чтобы сохранить настройки.

MacOS

  1. Выберите меню Apple и перейдите в Системные настройки.
  2. Зайдите в раздел Сеть.
  3. Слева выберите сетевую службу, которую используете.
  4. Далее нажмите Подробнее.
  5. Выберите раздел TCP/IP.
  6. Для адреса IPv4, кликните всплывающее меню «Конфигурация IPv4».
  7. Выберите здесь один из вариантов, потом введите адрес IPv4, маску подсети и адрес маршрутизатора.
  8. Для адреса IPv6, кликните всплывающее меню «Конфигурация IPv6»
  9. Выберите один из вариантов, потом введите адрес маршрутизатора, адрес IPv6 и длину префикса.
  10. Если у вас есть ID клиента DHCP, укажите его.
  11. Нажмите ОК.

Что такое сокеты

Сокет — это программный механизм, который обеспечивает сетевое взаимодействие, помогает осуществлять передачу информации от одного компьютера к другому. Он представляет собой конструкцию, состоящую из IP-адреса и номера порта.

Сокет был придуман для того, чтобы облегчить программистам процесс написания кодов. При работе с сокетами программистам не надо разбираться с IP и портами, при программировании он указывает, что хочет создать сокет и обозначает для него IP-адрес. Программа, в которой работает специалист, создает сокет. Далее информация отправляется и принимается в сокете, а программа отвечает за ее передачу.

Основное назначение сокетов – передача данных через сеть и обеспечение связи между различными приложениями.

При настроенных сокетах в двух разных приложениях можно осуществлять передачу данных без дополнительных программ. Например, чтобы получить информацию из мобильного приложения, сервер запускает сокет для связи с этим приложением. Само приложение также открывает сокет, чтобы связаться с сервером. После этого происходит обмен данными между сервером и приложением.

Чтобы к серверу можно было одновременно подключиться нескольким приложениям, сервер делает копии сокетов.

Для чего нужны порты

Сетевые порты представляют собой 16-ти битное число от 1 до 65535, которое определяет назначение пакетов данных в пределах одного хоста. Они необходимы, чтобы осуществлять передачу информации определенного вида. Все хосты передают данные при помощи IP-адресов, когда происходит подключение к сети, порты определяют к какой программе относятся передаваемые файлы. Основные программы это:

  • Web-сервер, для трансляции с веб-сайтов.
  • Почтовый сервер, для обмена электронными письмами.
  • FTP-сервер, для передачи информации.

Например, пользователь на своем ноутбуке открывает браузер и вбивает поисковый запрос, веб-сервер при этом автоматически отправляет данные по протоколу TCP/IP в порт 80.

При работе с почтовым клиентом Outlook используется два стандартизированных порта: порт 110 – для получения электронных сообщений и порт 25 – для отправки писем к адресату.

Важно знать, что порты обеспечивают доступ в интернет не только полезным программам, но и вирусам, которые могут открывать порты без согласия пользователя и считывать данные на его компьютере.

Что можно делать с портом

  • Открыть. Чтобы знать куда направлять данные, которые пришли по адресу порта.
  • Закрыть. Чтобы прекратить передачу данных.
  • Пробросить. Если запрос пришел на порт 1020, отправить его на порт 2020.
  • Просканировать. То есть проверить числа от 0 до 65535 на предмет ответа от кого-то из них. Если ответ найден, то это будет означать, что на этом порту работает какая-то программа. Это поможет найти уязвимости и вредоносные программы.
  • Заблокировать. Например, для того, чтобы не допустить посторонних к открытому порту.
  • Задать. Если для работы программы требуется порт, который у вас заблокирован, ей можно создать другой порт и проводить обмен данными через него.

Уровни протоколов TCP/IP

Одной из основных и первых моделей передачи данных была OSI (The Open Systems Interconnection model). В соответствии с ней происходит работа сетевых протоколов, так как она устанавливает основные требования и правила. Модель OSI состоит из семи уровней, каждый из них определяет нормы сотрудничества систем между собой:

  • Прикладной уровень
  • Сеансовый уровень
  • Уровень представления
  • Транспортный уровень
  • Сетевой уровень
  • Канальный уровень
  • Физический уровень

Несколько протоколов, работающих по определенным уровням, называют стеком протоколов. Современный интернет работает на стеке протоколов TCP/IP. Различают следующие уровни стека TCP/IP:

Регулирует работу сетевых приложений, например, браузеры, программы для загрузки файлов по ftp , почтовые клиенты, SSH . Эти программы могут использовать свои протоколы обмена данными.

