Funkce úrovní tcp ip. Co je protokol TCP-IP
V moderním světě se informace šíří během několika sekund. Novinka se právě objevila a o vteřinu později je již dostupná na nějakém webu na internetu. Internet je považován za jeden z nejužitečnějších způsobů rozvoje lidské mysli. Abyste mohli využívat všechny výhody, které internet poskytuje, musíte se k této síti připojit.
Málokdo ví, že jednoduchý proces návštěvy webových stránek zahrnuje složitý systém akcí, pro uživatele neviditelný. Každé kliknutí na odkaz aktivuje stovky různých výpočetních operací v srdci počítače. Patří mezi ně odesílání požadavků, přijímání odpovědí a mnoho dalšího. Za každou akci v síti jsou zodpovědné takzvané protokoly TCP/IP. Co jsou?
Jakýkoli internetový protokol TCP/IP pracuje na své vlastní úrovni. Jinými slovy, každý si dělá to své. Celá rodina protokolů TCP/IP vykonává současně obrovské množství práce. A uživatel v tuto chvíli vidí pouze světlé obrázky a dlouhé řádky textu.
Koncept zásobníku protokolů
Protokolový zásobník TCP/IP je organizovaná sada základních síťových protokolů, která je hierarchicky rozdělena do čtyř úrovní a je systémem pro transportní distribuci paketů po počítačové síti.
TCP/IP je dnes nejslavnější zásobník síťových protokolů. Principy zásobníku TCP/IP platí pro místní i rozlehlé sítě.
Principy použití adres v zásobníku protokolů
Zásobník síťového protokolu TCP/IP popisuje cesty a směry, kterými jsou pakety odesílány. Toto je hlavní úkol celého zásobníku, který se provádí na čtyřech úrovních, které se vzájemně ovlivňují pomocí protokolovaného algoritmu. Aby bylo zajištěno, že paket byl odeslán správně a doručen přesně do bodu, který si to vyžádal, bylo zavedeno a standardizováno IP adresování. Bylo to způsobeno následujícími úkoly:
- Adresy různých typů musí být konzistentní. Například převod domény webu na IP adresu serveru a zpět nebo převod názvu hostitele na adresu a zpět. Tímto způsobem je možné přistupovat k bodu nejen pomocí IP adresy, ale také pomocí jeho intuitivního názvu.
- Adresy musí být jedinečné. Je to proto, že v některých speciálních případech musí paket dosáhnout pouze jednoho konkrétního bodu.
- Nutnost konfigurace lokálních sítí.
V malých sítích, kde se používá několik desítek uzlů, se všechny tyto úkoly provádějí jednoduše pomocí nejjednodušších řešení: sestavení tabulky popisující vlastnictví stroje a jeho odpovídající IP adresu, nebo můžete adresy IP ručně distribuovat všem síťovým adaptérům. Pro velké sítě s tisíci nebo dvěma tisíci stroji se však úkol ručního přidělování adres nezdá být tak proveditelný.
Proto byl pro sítě TCP/IP vynalezen speciální přístup, který se stal charakteristickým znakem zásobníku protokolů. Byl představen koncept škálovatelnosti.
Vrstvy zásobníku protokolu TCP/IP
Je zde určitá hierarchie. Zásobník protokolů TCP/IP má čtyři vrstvy, z nichž každá zpracovává vlastní sadu protokolů:
Aplikační vrstva: vytvořeno, aby uživateli poskytlo síť Na této úrovni se zpracovává vše, co uživatel vidí a dělá. Vrstva umožňuje uživateli přístup k různým síťovým službám, například: přístup k databázím, možnost číst seznam souborů a otevírat je, odeslat e-mailovou zprávu nebo otevřít webovou stránku. Spolu s uživatelskými daty a akcemi jsou na této úrovni přenášeny servisní informace.
Transportní vrstva: Toto je čistý mechanismus přenosu paketů. Na této úrovni vůbec nezáleží na obsahu balíčku, ani na jeho příslušnosti k nějaké akci. Na této úrovni záleží pouze na adrese uzlu, ze kterého je paket odeslán, a adrese uzlu, na který má být paket doručen. Zpravidla se velikost fragmentů přenášených pomocí různých protokolů může měnit, proto na této úrovni mohou být bloky informací na výstupu rozděleny a v místě určení sestaveny do jednoho celku. To způsobí možnou ztrátu dat, pokud v době přenosu dalšího fragmentu dojde ke krátkodobému přerušení spojení.
Transportní vrstva zahrnuje mnoho protokolů, které jsou rozděleny do tříd, od těch nejjednodušších, které jednoduše přenášejí data, až po ty složité, které jsou vybaveny funkcionalitou potvrzení příjmu, případně opětovného vyžádání chybějícího bloku dat.
Tato úroveň poskytuje vyšší (aplikační) úrovni dva typy služeb:
- Poskytuje garantované doručení pomocí protokolu TCP.
- Doručuje přes UDP, kdykoli je to možné .
Pro zajištění garantovaného doručení je navázáno spojení podle protokolu TCP, které umožňuje očíslování paketů na výstupu a potvrzení na vstupu. Číslování paketů a potvrzení příjmu je tzv. servisní informace. Tento protokol podporuje přenos v režimu "Duplex". Navíc je díky promyšleným předpisům protokolu považován za velmi spolehlivý.
Protokol UDP je určen pro chvíle, kdy nelze nakonfigurovat přenos protokolem TCP, nebo musíte šetřit na segmentu síťového přenosu dat. Protokol UDP může také interagovat s protokoly vyšší úrovně za účelem zvýšení spolehlivosti přenosu paketů.
Síťová vrstva nebo "Internetová vrstva": základní vrstva pro celý model TCP/IP. Hlavní funkcionalita této vrstvy je shodná se stejnojmennou vrstvou v modelu OSI a popisuje pohyb paketů ve složené síti složené z několika menších podsítí. Propojuje sousední vrstvy protokolu TCP/IP.
Síťová vrstva je spojovací vrstvou mezi vyšší transportní vrstvou a nižší úrovní síťových rozhraní. Síťová vrstva používá protokoly, které přijímají požadavek od transportní vrstvy, a prostřednictvím regulovaného adresování přenášejí zpracovaný požadavek do protokolu síťového rozhraní s uvedením, na kterou adresu se mají data odeslat.
Na této úrovni se používají následující síťové protokoly TCP/IP: ICMP, IP, RIP, OSPF. Hlavním a nejoblíbenějším na síťové úrovni je samozřejmě IP (Internet Protocol). Jeho hlavním úkolem je přenášet pakety z jednoho routeru do druhého, dokud jednotka dat nedosáhne síťového rozhraní cílového uzlu. Protokol IP je nasazen nejen na hostitelích, ale také na síťových zařízeních: směrovačích a řízených přepínačích. IP protokol funguje na principu nejlepšího úsilí a nezaručeného doručení. To znamená, že pro odeslání paketu není nutné předem navazovat spojení. Tato možnost vede k úspoře provozu a času na přesun nepotřebných servisních paketů. Paket je směrován ke svému cíli a je možné, že uzel zůstane nedosažitelný. V tomto případě je vrácena chybová zpráva.
Úroveň síťového rozhraní: je odpovědná za zajištění toho, aby podsítě s různými technologiemi mohly vzájemně interagovat a přenášet informace ve stejném režimu. Toho lze dosáhnout ve dvou jednoduchých krocích:
- Kódování paketu do zprostředkující síťové datové jednotky.
- Převede informace o cíli na požadované standardy podsítě a odešle datovou jednotku.
Tento přístup nám umožňuje neustále rozšiřovat počet podporovaných síťových technologií. Jakmile se objeví nová technologie, okamžitě spadá do zásobníku TCP/IP protokolů a umožňuje sítím se staršími technologiemi přenášet data do sítí vybudovaných pomocí modernějších standardů a metod.
Jednotky přenesených dat
Během existence takového fenoménu, jakým jsou protokoly TCP/IP, byly stanoveny standardní termíny pro jednotky přenášených dat. Data během přenosu mohou být fragmentována různými způsoby v závislosti na technologiích používaných cílovou sítí.
