Квиток 5
Глобальна комп'ютерна мережа, ГКС (англ. Wide Area Network, WAN) - комп'ютерна мережа, що охоплює великі території і включає велику кількість комп'ютерів.
ГКС служать для об'єднання розрізнених мереж так, щоб користувачі та комп'ютери, де б вони не знаходилися, могли взаємодіяти з усіма іншими учасниками глобальної мережі.
Деякі ГКС побудовані виключно для приватних організацій, інші є засобом комунікації корпоративних ЛОМ з мережею Інтернет або через Інтернет з віддаленими мережами, що входять до складу корпоративних. Найчастіше кортикостероїд спирається на виділені лінії, на одному кінці яких маршрутизатор підключається до ЛОМ, а на іншому комутатор зв'язується з іншими частинами кортикостероїдів. Основними протоколами є TCP/IP, SONET/SDH, MPLS, ATM і Frame relay. Раніше був широко розповсюджений протокол X.25, який може по праву вважатися прабатьком Frame relay.
Стек протоколів TCP/IP (англ. Transmission Control Protocol/Internet Protocol — протокол управління передачею) — набір мережевих протоколів різних рівнів моделі мережевої взаємодії DOD, що у мережах. Протоколи працюють один з одним у стеку (англ. stack, стос) - це означає, що протокол, що розташовується на рівні вище, працює «поверх» нижнього, використовуючи механізми інкапсуляції. Наприклад, протокол TCP працює поверх протоколу IP.
Стек протоколів TCP/IP заснований на моделі мережевої взаємодії DOD і включає протоколи чотирьох рівнів:
канального (data link).
Протоколи цих рівнів повністю реалізують функціональні можливості OSI. На стеку протоколів TCP/IP побудовано всю взаємодію користувачів в IP-мережах. Стек є незалежним від фізичного середовища передачі.
Існують розбіжності у тому, як вписати модель TCP/IP у модель OSI, оскільки рівні у цих моделях не збігаються.
До того ж модель OSI не використовує додатковий рівень — «Internetworking» — між транспортним і мережевим рівнями. Прикладом спірного протоколу може бути ARP чи STP.
Ось як зазвичай протоколи TCP/IP вписуються в модель OSI:
Розподіл протоколів за рівнями моделі OSI
напр., HTTP, SMTP, SNMP, FTP, Telnet, SSH, SCP, SMB, NFS, RTSP, BGP
напр., XDR, AFP, TLS, SSL
напр., ISO 8327 / CCITT X.225, RPC, NetBIOS, PPTP, L2TP, ASP
напр., TCP, UDP, SCTP, SPX, RTP, ATP, DCCP, GRE
напр., IP, ICMP, IGMP, CLNP, OSPF, RIP, IPX, DDP
напр., Ethernet, Token ring, HDLC, PPP, X.25, Frame relay, ISDN, ATM, MPLS, ARP
напр., електричні дроти, радіозв'язок, волоконно-оптичні дроти, інфрачервоне випромінювання
Зазвичай у стеку TCP/IP верхні 3 рівня (прикладний, представницький та сеансовий) моделі OSI поєднують в один прикладний. Оскільки в такому стеку не передбачається уніфікований протокол передачі даних, функції визначення типу даних передаються додатком. Спрощено інтерпретацію стека TCP/IP можна так:
Прикладний «7 рівень»
напр., HTTP, RTP, FTP, DNS
напр., TCP, UDP, SCTP, DCCP (RIP, протоколи маршрутизації, подібні до OSPF, що працюють поверх IP, є частиною мережевого рівня)
Для TCP/IP це IP (допоміжні протоколи, на кшталт ICMP і IGMP, працюють поверх IP, але також відносяться до мережного рівня; протокол ARP є самостійним допоміжним протоколом, працюючим поверх канального рівня)
Ethernet, IEEE 802.11 Wireless Ethernet, SLIP, Token Ring, ATM та MPLS, фізичне середовище та принципи кодуванняінформації, T1, E1
На прикладному рівніпрацює більшість мережевих додатків.