На прикладном уровне передача информации осуществляется путем передачи пакета с данными от одного сетевого узла к другому. Пересылка данных от хоста-отправителя к хосту-получателю осуществляется при помощи протокола IP, который сообщает адрес получателя и указывает номер порта. Благодаря IP сеть определяет откуда пришел пакет данных и куда его следуют отправить.

Комбинация IP-адреса и номера порта передачи данных называется сокетом. Определенные порты используют для упрощения стандартов, каждый порт соответствует функциональному назначению приложения (Например, почтовый SMTP-сервер использует 25 порт).

Работу этого уровня определяют протоколы TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol). Протокол TCP анализирует переданные пакеты информации и, в случае ошибки, повторно запрашивает пакеты. Также он следит за верной последовательностью переданных пакетов. UDP – протокол без установки соединения, он выполняет небольшую проверку и считается ненадежным. Отправка информации с помощью UDP выполняется быстрее по сравнению с TCP.

Передача данных начинается с установки соединения: хост-клиент отправляет фрагмент данных с номером последовательности и флагом SYN (служит для обозначения начала установки соединения). Сервер выделяет память для обработки задачи и назад отправляет фрагмент с номером последовательности и флагами SYN и ACK (служит для обозначения получения подтверждения).

Получив флаг SYN, хост-клиент отправляет сегмент с флагом ACK, в том случае, когда этот флаг узел уже получил, включается режим ESTABLISHED ( или активное соединение). Если, повторив свой запрос, хост не получает ответа, то через некоторое время включается режим CLOSED (или завершение сеанса связи):

  • Хост-получатель шлет хосту-отправителю флаг FIN (конец передачи данных).
  • Узел возвращает флаги ответа ACK, FIN о завершении связи.
  • Хост-клиент устанавливает соединение, и шлет хосту сигнал о завершении сессии в виде флага ACK (получение подтверждения).
  1. Межсетевой или сетевой уровень TCP/IP

Так как глобальная сеть объединяет в себе множество локальных сетей, то сетевой уровень нужен для регламентирования передачи данных и взаимодействия локальных сетей.

Основные функции межсетевого уровня: доставка пакетов с информацией между сетями, выбор оптимального пути перемещения данных, согласование разных технологий передачи информации, фильтрация трафика, предотвращение перегрузок при передаче.

IP (Internet Protocol) – основной протокол межсетевого уровня. Он отвечает за перемещение пакетов между подсетями — от одного пограничного маршрутизатора до другого, пока данные не достигнут сети назначения.

При передаче информации от одного хоста к другому все данные делятся на пакеты, которые передаются по нужным каналам связи. Канальный уровень определяет физические свойства обмена информацией: максимальное расстояние передачи пакетов, частота сигнала, возможное время задержки ответа от хоста.

Чаще всего на этом уровне используют протокол Ethernet, он определяет проводные соединения и электросигналы на физическом уровне. Когда хост собирается передать пакет информации, он проверяет свободен ли канал в этот момент (по наличию несущей частоты в кабеле). Если частота не найдена, то начинается передача данных. Передача информации ограничивается по времени, она не может превышать, а также быть меньше заданной величины. Это необходимо для предотвращения единоличного использования сети одним компьютером и доступом к сети другим пользователям.

Зачем нужны уровни сетевой модели TCP/IP? Передача файлов между двумя хостами напрямую невозможна. Сначала пакеты данных попадают на сетевой уровень, чтобы получить IP-адрес. На транспортном уровне, с помощью протокола TCP, отдельные части данных передаются хосту. На каждом уровне к передаваемым файлов добавляется служебная информация: например, указание порта, чтобы распознать приложение. Кроме того, информацию могут добавлять протоколы Ethernet, IP, TCP и другие.

Такое наслоение правил и дополнительной информации называется стеком. Таким образом, стек – набор сетевых протоколов с иерархической структурой. Главная задача стека – достаточный набор правил, который обеспечивает взаимодействие устройств в интернете.

Чтобы все протоколы могли работать одновременно и не конфликтовали между собой, были выделены уровни стека протоколов TCP/IP. Каждый уровень решает свою определенную задачу, что снижает возникновение сбоев и незавершенных операций.