Abychom měli představu o tom, co se s daty děje a v jakém časovém okamžiku, bylo nutné přijít s následující terminologií:
- Datový tok- data, která přicházejí do transportní vrstvy z protokolů vyšší aplikační vrstvy.
- Segment je fragment dat, na který je proud rozdělen podle standardů protokolu TCP.
- Datagram(zejména negramotní lidé to vyslovují jako „Datagram“) - jednotky dat, které se získávají rozdělením proudu pomocí protokolů bez připojení (UDP).
- Igelitová taška- jednotka dat vytvořená prostřednictvím protokolu IP.
- Protokoly TCP/IP balí IP pakety do bloků dat přenášených přes kompozitní sítě, tzv personál nebo rámy.
Typy adres zásobníku protokolu TCP/IP
Jakýkoli protokol pro přenos dat TCP/IP používá k identifikaci hostitelů jeden z následujících typů adres:
- Lokální (hardwarové) adresy.
- Síťové adresy (IP adresy).
- Doménová jména.
Lokální adresy (MAC adresy) – používají se ve většině technologií lokální sítě k identifikaci síťových rozhraní. Když mluvíme o TCP/IP, slovo místní znamená rozhraní, které nefunguje ve složené síti, ale v samostatné podsíti. Například podsíť rozhraní připojeného k Internetu bude lokální a internetová síť bude složená. Lokální síť může být postavena na jakékoli technologii a bez ohledu na to se z pohledu kompozitní sítě bude stroj umístěný v samostatně vyhrazené podsíti nazývat místní. Když tedy paket vstoupí do místní sítě, je jeho IP adresa spojena s místní adresou a paket je odeslán na MAC adresu síťového rozhraní.
Síťové adresy (IP adresy). Technologie TCP/IP poskytuje své vlastní globální adresování uzlů k vyřešení jednoduchého problému – spojení sítí s různými technologiemi do jedné velké struktury přenosu dat. Adresování IP je zcela nezávislé na technologii používané v místní síti, ale adresa IP umožňuje síťovému rozhraní reprezentovat počítač ve složené síti.
V důsledku toho byl vyvinut systém, ve kterém je hostitelům přiřazena IP adresa a maska podsítě. Maska podsítě ukazuje, kolik bitů je přiděleno číslu sítě a kolik číslu hostitele. IP adresa se skládá z 32 bitů, rozdělených do bloků po 8 bitech.
Když je paket přenášen, je mu přiřazena informace o čísle sítě a čísle uzlu, na který má být paket odeslán. Nejprve směrovač předá paket do požadované podsítě a poté je vybrán hostitel, který na něj čeká. Tento proces je prováděn protokolem Address Resolution Protocol (ARP).
Doménové adresy v sítích TCP/IP jsou spravovány speciálně navrženým systémem doménových jmen (DNS). K tomu existují servery, které shodují název domény, prezentovaný jako řetězec textu, s IP adresou a odesílají paket v souladu s globálním adresováním. Mezi názvem počítače a IP adresou neexistuje žádná korespondence, takže pro převod názvu domény na IP adresu musí odesílající zařízení přistupovat ke směrovací tabulce, která je vytvořena na serveru DNS. Například zapíšeme adresu webu do prohlížeče, server DNS ji porovná s IP adresou serveru, na kterém se web nachází, a prohlížeč přečte informace a obdrží odpověď.
Kromě internetu je možné vydávat doménová jména i počítačům. Proces práce na lokální síti je tedy zjednodušen. Není třeba si pamatovat všechny IP adresy. Místo toho můžete každému počítači dát libovolný název a používat jej.
IP adresa. Formát. Komponenty. Maska podsítě
IP adresa je 32bitové číslo, které se v tradičním zobrazení zapisuje jako čísla od 1 do 255 oddělená tečkami.
Typ IP adresy v různých formátech záznamu:
- Desetinná IP adresa: 192.168.0.10.
- Binární forma stejné IP adresy: 11000000.10101000.00000000.00001010.
- Zadání adresy v hexadecimálním číselném systému: C0.A8.00.0A.
Mezi ID sítě a číslem bodu v záznamu není žádný oddělovač, ale počítač je může oddělit. Existují tři způsoby, jak to udělat:
- Pevný okraj. U této metody je celá adresa podmíněně rozdělena na dvě části pevné délky, bajt po bajtu. Pokud tedy za číslo sítě dáme jeden bajt, dostaneme 2 8 sítí po 2 24 uzlech. Pokud se hranice posune o další bajt doprava, bude více sítí - 2 16 a méně uzlů - 2 16. Dnes je tento přístup považován za zastaralý a nepoužívá se.
- Maska podsítě. Maska je spárována s IP adresou. Maska má sekvenci hodnot „1“ v těch bitech, které jsou přiděleny číslu sítě, a určitý počet nul na těch místech adresy IP, která jsou přidělena číslu uzlu. Hranice mezi jedničkami a nulami v masce je hranicí mezi ID sítě a ID hostitele v IP adrese.
- Metoda tříd adres. Kompromisní metoda. Při jeho použití si uživatel nemůže vybrat velikosti sítě, ale existuje pět tříd - A, B, C, D, E. Tři třídy - A, B a C - jsou určeny pro různé sítě a D a E jsou vyhrazeny pro sítě zvláštního určení. V systému tříd má každá třída svou vlastní hranici čísla sítě a ID uzlu.
Třídy IP adres
NA třída A Patří mezi ně sítě, ve kterých je síť identifikována prvním bajtem a zbývající tři jsou číslem uzlu. Všechny IP adresy, které mají ve svém rozsahu hodnotu prvního bajtu od 1 do 126, jsou sítě třídy A Počet sítí třídy A je velmi málo, ale každá z nich může mít až 2 24 bodů.
třída B- sítě, ve kterých se dva nejvyšší bity rovnají 10. V nich je pro číslo sítě a identifikátor bodu přiděleno 16 bitů. Ve výsledku se ukazuje, že počet sítí třídy B je kvantitativně odlišný od počtu sítí třídy A, ale mají menší počet uzlů – až 65 536 (2 16) jednotek.
Na sítích třída C- uzlů je velmi málo - 2 8 v každém, ale počet sítí je obrovský, protože identifikátor sítě v takových strukturách zabírá tři bajty.
sítě třída D- již patří do speciálních sítí. Začíná sekvencí 1110 a nazývá se vícesměrová adresa. Rozhraní s adresami třídy A, B a C mohou být součástí skupiny a přijímat skupinovou adresu navíc k individuální.
Adresy třída E- v záloze do budoucna. Takové adresy začínají posloupností 11110. S největší pravděpodobností budou tyto adresy použity jako skupinové adresy, když je v globální síti nedostatek IP adres.
Nastavení protokolu TCP/IP
Nastavení protokolu TCP/IP je dostupné ve všech operačních systémech. Jedná se o Linux, CentOS, Mac OS X, Free BSD, Windows 7. Protokol TCP/IP vyžaduje pouze síťový adaptér. Serverové operační systémy samozřejmě umí více. Protokol TCP/IP je velmi široce konfigurován pomocí služeb serveru. IP adresy na běžných stolních počítačích se nastavují v nastavení síťového připojení. Zde nakonfigurujete síťovou adresu, bránu – IP adresu bodu, který má přístup do globální sítě, a adresy bodů, kde se nachází DNS server.
Internetový protokol TCP/IP lze nakonfigurovat ručně. I když to není vždy nutné. Parametry protokolu TCP/IP můžete automaticky přijímat z adresy dynamické distribuce serveru. Tato metoda se používá ve velkých podnikových sítích. Na DHCP serveru můžete namapovat lokální adresu na síťovou adresu, a jakmile se stroj s danou IP adresou objeví v síti, server mu okamžitě přidělí předpřipravenou IP adresu. Tento proces se nazývá rezervace.
TCP/IP Address Resolution Protocol
Jediný způsob, jak vytvořit vztah mezi MAC adresou a IP adresou, je udržovat tabulku. Pokud existuje směrovací tabulka, každé síťové rozhraní zná své adresy (lokální a síťové), ale vyvstává otázka, jak správně organizovat výměnu paketů mezi uzly pomocí protokolu TCP/IP 4.