У своїй більшості ці протоколи працюють поверх TCP чи UDP і прив'язані до певному порту, наприклад:
HTTP на TCP-порт 80 або 8080,
FTP на TCP-порт 20 (для передачі) і 21 (для керуючих команд),
SSH на TCP-порт 22,
запити DNS на порт UDP (рідше TCP) 53,
оновлення маршрутів за протоколом RIP на UDP-порт 520.
Ці порти визначені Агентством з виділення імен та унікальних параметрів протоколів (IANA).
До цього рівня належать: Echo, Finger, Gopher, HTTP, HTTPS, IMAP, IMAPS, IRC, NNTP, NTP, POP3, POPS, QOTD, RTSP, SNMP, SSH, Telnet, XDMCP.
Протоколи автоматичної маршрутизації, логічно представлені цьому рівні (оскільки працюють поверх IP), насправді є частиною протоколів мережного рівня; наприклад, OSPF (IP ідентифікатор 89).
TCP (IP ідентифікатор 6) — «гарантований» транспортний механізм з попереднім встановленням з'єднання, що надає додатку надійний потік даних, що дає впевненість у безпомилковості даних, що отримується, перезапитує дані в разі втрати і усуває дублювання даних. TCP дозволяє регулювати навантаження на мережу, а також зменшувати час очікування даних під час передачі на великі відстані. Більше того, TCP гарантує, що отримані дані були надіслані точно в такій послідовності. У цьому його основна відмінність від UDP.
Мережевий рівеньспочатку розроблено передачі даних з однієї (під)мережі до іншої. Прикладами такого протоколу є X.25 та IPC у мережі ARPANET.
З розвитком концепції глобальної мережі в рівень були внесені додаткові можливості передачі з будь-якої мережі в будь-яку мережу,незалежно від протоколів нижнього рівня, а також можливість запитувати дані від віддаленої сторони, наприклад, у протоколі ICMP (використовується для передачі діагностичної інформації IP-з'єднання) та IGMP (використовується для управління multicast-потоками).
ICMP та IGMP розташовані над IP і мають потрапити на наступний – транспортний – рівень, але функціонально є протоколами мережевого рівня, і тому їх неможливо вписати у модель OSI.
Пакети мережного протоколу IP можуть містити код, що вказує, який саме протокол наступного рівня потрібно використовувати, щоб отримати дані з пакета. Це число – унікальний IP-номер протоколу. ICMP та IGMP мають номери, відповідно, 1 та 2.
До цього рівня належать: DHCP[1], DVMRP, ICMP, IGMP, MARS, PIM, RIP, RIP2, RSVP
Канальний рівеньописує, яким чином передаються пакети даних через фізичний рівень, включаючи кодування (тобто спеціальні послідовності біт, що визначають початок та кінець пакета даних). Ethernet, наприклад, у полях заголовка пакета містить вказівку того, якій машині чи машинам у мережі призначений цей пакет.
Приклади протоколів канального рівня – Ethernet, IEEE 802.11 Wireless Ethernet, SLIP, Token Ring, ATM та MPLS.
PPP не зовсім вписується в таке визначення, тому зазвичай описується у вигляді кількох протоколів HDLC/SDLC.
MPLS займає проміжне положення між канальним та мережевим рівнем і, строго кажучи, його не можна віднести до жодного з них.
Канальний рівень іноді поділяють на 2 підрівні - LLC і MAC.
Фізичний рівеньописує середовище передачі даних (чи то коаксіальний кабель, кручена пара, оптичне волокно або радіоканал), фізичні характеристики такого середовища та принцип передачі даних(поділ каналів, модуляцію, амплітуду сигналів, частоту сигналів, спосіб синхронізації передачі, час очікування відповіді та максимальну відстань)