Заключение

Протокол интернета TCP/IP популярен своей возможностью реализовать широкий набор функций: совместное использование файлов, принтеров, удаленный доступ к системам и серверам. Стек TCP/IP – надежный набор протоколов, благодаря которым легко налаживаться работа приложений, а управление маршрутизацией удобно настраивается.

Как называется сетевые протоколы которые обеспечивают работу различных служб интернета

Компьютер-получатель в соответствии с протоколом выполняет те же действия, 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;
  • копирует данные из пакетов в буфер для их объединения в исходный блок данных;
  • передает приложению этот блок данных в том формате, который оно использует.

И компьютеру-отправителю, и компьютеру-получателю необходимо выполнить 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, 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

  • подготовку;
  • передачу;
  • прием;
  • последующие действия.

Работа различных протоколов должна быть скоординирована так, чтобы исключить конфликты или незаконченные операции. Этого можно достичь с помощью разбиения на уровни. Стеки протоколов Стек протоколов (protocol stack) — это комбинация протоколов. Каждый уровень определяет различные протоколы для управления функциями связи или ее подсистемами. Каждому уровню присущ свой набор правил.

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, 2 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 проколов может быть привязан как к одной, так и к нескольким платам сетевого адаптера.

Порядок привязки определяет очередность, с которой операционная система выполняет протоколы. Если с одной платой сетевого адаптера связано несколько протоколов, порядок привязки определяет очередность, с которой будут использоваться протоколы при попытках установить соединение.

Обычно привязку выполняют сразу при установке операционной системы или протокола.

Например, если TCP/IP первый протокол в списке привязки, то именно он будет использоваться при попытке установить связь. Если попытка неудачна, компьютер попытается установить соединение используя следующий по порядку протокол в списке привязки. Привязка (binding) не ограничивается установкой соответствия стека протоколов и платы сетевого адаптера. Стек протоколов должен быть привязан (или ассоцииров к компонентам, уровни которых и выше, и ниже его уровня. Так, TCP/IP может быть привязан к Сеансовому уровню NetBIOS, а внизу — к драйверу пл сетевого адаптера. Драйвер, в свою очередь, привязан к плате сетевого адаптера.

  • набор протоколов ISO/OSI;
  • IBM System Network Architecture (SNA);
  • Digital DECnet;
  • Novell NetWare;
  • Apple AppleTalk;
  • набор протоколов Интернета, TCP/IP.

  • прикладной;
  • транспортный;
  • сетевой.

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

АРРС (Advanced Program-to-Program Communication) — одноранговый SNA-протокол фирмы IBM, используемый в основном на AS/400CS);
FTAM (File Transfer Access and Management) — протокол OSI доступа к файлам;
X.400 протокол CCITT для международного обмена электронной почтой;
Х.500 протокол CCITT служб файлов и каталогов на нескольких системах;
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — протокол Интернета для обмена электронной почтой;
FTP (File Transfer Protocol) — протокол Интернета для передачи файлов;
SNMP (Simple Network Management Protocol) — протокол Интернета для мониторинга сети и сетевых компонентов;
Telnet протокол Интернета для регистрации на удаленных хостах и обработки данных на них;
SMBs (Server Message Blocks, блоки сообщений сервера) и клиентские оболочки или редиректоры;
NCP (Novell NetWare Core Protocol) и клиентские оболочки или редиректоры фирмы Novell;
Apple Talk и Apple Share набор сетевых протоколов фирмы Apple;
AFP (AppleTalk Filling Protocol) — протокол удаленного доступа к файлам фирмы Apple;
DAP (Data Access Protocol) © протокол доступа к файлам сетей DECnet.

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

TCP (Transmission Control Protocol) — TCP/I Р-протокол для гарантированной доставки данных, разбитых на последовательность фрагментов;
SPX© часть набора протоколов IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequential Packet Exchange) для данных, разбитых на последовательность фрагментов, фирмы Novell;
NetBEUI [NetBIOS (Network Basic Input/Output System) Extended User Interface — расширенный интерфейс пользователя] — устанавливает сеанссы связи между компьютерами (NetBIOS) и предоставляет верхним уровням транспортные услуги (NetBEUI);
АТР, NBP (AppleTalk Transaction Protocol), (Name Binding Protocol) -© протоколы сеансов связи и транспортировки данных фирмы Apple.