Proč byl vynalezen Address Resolution Protocol (ARP)? Za účelem propojení rodiny protokolů TCP/IP a dalších adresovacích systémů. Na každém uzlu je vytvořena mapovací tabulka ARP a je naplněna dotazováním celé sítě. K tomu dochází při každém vypnutí počítače.
ARP tabulka
Takto vypadá příklad zkompilované ARP tabulky.
Dobrý den, milí čtenáři.
Na základě populární poptávky pro vás dnes publikuji článek, který vás seznámí se základy pojmů počítačových sítí, a to:
- Síťové protokoly – jaká jsou tato děsivá jména a k čemu slouží?
- UDP, TCP, ICMP, - co, proč a jaký je rozdíl
- IP-adresa, - každý ji má, ale ne každý ví, proč tato věc :-)
- Maska adresy (podsíť)
- Brána
- Pár slov o směrovacích tabulkách
- Porty – jaké ve skutečnosti jsou
- MAC-adresa
Takhle.
Myslím, že článek bude užitečný pro všechny, mladé i staré, protože neobsahuje ani tak soubor podivných, nepochopitelných činů nebo slov, ale blok informací prezentovaných v přístupném jazyce, který přinejmenším poskytne abyste pochopili, jak to všechno obecně funguje a proč je to potřeba. Jít.
Síťové protokoly TCP/IP, NWLink IPX/SPX, NetBEUI
Začněme tím, co je síťový protokol a k čemu slouží.
Síťový protokol je sada softwarově implementovaných pravidel pro komunikaci mezi počítači. Druh jazyka, ve kterém spolu počítače mluví a předávají si informace. Dříve byly počítače takříkajíc vícejazyčné a ve starších verzích Okna byla použita celá sada protokolů - TCP/IP, NWLink IPX/SPX, NetBEUI. Nyní jsme dospěli ke všeobecné dohodě a standardem se stalo používání výhradně protokolu TCP/IP, a proto další diskuse bude o něm.
Když mluví o TCP/IP, pak tento název obvykle znamená mnoho různých... pravidel nebo řekněme standardů, které jsou předepsány pomocí (nebo pro používání) tohoto protokolu. Existují tedy například pravidla, podle kterých se zprávy vyměňují mezi poštovními servery, a pravidla, podle kterých koncový uživatel dostává dopisy do své poštovní schránky. Existují pravidla pro vedení videokonferencí a pravidla pro organizování „telefonických“ konverzací přes internet. Ve skutečnosti to vlastně ani nejsou pravidla... Spíš nějaká gramatika nebo tak něco. No, víte, v angličtině existuje jedna struktura pro vytváření dialogů, ve francouzštině je jiná... Takže in TCP/IP něco podobného, tj. určitá skupina různých gramatických pravidel tvoří úplný protokol TCP/IP nebo přesněji, Zásobník protokolů TCP/IP.
Síťové protokoly UDP, TCP, ICMP
Jako součást protokolu TCP/IP protokoly používané pro přenos dat - TCP A UDP. Mnoho lidí pravděpodobně slyšelo, že existují porty jako TCP, tak UDP, ale ne každý ví, jaký je rozdíl a o co jde. Tak..
Přenos dat protokolem TCP(Transmission Control Protocol) zajišťuje potvrzení přijetí informací. "No, říkají, máš to - rozumíš!" Pokud odesílající strana neobdrží požadované potvrzení ve stanoveném časovém rámci, budou data přenesena znovu. Proto protokol TCP jsou označovány jako protokoly založené na připojení a UDP(User Datagram Protocol) - ne. UDP používá se v případech, kdy není vyžadováno potvrzení příjmu (například DNS dotazy nebo IP telefonie (jejichž významným představitelem je Skype)). To znamená, že rozdíl spočívá v přítomnosti potvrzení příjmu. Zdálo by se „To je vše!“, ale v praxi to hraje důležitou roli.
Existuje také protokol ICMP(Internet Control Message Protocol), který se používá k přenosu dat o parametrech sítě. Zahrnuje typy obslužných balíčků jako např ping, vzdálenost nedosažitelná, TTL atd.
Co je to IP adresa
Každý ji má, ale ne každý má představu, co je to za adresu a proč bez ní nelze žít. Říkám ti.
IP-adresa - 32 -x číslo bitu používané k identifikaci počítače v síti. Je obvyklé psát adresu v desítkových hodnotách každého oktetu tohoto čísla, přičemž výsledné hodnoty oddělujeme tečkami. Například, 192.168.101.36
IP adresy jsou jedinečné, což znamená, že každý počítač má svou vlastní kombinaci čísel a v síti nemohou být dva počítače se stejnými adresami. IP-adresy jsou distribuovány centrálně, poskytovatelé internetu podávají žádosti do národních center podle svých potřeb. Rozsahy adres obdržené poskytovateli jsou dále distribuovány mezi klienty. Klienti zase mohou sami působit jako poskytovatel a distribuovat přijaté IP-adresy mezi subklienty atd. S tímto způsobem distribuce IP-adresy, počítačový systém zná přesně „umístění“ počítače, který má unikátní IP-adresa; - stačí, aby odeslala data do sítě „vlastníka“ a poskytovatel obratem analyzuje destinaci a ví, komu je tato část adres přidělena, odešle informace dalšímu majiteli subpásmo IP-adresy, dokud data nedorazí do cílového počítače.
Pro výstavbu místních sítí jsou přiděleny speciální rozsahy adres. Toto jsou adresy 10.x.x.x,192.168.x.x, 10.x.x.x, c 172.16.x.x Podle 172,31.x.x, 169 254.x.x, kde pod X- což znamená libovolné číslo od 0 před 254 . Pakety vysílané ze zadaných adres nejsou směrovány, jinými slovy, jednoduše se neodesílají přes internet, a proto mohou mít počítače v různých lokálních sítích odpovídající adresy ze zadaných rozsahů. Tedy ve společnosti LLC " Rohy a kopyta"a LLC" Vasya a spol"mohou tam být dva počítače s adresami." 192.168.0.244 , ale nemohou, řekněme, s adresami 85.144.213.122 , obdržené od poskytovatele internetu, protože Na internetu nemohou být dva stejné. IP-adresy. Pro odesílání informací z takových počítačů do internetu a zpět se používají speciální programy a zařízení, které při práci s internetem nahrazují lokální adresy skutečnými. Jinými slovy, data jsou odesílána do sítě z reálného IP-adresy, nikoli z místních. Tento proces probíhá bez povšimnutí uživatele a nazývá se překlad adres. Rád bych také zmínil, že v rámci stejné sítě, řekněme, společnost, LLC “ Rohy a kopyta", nemohou existovat dva počítače se stejnou lokální IP adresou, tj. ve výše uvedeném příkladu bylo myšleno, že jeden počítač s adresou 192.168.0.244 v jedné společnosti, druhá se stejnou adresou - v jiné. Ve stejné firmě jsou dva počítače s adresou 192.168.0.244 prostě spolu nebudou vycházet.
Chcete sami vědět a umět více?
Nabízíme Vám školení v těchto oblastech: počítače, programy, administrace, servery, sítě, tvorba webových stránek, SEO a další. Zjistěte podrobnosti hned teď!
Pravděpodobně jste slyšeli termíny jako externí IP a vnitřní IP, konstantní (statická IP) a proměnná (dynamická) IP. Ve zkratce o nich:
- externí IP- to je přesně to samé IP, kterou Vám dává poskytovatel, tzn. Vaše jedinečná adresa na internetu, např. 85.144.24.122
- interiér IP, je místní IP, tj. Vaše IP v lokální síti, např. 192.168.1.3
- statický IP- Tento IP, která se nemění s každým připojením, tzn. přiděleno vám pevně a navždy
- dynamický IP, je plovoucí IP-adresa, která se mění s každým připojením
Váš typ IP(statické nebo dynamické) závisí na nastavení poskytovatele.
Co je maska adresy (podsíť)
Koncept podsítě byl představen, abychom mohli zvýraznit část IP- adresy jedné organizace, části jiné atd. Podsíť je rozsah adres IP, které jsou považovány za patřící do stejné místní sítě. Při práci v lokální síti jsou informace odesílány přímo příjemci. Pokud jsou data určena pro počítače s IP adresou, která nepatří do lokální sítě, pak se na ně vztahují speciální pravidla pro výpočet trasy pro předávání z jedné sítě do druhé.
Maska je parametr, který říká softwaru, kolik počítačů je zahrnuto v dané skupině (podsíti). Maska adresy má stejnou strukturu jako samotná IP adresa: je to sada čtyř skupin čísel, z nichž každá může být v rozsahu od 0 do 255 . V tomto případě platí, že čím nižší je hodnota masky, tím více počítačů je připojeno k této podsíti. U sítí malých firem maska obvykle vypadá 255.255.255.x(například 255.255.255.224). Síťová maska je přiřazena počítači spolu s IP adresou. Tedy například síť 192.168.0.0 s maskou 255.255.255.0 může obsahovat počítače s adresami z 192.168.0.1 před 192.168.254 192.168.0.0 s maskou 255.255.255.128 umožňuje adresy z 192.168.0.1 před 192.168.0.127 . Myslím, že význam je jasný. Sítě s malým možným počtem počítačů poskytovatelé zpravidla využívají k ukládání IP adres. Klientovi může být například přiřazena adresa s maskou 255.255.255.252 . Tato podsíť obsahuje pouze dva počítače.
Poté, co počítač obdrží IP adresu a zná hodnotu masky podsítě, může program začít pracovat v této místní podsíti. Abyste si však mohli vyměňovat informace s jinými počítači v globální síti, musíte znát pravidla, kam posílat informace pro externí síť. Pro tento účel se používá taková charakteristika, jako je adresa brány.
Co je brána?
Brána je zařízení (počítač nebo router), které předává informace mezi různými podsítěmi IP. Pokud program určí (podle IP a masky), že cílová adresa není součástí místní podsítě, odešle tato data do zařízení, které funguje jako brána. V nastavení protokolu zadejte IP adresu takového zařízení.
Pro práci pouze v lokální síti nemusí být brána specifikována.
Pro jednotlivé uživatele připojující se k internetu nebo pro malé podniky s jedním připojovacím kanálem by měl mít systém pouze jednu adresu brány – to je adresa zařízení, které má připojení k internetu. Pokud existuje více tras, bude existovat více bran. V tomto případě se k určení datové cesty používá směrovací tabulka.
Co jsou směrovací tabulky
A tak jsme se k nim hladce dostali. A tak... Co je to za stoly?
Organizace nebo uživatel může mít několik bodů připojení k internetu (například záložní kanály pro případ, že by se něco pokazilo u prvního poskytovatele, ale internet je stále velmi potřebný) nebo obsahovat několik IP-sítě. V tomto případě, aby systém věděl, jakým způsobem (přes jakou bránu) poslat tu či onu informaci, se používají směrovací tabulky. Směrovací tabulky pro každou bránu označují ty internetové podsítě, pro které by přes ně měly být přenášeny informace. V tomto případě můžete pro několik bran nastavit stejné rozsahy, ale s různými náklady na přenos dat: například informace budou odeslány přes kanál, který má nejnižší cenu, a pokud z toho či onoho důvodu selže, další dostupná většina se automaticky použije levné připojení.
Co jsou síťové porty
Při přenosu dat kromě IP-adresy odesílatele a příjemce, informační paket obsahuje čísla portů. Příklad: 192.168.1.1: 80 , - v tomto případě 80 - toto je číslo portu. Port je číslo, které se používá při příjmu a přenosu dat k identifikaci procesu (programu), který má data zpracovat. Pokud je tedy odeslán paket na 80 port, to znamená, že informace jsou určeny pro server HTTP.
Čísla portů s 1 dříve 1023 -th jsou přiřazeny konkrétním programům (tzv. známým portům). Porty s čísly 1024 -65 535 lze použít v proprietárních programech. Případné konflikty musí v tomto případě vyřešit samotné programy výběrem volného portu. Jinými slovy, porty budou distribuovány dynamicky: je možné, že při příštím spuštění programu zvolí jinou hodnotu portu, pokud na ni samozřejmě port ručně nenastavíte v nastavení.
Co je MAC adresa
Faktem je, že pakety odesílané v síti nejsou adresovány počítačům jejich jmény a ne pomocí IP-adresa. Paket je určen pro zařízení se specifickou adresou, které je tzv MAC-adresa.
MAC adresa- jedná se o unikátní adresu síťového zařízení, která je do něj vložena výrobcem zařízení, tzn. Jedná se o jakési vyražené číslo vaší síťové karty. První polovina MAC-adresa je identifikátor výrobce, druhý je jedinečné číslo tohoto zařízení.
Obvykle MAC-adresa je někdy vyžadována pro identifikaci, řekněme, s poskytovatelem (pokud poskytovatel místo přihlašovacího hesla používá makovou vazbu adresy) nebo při nastavování routeru.
Kde zobrazit všechna nastavení sítě
Málem jsem zapomněl říct pár slov o tom, kde se můžete podívat a změnit to všechno.
Provoz globálního internetu je založen na sadě (zásobníku) protokolů TCP/IP. Ale tyto pojmy se zdají složité jen na první pohled. Ve skutečnosti Zásobník protokolů TCP/IP je jednoduchý soubor pravidel pro výměnu informací a tato pravidla jsou vám ve skutečnosti dobře známá, i když si toho pravděpodobně nejste vědomi. Ano, přesně tak to v podstatě je, v principech, na kterých jsou založeny protokoly TCP/IP, není nic nového: vše nové je dobře zapomenuté staré.
Člověk se může učit dvěma způsoby:
- Prostřednictvím hloupého formálního memorování vzorcových metod pro řešení standardních problémů (což se nyní většinou vyučuje ve škole). Takové školení je neúčinné. Jistě jste viděli paniku a naprostou bezmoc účetního při změně verze kancelářského softwaru – se sebemenší změnou v posloupnosti kliknutí myší nutných k provádění známých úkonů. Nebo už jste někdy viděli člověka, který při změně rozhraní plochy upadl do strnulosti?
- Prostřednictvím pochopení podstaty problémů, jevů, zákonitostí. Skrze porozumění zásady budování toho či onoho systému. Mít encyklopedické znalosti v tomto případě nehraje velkou roli – chybějící informace lze snadno dohledat. Hlavní je vědět, co hledat. A to vyžaduje nikoli formální znalost předmětu, ale pochopení podstaty.
V tomto článku navrhuji jít druhou cestou, protože pochopení principů internetu vám dá příležitost cítit se na internetu sebevědomě a svobodně - rychle řešit vzniklé problémy, správně formulovat problémy a s jistotou komunikovat s technickou podporou.
Takže, začněme.
Principy fungování internetových protokolů TCP/IP jsou ze své podstaty velmi jednoduché a silně připomínají práci naší sovětské pošty.
Připomeňte si, jak funguje naše běžná pošta. Nejprve napíšete dopis na papír, poté jej vložíte do obálky, zalepíte, na zadní stranu obálky napíšete adresy odesílatele a příjemce a poté odnesete na nejbližší poštu. Dále dopis prochází řetězcem pošt na nejbližší poštu příjemce, odkud je doručovatelem doručen na adresu příjemce a vhozen do jeho schránky (s číslem bytu) nebo předán osobně. To je vše, dopis dorazil k příjemci. Když vám příjemce dopisu bude chtít odpovědět, prohodí si ve svém dopise s odpovědí adresy příjemce a odesílatele a dopis vám bude zaslán ve stejném řetězci, ale v opačném směru.
Na obálce dopisu bude něco takového:
Adresa odesílatele: Od koho: Ivanov Ivan Ivanovič Kde: Ivanteevka, st. Bolshaya, 8, apt. 25 Adresa příjemce: Komu: Petrov Petr Petrovič Kde: Moskva, Usachevsky lane, 105, apt. 110Nyní jsme připraveni zvážit interakci počítačů a aplikací na internetu (a také v lokální síti). Upozorňujeme, že analogie s běžnou poštou bude téměř úplná.