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:

IP (Internet Protocol) — TCP/IP-протокол для передачи пакетов;
IPX (Internetwork Packet Exchange) — протокол фирмы NetWare для передачи и маршрутизации пакетов;
NetBEUI транспортный протокол, обеспечивающий услуги транспортировки, данных для сеансов и приложений NetBIOS;
DDP (Datagram Delivery Protocol) — AppleTalk-протокол транспортировки данных.

Модель OSI помогает определить, какие протоколы нужно использовать на каждом уровне. Продукты от разных производителей, которые соответствуют этой модели могут вполне корректно взаимодействовать друг с другом.


Next: Кратко о NetBEUI, X.25, Up: Функционирование сетей Previous: Формирование пакетов (инкапсуляция) Contents Index Alex Otwagin 2002-12-16

Сетевые протоколы: базовые понятия и описание самых востребованных правил

Рассказываем о самых часто используемых правилах взаимодействия устройств в сети.

Эта инструкция — часть курса «Как работают сетевые протоколы».

Смотреть весь курс

Изображение записи

В мире существует более 7 000 протоколов, и их число продолжает расти. Рассказываем о самых часто используемых правилах взаимодействия устройств в сети.

Понятие протокола сети

Сетевой протокол — это набор правил, определяющий принципы взаимодействия устройств в сети. Чтобы отправка и получение информации прошли успешно, все устройства-участники процесса должны принимать условия протокола и следовать им. В сети их поддержка встраивается или в аппаратную часть (в «железо»), или в программную часть (в код системы), или и туда, и туда.

Для взаимодействия протоколов между собой существует модель OSI, или Open Systems Interconnection. Дословно название переводится как «взаимодействие открытых систем».

OSI — эталонная модель взаимодействия устройств в сети

Модель OSI — это модель, позволяющая разным системам связи коммуницировать между собой по общепринятым стандартам. Ее можно сравнить с английским, то есть глобальным, универсальным языком в мире сетей.

Модель основана на принципе разделения коммуникационной системы на семь отдельных уровней. Подробнее о ней вы можете прочитать здесь.

семь уровней модели OSI

Если в передачи информации случаются сбои, модель помогает быстрее и легче локализовать проблему на конкретном уровне и значительно ускорить процесс восстановления работоспособности системы.

Модель OSI является эталонным стандартом, но на данный момент она устарела, поскольку современные протоколы работают сразу на нескольких уровнях модели OSI. На смену модели OSI пришла модель TCP/IP, на основе которой работает большая часть устройств в современном мире.

TCP/IP — модель, на которой работает сеть Интернет

Модель TCP/IP помогает понять принцип работы и взаимодействия узлов в сети Интернет. Ее название включает в себя два основных протокола, на которых построен интернет. TCP/IP расшифровывается как Transmission Control Protocol/Internet Protocol, или протокол управления передачей (данных)/интернет-протокол.

Модель используется во всем современном интернете, новые сетевые протоколы разрабатываются с опорой на модель TCP/IP. Например, подключаясь к сайту Selectel, вы используете протоколы IP, TCP и HTTPS, которые работают в рамках упомянутой модели.

сравнение моделей

Подробнее о модели TCP/IP можно прочитать в блоге.

Далее мы рассмотрим основные протоколы межсетевого, транспортного уровней, а также уровня приложений. Именно с ними мы сталкиваемся чаще всего, анализируя какие-либо проблемы в сети или на сервере.

Протоколы транспортного уровня: краткое описание

Интернет-протокол и IP-адреса

Internet Protocol (IP) — это наиболее простой протокол, объединивший отдельные компьютеры в глобальную сеть. Главной его задачей является маршрутизация дейтаграмм — определение маршрута следования пакетов по узлам сети. Каждое устройство — ваш ПК, принтер и т.д. — имеет IP-адрес, чтобы данные попадали к нужному адресату. Так, например, отправленный на печать файл не окажется вместо принтера в личном ПК вашего коллеги.

В качестве минусов протокола можно отметить низкую надежность. Он не определяет факт передачи пакета и не контролирует целостность данных. IP просто осуществляет пересылку.

Для пересылки пакетов необходимо определить, на какой порт отправить пакет. Для этого протокол имеет свою систему адресации. В качестве адресов выступает 32-битные (IPv4) или 128-битные (IPv6) адреса. Перед отправкой пакета в него добавляются header (заголовок) и payload (данные для доставки).