Každý počítač (aka: uzel, hostitel) na internetu má také jedinečnou adresu, která se nazývá IP adresa (Internet Protocol Address), například: 195.34.32.116. IP adresa se skládá ze čtyř desetinných čísel (0 až 255) oddělených tečkou. Znát pouze IP adresu počítače ale nestačí, protože... V konečném důsledku si informace nevyměňují samotné počítače, ale aplikace na nich běžící. A na počítači může současně běžet několik aplikací (například poštovní server, webový server atd.). K doručení běžného papírového dopisu nestačí znát pouze adresu domu – potřebujete znát i číslo bytu. Každá softwarová aplikace má také podobné číslo, které se nazývá číslo portu. Většina serverových aplikací má standardní čísla, například: e-mailová služba je vázána na port číslo 25 (říkají také: „naslouchá“ portu, přijímá na něm zprávy), webová služba je vázána na port 80, FTP na port 21 , a tak dále.
Máme tedy následující téměř úplnou analogii s naší běžnou poštovní adresou:
"adresa domu" = "IP počítače" "číslo bytu" = "číslo portu"
V počítačových sítích pracujících pomocí protokolů TCP/IP je obdobou papírového dopisu v obálce Igelitová taška, který obsahuje skutečné přenášené údaje a informace o adrese - adresa odesílatele a adresa příjemce, například:
Zdrojová adresa: IP: 82.146.49.55 Port: 2049 Adresa příjemce (cílová adresa): IP: 195.34.32.116 Port: 53 Podrobnosti o balíčku: ...Balíčky samozřejmě obsahují i servisní informace, ale pro pochopení podstaty to není důležité.
Všimněte si prosím kombinace: "IP adresa a číslo portu" - volal "zásuvka".
V našem příkladu posíláme paket ze zásuvky 82.146.49.55:2049 do zásuvky 195.34.32.116:53, tzn. paket půjde do počítače s IP adresou 195.34.32.116 na port 53. A port 53 odpovídá serveru pro rozpoznávání jmen (DNS server), který tento paket přijme. Známe-li adresu odesílatele, bude tento server schopen po zpracování našeho požadavku vygenerovat paket odpovědi, který půjde opačným směrem k soketu odesílatele 82.146.49.55:2049, který bude pro DNS server soketem příjemce.
Interakce se zpravidla provádí podle schématu „klient-server“: „klient“ požaduje nějaké informace (například webovou stránku), server požadavek přijme, zpracuje a odešle výsledek. Čísla portů serverových aplikací jsou dobře známá, například: poštovní server SMTP „naslouchá“ na portu 25, server POP3, který umožňuje čtení pošty z vašich poštovních schránek „naslouchá“ na portu 110, webový server naslouchá na portu 80 atd. .
Většina programů na domácím počítači jsou klienti – například e-mailový klient Outlook, IE, webové prohlížeče FireFox atd.
Čísla portů na klientovi nejsou pevná jako čísla na serveru, ale jsou přidělována dynamicky operačním systémem. Pevné porty serveru mají obvykle čísla do 1024 (ale existují výjimky) a klientské porty začínají po 1024.
Opakování je matkou výuky: IP je adresa počítače (uzlu, hostitele) v síti a port je číslo konkrétní aplikace běžící na tomto počítači.
Pro člověka je však obtížné zapamatovat si digitální IP adresy - mnohem pohodlnější je pracovat s abecedními názvy. Koneckonců, je mnohem snazší zapamatovat si slovo než sadu čísel. To je hotovo - jakákoli digitální IP adresa může být spojena s alfanumerickým názvem. Výsledkem je, že například místo 82.146.49.55 můžete použít název A služba doménových jmen (DNS) (Domain Name System) se postará o převod názvu domény na digitální IP adresu.
Pojďme se blíže podívat na to, jak to funguje. Váš ISP vám explicitně (na papíře, pro ruční nastavení připojení) nebo implicitně (prostřednictvím automatického nastavení připojení) poskytne IP adresu jmenného serveru (DNS). Na počítači s touto IP adresou běží aplikace (name server), která zná všechna doménová jména na internetu a jejich odpovídající digitální IP adresy. DNS server „naslouchá“ portu 53, přijímá na něj požadavky a vydává odpovědi, například:
Požadavek z našeho počítače: "Jaká IP adresa odpovídá názvu www.site?" Odpověď serveru: "82.146.49.55."
Nyní se podívejme, co se stane, když do prohlížeče zadáte název domény (URL) tohoto webu () a kliknete
Například:
IP adresa našeho počítače: 91.76.65.216 Prohlížeč: Internet Explorer (IE), DNS server (stream): 195.34.32.116 (vaše se může lišit), Stránka, kterou chceme otevřít: www.site.
Do adresního řádku prohlížeče zadejte název domény a klikněte
Požadavek (přesněji paket s požadavkem) je odeslán na server DNS na soketu 195.34.32.116:53. Jak bylo uvedeno výše, port 53 odpovídá serveru DNS, aplikaci, která překládá jména. A DNS server po zpracování našeho požadavku vrátí IP adresu, která odpovídá zadanému názvu.
Dialog probíhá asi takto:
Jaká IP adresa odpovídá názvu www.stránka? - 82.146.49.55 .
Dále náš počítač naváže spojení s portem 80 počítač 82.146.49.55 a odešle požadavek (paket požadavku) na přijetí stránky. Port 80 odpovídá webovému serveru. Port 80 se obvykle nepíše do adresního řádku prohlížeče, protože se používá ve výchozím nastavení, ale může být také uvedeno výslovně za dvojtečkou - .
Po obdržení požadavku od nás jej webový server zpracuje a zašle nám stránku v několika paketech v HTML – textovém značkovacím jazyce, kterému prohlížeč rozumí.
Náš prohlížeč po přijetí stránky ji zobrazí. Výsledkem je, že na obrazovce vidíme hlavní stránku tohoto webu.
Proč musíme těmto principům rozumět?
Všimli jste si například podivného chování vašeho počítače – podivná síťová aktivita, zpomalení atd. Co dělat? Otevřete konzolu (klikněte na tlačítko "Start" - "Spustit" - zadejte cmd - "OK"). V konzole napíšeme příkaz netstat -an a klikněte
Také pochopení principů internetu je nutné pro správnou konfiguraci firewallu (jinými slovy firewallu :)). Tento program (který je často dodáván s antivirem) je navržen tak, aby filtroval pakety - „přátele“ a „nepřátele“. Nechte projít své vlastní lidi, nepouštějte dovnitř cizí. Například pokud vám váš firewall sdělí, že někdo chce navázat spojení s nějakým portem vašeho počítače. Povolit nebo odmítnout?
A co je nejdůležitější, tyto znalosti jsou nesmírně užitečné při komunikaci s technickou podporou.
Nakonec je zde seznam portů, se kterými se pravděpodobně setkáte:
135-139 - tyto porty jsou používány systémem Windows pro přístup ke sdíleným počítačovým prostředkům - složkám, tiskárnám. Tyto porty neotevírejte ven, tzn. do regionální místní sítě a internetu. Měly by být uzavřeny firewallem. Také pokud v lokální síti nic v síťovém prostředí nevidíte nebo nejste vidět, pak je to pravděpodobně způsobeno tím, že firewall tyto porty zablokoval. Tyto porty tedy musí být otevřené pro lokální síť, ale uzavřené pro Internet. 21 - přístav FTP server. 25 - poštovní přístav SMTP server. Váš e-mailový klient přes něj posílá dopisy. IP adresa SMTP serveru a jeho port (25.) by měly být specifikovány v nastavení vašeho poštovního klienta. 110 - přístav POP3 server. Prostřednictvím něj váš poštovní klient sbírá dopisy z vaší poštovní schránky. IP adresa POP3 serveru a jeho port (110.) by měly být také specifikovány v nastavení vašeho poštovního klienta. 80 - přístav WEB-servery. 3128, 8080 - proxy servery (konfigurované v nastavení prohlížeče).Několik speciálních IP adres:
127.0.0.1 je localhost, adresa místního systému, tzn. místní adresu vašeho počítače. 0.0.0.0 - takto jsou označeny všechny IP adresy. 192.168.xxx.xxx - adresy, které lze libovolně použít v lokálních sítích, v globálním Internetu se nepoužívají. Jsou unikátní pouze v rámci lokální sítě. Adresy z tohoto rozsahu můžete podle svého uvážení použít například pro vybudování domácí nebo kancelářské sítě.
Jaká je maska podsítě a výchozí brána (router, router)?
(Tyto parametry se nastavují v nastavení síťového připojení).
Je to jednoduché. Počítače jsou připojeny do lokálních sítí. V lokální síti počítače přímo „vidí“ pouze jeden druhého. Lokální sítě jsou vzájemně propojeny přes brány (routery, routery). Maska podsítě je navržena tak, aby určila, zda počítač příjemce patří do stejné místní sítě či nikoli. Pokud přijímající počítač patří do stejné sítě jako odesílající počítač, pak je paket odeslán přímo na něj, v opačném případě je paket odeslán na výchozí bránu, která pak pomocí jí známých tras předá paket do jiné sítě, tzn. na jinou poštu (analogicky se sovětskou poštou).
Nakonec se podívejme, co tyto nejasné pojmy znamenají:
TCP/IP je název sady síťových protokolů. Ve skutečnosti prochází přenášený paket několika vrstvami. (Jako na poště: nejprve napíšete dopis, pak jej vložíte do adresné obálky, poté na něj pošta dá známku atd.).
IP Protokol je tzv. protokol síťové vrstvy. Úkolem této úrovně je doručovat IP pakety z počítače odesílatele do počítače příjemce. Kromě samotných dat mají pakety na této úrovni zdrojovou IP adresu a IP adresu příjemce. Čísla portů se nepoužívají na úrovni sítě. Který přístav, tzn. aplikace je adresována tomuto paketu, zda byl tento paket doručen nebo ztracen, není na této úrovni známo - to není její úkol, to je úkol transportní vrstvy.
TCP a UDP Jedná se o protokoly tzv. transportní vrstvy. Transportní vrstva je umístěna nad vrstvou sítě. Na této úrovni jsou k paketu přidány zdrojový a cílový port.
TCP je spojově orientovaný protokol s garantovaným doručením paketů. Nejprve se vymění speciální pakety k navázání spojení, dojde k něčemu jako handshake (-Ahoj. -Ahoj. -Pokecáme? -Tak pojď.). Pak se přes toto spojení posílají pakety tam a zpět (probíhá konverzace) a je provedena kontrola, zda paket dorazil k příjemci. Pokud paket není přijat, je odeslán znovu („opakuji, neslyšel jsem“).
UDP je nespojovaný protokol s negarantovaným doručováním paketů. (Třeba: něco jsi křičel, ale na tom, jestli tě slyšeli nebo ne, nezáleželo).
Nad transportní vrstvou je aplikační vrstva. Na této úrovni jsou protokoly jako např http, ftp atd. Například HTTP a FTP používají spolehlivý protokol TCP a server DNS pracuje prostřednictvím nespolehlivého protokolu UDP.
Jak zobrazit aktuální připojení?
Aktuální připojení lze zobrazit pomocí příkazu
Netstat -an
(parametr n určuje zobrazení IP adres místo názvů domén).
Tento příkaz běží takto:
"Start" - "Spustit" - zadejte cmd - "OK". V zobrazené konzoli (černé okno) zadejte příkaz netstat -an a klikněte
Dostaneme například:
Aktivní spojení
| název | Místní adresa | Externí adresa | Stát |
| TCP | 0.0.0.0:135 | 0.0.0.0:0 | NASLOUCHÁNÍ |
| TCP | 91.76.65.216:139 | 0.0.0.0:0 | NASLOUCHÁNÍ |
| TCP | 91.76.65.216:1719 | 212.58.226.20:80 | ZALOŽENO |
| TCP | 91.76.65.216:1720 | 212.58.226.20:80 | ZALOŽENO |
| TCP | 91.76.65.216:1723 | 212.58.227.138:80 | CLOSE_WAIT |
| TCP | 91.76.65.216:1724 | 212.58.226.8:80 | ZALOŽENO |
V tomto příkladu 0.0.0.0:135 znamená, že náš počítač naslouchá (POSLOUCHÁ) portu 135 na všech svých IP adresách a je připraven přijímat připojení od kohokoli na něm (0.0.0.0:0) prostřednictvím protokolu TCP.
91.76.65.216:139 - náš počítač poslouchá port 139 na jeho IP adrese 91.76.65.216.
Třetí řádek znamená, že spojení je nyní navázáno (NASTAVENO) mezi naším strojem (91.76.65.216:1719) a vzdáleným (212.58.226.20:80). Port 80 znamená, že náš stroj vznesl požadavek na webový server (ve skutečnosti mám stránky otevřené v prohlížeči).
V budoucích článcích se podíváme na to, jak tyto znalosti aplikovat, kupř.
Stručně řečeno, toto je soubor pravidel, kterými se řídí „komunikace“ počítačů mezi sebou po síti. Je jich asi tucet a každý z nich definuje pravidla pro přenos konkrétního typu dat. Pro snadnější použití jsou však všechny sloučeny do takzvaného „zásobníku“, který se nazývá podle nejdůležitějšího protokolu – protokolu TCP/IP (Transmission Control Protocol a Internet Protocol). Slovo "zásobník" znamená, že všechny tyto protokoly jsou jako "zásobník protokolů", ve kterém protokol vyšší úrovně nemůže fungovat bez protokolu nižší úrovně.
Zásobník TCP/IP obsahuje 4 vrstvy:
1. Aplikace - HTTP, RTP, FTP, DNS protokoly. Nejvyšší úroveň; zodpovídá za provoz aplikačních aplikací, jako jsou emailové služby, zobrazování dat v prohlížeči atp.
2. Transport - TCP, UDP, SCTP, DCCP, RIP protokoly. Tato úroveň protokolu zajišťuje správnou interakci počítačů mezi sebou a je datovým vodičem mezi různými účastníky sítě.
3. Síť - IP protokol. Tato vrstva poskytuje identifikaci počítačů v síti tím, že každému z nich přiděluje jedinečnou digitální adresu.
4. Kanál - Ethernet, IEEE 802.11, bezdrátové protokoly Ethernet. Nejnižší stupeň; interaguje s fyzickým zařízením, popisuje médium pro přenos dat a jeho vlastnosti.
Proto váš počítač používá k zobrazení tohoto článku zásobník protokolů HTTP - TCP - IP - Ethernet.
Jak se informace přenášejí přes internet
Každý počítač v síti se nazývá hostitel a pomocí stejnojmenného protokolu získává jedinečnou IP adresu. Tato adresa se zapisuje v následujícím tvaru: čtyři čísla od 0 do 255 oddělená tečkou, například 195.19.20.203. Pro úspěšnou komunikaci přes síť musí IP adresa obsahovat také číslo portu. Protože si informace nevyměňují samotné počítače, ale programy, musí mít každý typ programu také svou adresu, která se zobrazuje v čísle portu. Například port 21 je zodpovědný za FTP, port 80 za HTTP. Celkový počet portů na počítači je omezený a rovná se 65536, číslováno od 0 do 65535. Čísla portů od 0 do 1023 jsou rezervována serverovými aplikacemi a výklenek portů od 1024 do 65535 je obsazen klientskými porty, které programují jsou volně k použití, jak chtějí. "Klientské porty" jsou přidělovány dynamicky.
Kombinace IP adresy a čísla portů volal " zásuvka". V něm jsou hodnoty adresy a portu odděleny dvojtečkou, například 195.19.20.203:110
Aby tedy vzdálený počítač s IP 195.19.20.203 mohl přijímat e-maily, stačí doručit data na jeho port 110. A protože tento port „poslouchá“ dnem i nocí protokol POP3, který je zodpovědný za příjem e-mailů , pak dále - "technologická záležitost."
Pro pohodlí jsou všechna data v síti rozdělena do paketů. Balíček je soubor o velikosti 1-1,5 MB, který obsahuje údaje o adrese odesílatele a příjemce, přenášené informace a údaje o službách. Rozdělení souborů do balíčků může výrazně snížit zatížení sítě, protože cesta každého od odesílatele k příjemci nemusí být nutně totožná. Pokud dojde k dopravní zácpě na jednom místě v síti, pakety ji mohou obejít jinými komunikačními cestami. Tato technologie umožňuje využívat internet co nejefektivněji: pokud některá jeho transportní část zkolabuje, informace se mohou přenášet dál, ale po jiných cestách. Když pakety dosáhnou cílového počítače, začne je skládat zpět do jednoho souboru pomocí servisních informací, které obsahují. Celý proces lze přirovnat k jakémusi velkému puzzle, které v závislosti na velikosti přenášeného souboru může dosahovat skutečně obrovských rozměrů.