IPv4 является 32-разрядной системой, состоящей из четырех разделов (123.123.123.123). Он поддерживает до 4 294 967 296 адресов и является протоколом по умолчанию. Основным его преимуществом является простота. В недостатках — ограниченное адресное пространство, также называемое «исчерпанием адресов».

IPv6, напротив, — 128-битное адресное пространство, которое обеспечивает приблизительно 2^128 степени адресов. Формат записи состоит из восьми разделов, в каждый из которых записывается четыре 16-ричных цифры. Недостаток протокола — в сложности сетевого администрирования. При аренде сервера или виртуальной машины в Selectel выдается IPv4, однако можно запросить и IPv6-адреса, в облаке на базе VMware выдаются только IPv4-адреса.

Один из основных протоколов, который работает поверх IP, — это протокол TCP, из-за чего его часто обозначают как TCP/IP. Но это не единственный протокол, который является частью интернет-протокола.

TCP — протокол обмена сообщениями в сети Интернет

TCP помогает устройствам в сети обмениваться сообщениями. Он работает на четвертом, транспортном, уровне модели OSI.

Для передачи информации происходит дробление исходного файла на части, которые передаются получателю, а далее собираются обратно. Например, человек запрашивает веб-страницу, далее сервер обрабатывает запрос и высылает в ответ HTML-страницу при помощи протокола HTTP. Он, в свою очередь, запрашивает уровень TCP для установки требуемого соединения и отправки HTML-файла. TCP конвертирует данные в блоки, передавая их на уровень TCP пользователя, где происходит подтверждение передачи.

Свойства протокола TCP:

структура пакета

  1. Система нумерации сегментов (Segment Numbering System). TCP отслеживает передаваемые или принимаемые сегменты, присваивая номера каждому из них. Байтам данных, которые должны быть переданы, присваивается определенный номер байта, в то время как сегментам присваиваются порядковые номера.
  2. Управление потоком. Эта функция ограничивает скорость, с которой отправитель передает данные. Это делается для обеспечения надежности доставки. Получатель постоянно сообщает отправителю о том, какой объем данных может быть получен.
  3. Контроль ошибок. Данная функция реализуется для повышения надежности путем проверки байтов на целостность.
  4. Порт источника и порт назначения. Протокол TCP использует специальные порты для связи различных протоколов. Например протокол SSH использует 22й порт, HTTP — 80, HTTPS — 443, Gopher — 70. Все порты делятся на три диапазона — общеизвестные (0—1023), зарегистрированные (1024—49151) и динамические (49152—65535).

UDP — аналог TCP: описание отличий в поведении протокола в сети

В отличие от протокола ТСР User Datagram Protocol обеспечивает передачу данных без получения подтверждения от пользователя о результате действия. Благодаря этому достигается большая скорость работы и передачи данных в ущерб надежности и безопасности.

Особенности протокола диктуют специфику его применения. Так, он подходит для приложений, например, Skype, Discord и другие, которые работают в реальном времени и где задержка передачи данных может быть проблемой. Также его предпочтительно использовать в приложениях с большим количеством подключенных клиентов — например, в играх, голосовых или видеоконференциях, а также при потоковой передаче мультимедиа.

UDP работает путем сбора данных в UDP-пакете и добавления в пакет собственной информации заголовка. Заголовок UDP включает четыре поля, объем которых составляет 2 байта каждый: номер порта источника, номер порта назначения, длина заголовка и контрольная сумма блока.

заголовок UDP

Протокол UDP любят злоумышленники при организации DDOS — или DOS-атак. Из-за того, что данный протокол не требует подтверждения от сервера, открывается возможность просто «залить» сервер запросами. Стандартная атака подразумевает отправку большого количества дейтаграмм. Это заставляет сервер отвечать на каждый из них, расходуя вычислительные мощности.

SCTP — протокол передачи управления потоком

Еще один протокол, который относится к транспортному уровню. SCTP обеспечивает надежную последовательную передачу данных. Поддерживает многоадресное соединение, когда один или оба конечных узла могут состоять из более чем одного IP-адреса. Это обеспечивает прозрачное переключение между резервными сетевыми путями.

SCTP аналогичен протоколам UDP и TCP, которые обеспечивают функции транспортного уровня для некоторых интернет-приложений. Так как преимущество протокола SCTP — в быстром переключении между интерфейсами, на него переходят только компании, для которых критична недоступность приложений. SCTP работает поверх бесконтактной пакетной сети, такой как IP, и поддерживает передачу данных в случаях с одним или несколькими IP.