Jak již bylo zmíněno dříve, protokol IP dává každému účastníkovi sítě, včetně webových stránek, jedinečnou číselnou adresu. Nikdo si však nepamatuje miliony IP adres! Proto vznikla služba doménových jmen DNS (Domain Name System), která převádí číselné IP adresy na alfanumerická jména, která jsou mnohem snadněji zapamatovatelná. Například místo toho, abyste pokaždé zadávali hrozné číslo 5.9.205.233, můžete do adresního řádku prohlížeče zadat www.site.
Co se stane, když do prohlížeče zadáme adresu webu, který hledáme? Z našeho počítače je paket s požadavkem odeslán na DNS server na portu 53. Tento port je rezervován službou DNS, která po zpracování našeho požadavku vrátí IP adresu odpovídající alfanumerickému názvu stránky. Poté se náš počítač připojí k socketu 5.9.205.233:80 počítače 5.9.205.233, který hostí protokol HTTP zodpovědný za zobrazování stránek v prohlížeči, a odešle paket s požadavkem na přijetí stránky www.site. Potřebujeme navázat spojení na portu 80, protože to je ten, který odpovídá webovému serveru. Pokud opravdu chcete, můžete zadat port 80 přímo v adresním řádku vašeho prohlížeče - http://www.site:80. Webový server zpracuje požadavek přijatý od nás a vytvoří několik paketů obsahujících HTML text, který zobrazí náš prohlížeč. Výsledkem je, že na obrazovce vidíme hlavní stránku
Internet je globální systém propojených počítačových, lokálních a dalších sítí, které na sebe vzájemně působí prostřednictvím zásobníku protokolů TCP/IP (obr. 1).
Obrázek 1 – Zobecněné schéma internetu
Internet zajišťuje výměnu informací mezi všemi počítači, které jsou k němu připojeny. Nezáleží na typu počítače a operačním systému, který používá.
Hlavními buňkami Internetu jsou lokální sítě (LAN – Local Area network). Pokud je místní síť přímo připojena k Internetu, pak se k ní může připojit i každá pracovní stanice v této síti. Existují také počítače, které jsou samostatně připojeny k internetu. Jmenují se hostitelské počítače(hostitel – majitel).
Každý počítač připojený k síti má svou adresu, na které jej může účastník najít odkudkoli na světě.
Důležitou vlastností internetu je, že při propojování různých sítí nevytváří žádnou hierarchii - všechny počítače připojené k síti mají stejná práva.
Dalším charakteristickým rysem internetu je jeho vysoká spolehlivost. Pokud selžou některé počítače a komunikační linky, síť bude nadále fungovat. Tato spolehlivost je zajištěna tím, že na internetu neexistuje jediné řídicí centrum. Pokud selžou některé komunikační linky nebo počítače, mohou být zprávy přenášeny přes jiné komunikační linky, protože vždy existuje několik způsobů přenosu informací.
Internet není komerční organizace a nikdo jej nevlastní. Uživatelé internetu jsou téměř ve všech zemích světa.
Uživatelé se k síti připojují prostřednictvím počítačů speciálních organizací nazývaných poskytovatelé internetových služeb. Připojení k internetu může být trvalé nebo dočasné. Poskytovatelé internetových služeb mají mnoho linek pro připojení uživatelů a vysokorychlostní linky pro připojení ke zbytku internetu. Často jsou menší dodavatelé propojeni s většími, kteří jsou zase napojeni na další dodavatele.
Organizace navzájem propojené nejrychlejšími komunikačními linkami tvoří jádro sítě neboli páteř páteřního internetu. Pokud je dodavatel napojen přímo na hřeben, pak bude rychlost přenosu informací maximální.
Ve skutečnosti je rozdíl mezi uživateli a poskytovateli internetových služeb zcela libovolný. Každý, kdo připojil svůj počítač nebo místní síť k internetu a nainstaloval potřebné programy, může poskytovat služby síťového připojení dalším uživatelům. Jediný uživatel se v zásadě může připojit přes vysokorychlostní linku přímo k páteři internetu.
Internet si obecně vyměňuje informace mezi libovolnými dvěma počítači připojenými k síti. Počítače připojené k internetu se často nazývají internetové uzly nebo stránky. , z anglického slova site, což se překládá jako místo, umístění. Hostitelé nainstalovaní u poskytovatelů internetových služeb poskytují uživatelům přístup k internetu. Existují také uzly, které se specializují na poskytování informací. Mnoho firem například vytváří stránky na internetu, jejichž prostřednictvím šíří informace o svých produktech a službách.
Jak se informace přenášejí? Na internetu se používají dva hlavní pojmy: adresu a protokol. Každý počítač připojený k internetu má svou jedinečnou adresu. Stejně jako poštovní adresa jednoznačně identifikuje polohu osoby, internetová adresa jednoznačně identifikuje polohu počítače v síti. Internetové adresy jsou jeho nejdůležitější částí a podrobně o nich pojednáme níže.
Data odeslaná z jednoho počítače do druhého pomocí internetu jsou rozdělena do paketů. Pohybují se mezi počítači, které tvoří síťové uzly. Pakety stejné zprávy mohou mít různé cesty. Každý balíček má své označení, které zajišťuje správné sestavení dokumentu na počítači, kterému je zpráva určena.
Co je protokol? Jak již bylo řečeno, protokol je pravidla interakce. Diplomatický protokol například předepisuje, co dělat při setkání se zahraničními hosty nebo při pořádání recepce. Síťový protokol také předepisuje provozní pravidla pro počítače připojené k síti. Standardní protokoly umožňují, aby různé počítače „mluvily stejným jazykem“. Díky tomu je možné k internetu připojit různé typy počítačů s různými operačními systémy.
Základními protokoly Internetu jsou zásobník protokolů TCP/IP. Nejprve je nutné si ujasnit, že v technickém chápání TCP/IP - nejedná se o jeden síťový protokol, ale o dva protokoly ležící na různých úrovních síťového modelu (jedná se o tzv zásobník protokolů). TCP protokol - protokol dopravní úroveň. Ovládá co jak probíhá přenos dat. IP protokol - adresa. Patří úroveň sítě a určuje kde se převod uskuteční.
Protokol TCP. Podle protokolu TCP , Odeslaná data jsou „rozřezána“ na malé balíčky, poté je každý paket označen tak, aby obsahoval údaje potřebné pro správné sestavení dokumentu na počítači příjemce.
Abyste pochopili podstatu protokolu TCP, můžete si představit šachovou hru pomocí korespondence, kdy dva účastníci hrají tucet her současně. Každý tah je zaznamenán na samostatné kartě s uvedením čísla hry a čísla tahu. V tomto případě existuje až tucet spojení mezi dvěma partnery prostřednictvím stejného poštovního kanálu (jedno na stranu). Dva počítače propojené jedním fyzickým připojením mohou podobně podporovat více připojení TCP současně. Například dva mezilehlé síťové servery si mohou současně přenášet mnoho TCP paketů od mnoha klientů přes jednu komunikační linku v obou směrech.
Když pracujeme na internetu, můžeme současně přijímat dokumenty z Ameriky, Austrálie a Evropy přes jedinou telefonní linku. Balíčky každého dokumentu jsou přijímány samostatně, časově odděleny a po přijetí jsou shromažďovány do různých dokumentů.
Protokol IP . Nyní se podíváme na adresní protokol – IP (Internet Protocol). Jeho podstatou je, že každý účastník World Wide Web musí mít svou unikátní adresu (IP adresu). Bez toho nelze mluvit o přesném doručení TCP balíků na požadované pracoviště. Tato adresa je vyjádřena velmi jednoduše – čtyři čísla, například: 195.38.46.11. Na strukturu IP adresy se podíváme podrobněji později. Je organizován tak, že každý počítač, kterým prochází jakýkoli paket TCP, může z těchto čtyř čísel určit, který z jeho nejbližších „sousedů“ potřebuje paket přeposlat, aby byl „blíže“ příjemci. V důsledku konečného počtu přenosů se paket TCP dostane k adresátovi.
Slovo „bližší“ je z nějakého důvodu uvedeno v uvozovkách. V tomto případě se nehodnotí geografická „blízkost“. Zohledňují se komunikační podmínky a kapacita linky. Dva počítače umístěné na různých kontinentech, ale propojené vysoce výkonnou vesmírnou komunikační linkou, jsou považovány za „blíže“ k sobě než dva počítače ze sousedních vesnic propojené jednoduchým telefonním drátem. Speciální nástroje se používají k řešení problémů, co je považováno za „blíže“ a co je „dále“ - směrovače. Roli routerů v síti obvykle plní specializované počítače, ale mohou to být i speciální programy běžící na uzlových serverech sítě.
Zásobník protokolů TCP/IP
Zásobník protokolů TCP/IP- soubor síťových protokolů přenosu dat používaných v sítích včetně internetu. Název TCP/IP pochází ze dvou nejdůležitějších protokolů rodiny - Transmission Control Protocol (TCP) a Internet Protocol (IP), které byly vyvinuty a popsány jako první v tomto standardu.
Protokoly vzájemně spolupracují v zásobníku. zásobník, stack) - to znamená, že protokol umístěný na vyšší úrovni funguje „nahoře“ nad nižší pomocí zapouzdřovacích mechanismů. Například protokol TCP běží nad protokolem IP.
Zásobník protokolů TCP/IP obsahuje čtyři vrstvy:
- aplikační vrstva
- transportní vrstva
- síťová vrstva (internetová vrstva),
- odkazová vrstva.
Protokoly těchto úrovní plně implementují funkčnost modelu OSI (tabulka 1). Veškerá uživatelská interakce v sítích IP je postavena na zásobníku protokolu TCP/IP. Zásobník je nezávislý na fyzickém médiu pro přenos dat.
stůl 1– Porovnání zásobníku protokolů TCP/IP a referenčního modelu OSI
Aplikační vrstva
Aplikační vrstva je místem, kde funguje většina síťových aplikací.
Tyto programy mají vlastní komunikační protokoly, jako je HTTP pro WWW, FTP (přenos souborů), SMTP (e-mail), SSH (zabezpečené připojení ke vzdálenému počítači), DNS (překládání symbolických jmen na IP adresy) a mnoho dalších.
Tyto protokoly většinou fungují nad TCP nebo UDP a jsou vázány na konkrétní port, například:
- HTTP na TCP port 80 nebo 8080,
- FTP na TCP port 20 (pro přenos dat) a 21 (pro řídicí příkazy),
- DNS dotazy na UDP (méně často TCP) portu 53,
Transportní vrstva
Protokoly transportní vrstvy dokážou vyřešit problém nezaručeného doručení zprávy („došla zpráva k příjemci?“) a také zaručit správnou sekvenci příchodu dat. V zásobníku TCP/IP určují transportní protokoly, pro kterou aplikaci jsou data určena.
Automatické směrovací protokoly logicky reprezentované na této vrstvě (protože běží nad IP) jsou ve skutečnosti součástí protokolů síťové vrstvy; například OSPF (IP ID 89).
TCP (IP ID 6) je „zaručený“ přednastavený transportní mechanismus pro aplikaci, který poskytuje aplikaci spolehlivý datový tok, poskytuje jistotu, že přijatá data jsou bez chyb, v případě ztráty znovu požaduje data a eliminuje duplikaci dat. data. TCP umožňuje regulovat zatížení sítě a také snížit latenci dat při přenosu na velké vzdálenosti. TCP navíc zajišťuje, že přijatá data byla odeslána přesně ve stejném pořadí. To je jeho hlavní rozdíl oproti UDP.
UDP (IP ID 17) protokol přenosu datagramů bez připojení. Říká se mu také „nespolehlivý“ přenosový protokol ve smyslu nemožnosti ověření doručení zprávy příjemci a také možného smíchání paketů. Aplikace, které vyžadují garantovaný přenos dat, používají protokol TCP.
UDP se obvykle používá v aplikacích, jako je streamování videa a počítačové hry, kde je přijatelná ztráta paketů a opakování požadavku je obtížné nebo neopodstatněné, nebo v aplikacích typu výzva-odpověď (jako jsou dotazy DNS), kde vytvoření připojení vyžaduje více prostředků než opětovné odeslání.
TCP i UDP používají k identifikaci svého protokolu vyšší vrstvy číslo zvané port.
Síťová vrstva
Internetová vrstva byla původně navržena pro přenos dat z jedné (pod)sítě do druhé. S rozvojem konceptu globální sítě byly do vrstvy přidány další možnosti pro přenos z libovolné sítě do jakékoli sítě bez ohledu na protokoly nižší úrovně a také možnost vyžadovat data od vzdálené strany, například v protokol ICMP (používá se k přenosu diagnostických informací o připojení IP) a IGMP (používá se ke správě toků vícesměrového vysílání).
ICMP a IGMP jsou umístěny nad IP a měly by přejít na další transportní vrstvu, ale funkčně jsou protokoly síťové vrstvy, a proto je nelze začlenit do modelu OSI.
Pakety síťového protokolu IP mohou obsahovat kód označující, který protokol další vrstvy se má použít k extrahování dat z paketu. Toto číslo je jedinečné Číslo protokolu IP. ICMP a IGMP jsou očíslovány 1 a 2.
Data Link Layer
Linková vrstva popisuje, jak jsou datové pakety přenášeny přes fyzickou vrstvu, včetně kódování(tedy speciální sekvence bitů, které určují začátek a konec datového paketu). Ethernet například obsahuje v polích hlavičky paketu označení, pro který stroj nebo stroje v síti je paket určen.
Příklady protokolů spojové vrstvy jsou Ethernet, Wi-Fi, Frame Relay, Token Ring, ATM atd.
Linková vrstva se někdy dělí na 2 podvrstvy – LLC a MAC.
Kromě toho vrstva datového spojení popisuje médium pro přenos dat (ať už je to koaxiální kabel, kroucená dvoulinka, optické vlákno nebo rádiový kanál), fyzikální vlastnosti takového média a princip přenosu dat (oddělení kanálů, modulace, amplituda signálu, frekvence signálu, způsob synchronizace přenosu, odezva latence a maximální vzdálenost).
Zapouzdření
Zapouzdření je balení nebo vnoření paketů na vysoké úrovni (případně různých protokolů) do paketů stejného protokolu (nižší úrovně), včetně adresy.
Pokud například aplikace potřebuje odeslat zprávu pomocí TCP, provede se následující sekvence akcí (obr. 2):
Obrázek 2 – Proces zapouzdření
- nejprve aplikace vyplní speciální datovou strukturu, ve které uvede informace o příjemci (síťový protokol, IP adresa, TCP port);
- předá zprávu, její délku a strukturu s informacemi o příjemci obsluze protokolu TCP (transportní vrstvě);
- obslužná rutina TCP generuje segment, ve kterém jsou zprávami data, a hlavičky obsahují TCP port příjemce (stejně jako další data);
- TCP handler předá vygenerovaný segment IP handleru (síťové vrstvě);
- IP handler zachází s TCP přenášeným segmentem jako s daty a předchází mu jeho hlavičku (která obsahuje zejména IP adresu příjemce převzatou ze stejné datové struktury aplikace a horní číslo protokolu;
- IP handler přenese přijatý paket do spojové vrstvy, která tento paket opět považuje za „surová“ data;
- obslužná rutina na úrovni odkazu, podobně jako předchozí obslužné rutiny, přidá svou hlavičku na začátek (která také označuje číslo protokolu vyšší úrovně, v našem případě je to 0x0800(IP)) a ve většině případů přidá konečný kontrolní součet, čímž vytvoření rámu;
- Poté je přijatý rámec přenesen do fyzické vrstvy, která bity převede na elektrické nebo optické signály a odešle je do přenosového média.
Na přijímací straně se provádí zpětný proces (zdola nahoru), nazývaný dekapsulace, k rozbalení dat a jejich předložení aplikaci.
Související informace.