RTP — транспортный протокол реального времени

Real-time Transfer Protocol — это протокол, который используется при передаче потокового аудио и видео и применяется при передаче голоса преимущественно в IP-телефонии. RTP применяется в совокупности с протоколом управления RTCP. Когда RTP транслирует медиа, RTCP применяется при анализе статистик QoS (Quality of Service) и обеспечивает синхронизацию разных потоков. RTP отправляется и принимается с помощью четных номеров портов, а RTCP использует нечетные номера.

Также протокол считают главным стандартом, применяемым при передаче аудио и видео по IP-сети. Поскольку RTP может осуществлять ее нескольким конечным адресатам одновременно при помощи многоадресной IP-рассылки.

Протоколы межсетевого уровня: краткое описание

ICMP — протокол управляющих сообщений в сети

Задача протокола — диагностика проблем при взаимодействии устройств. Он определяет, достигли ли данные места назначения или нет.

Основная цель ICMP — сообщать об ошибках. Если какие-либо данные не попали по назначению, ICMP генерирует ошибки для обмена с отправляющим устройством. Например, если объем передаваемых данных слишком велик для маршрутизатора, маршрутизатор отбросит пакет и отправит ICMP-сообщение исходному источнику данных.

Как и в случае UDP, протокол ICMP можно использовать для сетевых атак, таких как ICMP flood и ping of death, где главный прием — генерация большого количества ICMP-сообщений.

OSPF — протокол маршрутизации состояния канала сети

Open Shortest Path First используется для поиска наилучшего пути между исходным и конечным маршрутизатором. Работает на межсетевом уровне модели OSI.

После настройки OSPF будет анализировать соседние маршрутизаторы и собирать все доступные данные о состоянии канала для построения топологической карты всех доступных путей в своей сети. Затем он сохранит информацию в своей базе данных топологии, также известной как База данных состояния канала (LSDB).

На основе собранной информации он вычислит наилучший кратчайший путь к каждой доступной подсети/сети, используя алгоритм под названием Shortest Path First (SFP).

Протоколы прикладного уровня: краткое описание

FTP — протокол передачи данных в сети

FTP — это клиент-серверный протокол, который использует два канала для передачи данных: командный, управляющий процессом передачи, и транспортный, непосредственно передающий информацию. Для FTP-протокола устройство конечного пользователя называется локальным хостом, а второй компьютер — удаленным хостом, играющим роль сервера. Для работы протокола требуется его правильная настройка со стороны хоста и специальный клиент на локальном хосте.

Описание работы протокола в сети Интернет

Пользователю нужно войти на FTP-сервер. Здесь нужно учитывать, что некоторые серверы разрешают доступ к части или всем своим данным без авторизации. Это называется «анонимным FTP». При этом файлы с сервера можно будет только передавать на компьютер клиента.

Далее клиент начинает диалог с сервером — запрашивает разрешение на изменение файлов на сервере. Использую авторизованный FTP-клиент, можно скачивать файлы с сервера, отгружать их на него и выполнять другие манипуляции.

FTP-сессии работают в двух режимах — активном и пассивном:

  • При активном режиме сервер после инициализации, путем вызова командного канала, открывает транспортный канал и начинает передачу данных.
  • При пассивном режиме сервер при помощи командного канала отправляет клиенту данные, требующиеся для открытия канала передачи данных.

Из-за того, что клиент создает все подключения в пассивном режиме, этот протокол хорошо подходит для работы с брандмауэрами.

DNS — справочник сети Интернет

Браузеры взаимодействуют между собой через IP-адреса. Люди, пытаясь подключиться к сайту, используют его доменное имя — например, https://selectel.ru/. Domain Name System преобразует домены в IP-адреса, чтобы сделать возможной загрузку интернет-ресурса через браузер. Каждому устройству в сети назначается свой IP-адрес, который используется другими устройствами для подключения к нему, а DNS-сервер позволяет людям не запоминать их.

На данный момент существуют четыре основных DNS-сервера, которые участвуют в загрузке веб-страниц:

  • DNS recursor — своеобразный справочник, отвечающий за прием запросов от компьютеров пользователей, например, приложений браузеров;
  • Root nameserver, или корневой сервер, является первым в процессе конвертации имени хоста в IP-адрес и позволяет получить список DNS-серверов.
  • TLD nameserver — следующий шаг при поиске IP; хранит информацию про все доменные имена с общим расширением (.ru, .com и т.д.);
  • Authoritative nameserver дает окончательные ответы на запросы о DNS.

Бесплатный DNS-хостинг от Selectel

Размещайте домены и записи на наших DNS-серверах. Запуск за несколько минут.

HTTP(S) — протокол передачи гипертекста

HTTP является основой интернета и используется для загрузки веб-страниц с использованием гипертекстовых ссылок. Относится к прикладным протоколам и работает поверх других уровней стека сетевых протоколов.

Обычно принцип передачи данных по протоколу HTTP включает в себя компьютер клиента (например, ваш ПК), отправляющий запрос на сервер, который затем возвращает ответ. Каждый HTTP-запрос включает в себя ряд закодированных данных, содержащих различную информацию, в том числе:

  • версию HTTP,
  • URL-адрес,
  • метод HTTP-запроса — указание на ожидание запроса от сервера (например, PUT- и GET-запросы),
  • заголовок — он передает основную информацию о запросе и содержит пары ключ-значение,
  • тело запроса (опционально, это любая отправляющаяся информация).

После получения запроса сервер должен дать ответ. В его стандартную структуру входят: код состояния, заголовок и тело ответа.

Код состояния HTTP-запроса — это трехзначные коды, которые, как правило, указывают на успешность его выполнения. Они разбиваются на пять основных блоков:

  1. 1xx* Информация (Informational),
  2. 2хх Успешность выполнения (Success),
  3. 3хх Перенаправление (Redirection),
  4. 4xx Ошибка клиента (Client Error),
  5. 5xx Ошибка сервера (Server Error),

*ХХ обозначают цифры от 00 до 99.

Аналогично запросу, ответ имеет заголовок, который содержит различную информацию — например, язык отправляемых данных. В большинстве случаев там содержатся HTML-данные, которые веб-браузер клиента преобразует в страницу.

При разговоре про HTTP нельзя не упомянуть важный аспект — незащищенность протокола. При передаче данных все происходит открыто, в результате чего злоумышленник может перехватить данные. Для исключения этой проблемы был разработан протокол HTTPS. Подробное сравнение этих протоколов есть в нашем блоге.

SSH — основное средство подключения к серверам

SSH, или Secure Shell, — это защищенный протокол, который используется как основное средство подключения к серверам. С помощью него при подключении к серверу пользователь входит в уже существующую учетную запись, где выполняются все отправленные команды.

Данное соединение реализовано по схеме «клиент-сервер». Для его создания на удаленном устройстве должна быть запущена программа, называемая демоном. Демон выполняет подключение к определенному сетевому порту, проверяет подлинность запросов на подключение и создает соответствующую среду, если пользователь вводит правильные учетные данные. Также со стороны клиента должно быть установлено соответствующее ПО.

В панели управления Selectel пользователь может загрузить собственный SSH-ключ для повышения надежности и безопасности подключения или сгенерировать его на месте. Подробнее — в нашей базе знаний.

Устаревшие протоколы: Telnet, Gopher, FTP

На сегодняшний день существует более 7 000 тысяч различных протоколов. Сеть постоянно развивается, поэтому некоторые протоколы устаревают — например, Gopher, FTP, Telnet. Последний рассмотрим подробнее.

Telnet — это старый, но очень надежный протокол связи. Первоначально он был разработан как символьно-ориентированный протокол эмуляции терминала, используемый в среде UNIX. Сегодня Telnet широко используется для системного администрирования маршрутизаторов, коммутаторов и удаленных серверов, а также для базовой текстовой связи, в которой графика не требуется.

Заключение

В данной статье мы рассмотрели популярные протоколы взаимодействия устройств и программ в сети. В реальной жизни на одном только вашем ПК используются сотни протоколов, поскольку каждый выполняет определенные задачи. Узнать о задачах и принципах работы протокола можно в специальном документе, который называется RFC-стандартом.

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

Задумывались ли вы, как происходит обмен данными в сети? Для этого нужны протоколы передачи. Об основных типах рассказываем в этой статье.

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.

DNS

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.

Что такое DNS? Введение в систему доменных имён

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.

Предупреждён – значит вооружён: от чего не спасает HTTPS

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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *