2.2. Обзор протоколов TCP/IP

2.2. Обзор протоколов TCP/IP

Хотя набор протоколов и называется «TCP/IP», это семейство состоит не только из собственно протоколов TCP и IP. На рис. 2.1 представлен обзор этих протоколов.

Рис. 2.1. Обзор протоколов семейства TCP/IP

На этом рисунке представлены и IPv4, и IPv6. Если рассматривать этот рисунок справа налево, то пять приложений справа используют IPv6. О константе AF_INET6 и структуре sockaddr_in6 мы говорим в главе 3. Следующие шесть приложений используют IPv4.

Приложение, находящееся в самой левой части рисунка, tcpdump, соединяется непосредственно с канальным уровнем, используя либо BPF (BSD Packet Filter — фильтр пакетов BSD), либо DLPI (Data Link Provider Interface — интерфейс канального уровня). Мы обозначили штриховую горизонтальную линию под девятью приложениями (интерфейс) как API, что обычно соответствует сокетам или XTI. Интерфейс и к BPF, и к DLPI не использует сокетов или XTI.

ПРИМЕЧАНИЕ

Здесь существует исключение, описанное нами в главе 25: Linux предоставляет доступ к канальному уровню при помощи специального типа сокета, называемого SOCK PACKET.

На рис. 2.1 мы также отмечаем, что программа traceroute использует два сокета: один для IP, другой для ICMP. В главе 25 мы создадим версии IPv4 и IPv6 утилит ping и traceroute.

А сейчас мы опишем каждый из протоколов, представленных на рисунке.

Протокол Интернета версии 4. IPv4 (Internet Protocol, version 4), который мы часто обозначаем просто как IP, был «рабочей лошадкой» набора протоколов Интернета с начала 80-х. Он использует 32-разрядную адресацию (см. раздел А.4). IPv4 предоставляет сервис доставки пакетов для протоколов TCP, UDP, SCRIPT, ICMP и IGMP.

Протокол Интернета версии 6. IPv6 (Internet Protocol, version 6) был разработан в середине 90-х как замена протокола IPv4. Главным изменением является увеличение размера адреса, в случае IPv6 равного 128 бит (см. раздел А.5) для работы с бурно развивавшимся в 90-е годы Интернетом. IPv6 предоставляет сервис доставки пакетов для протоколов TCP, UDP, SCRIPT и ICMPv6.

Мы часто используем аббревиатуру «IP» в словосочетаниях типа «IP-адрес», «IP-уровень», когда нет необходимости различать IPv4 и IPv6.

Протокол управления передачей. TCP (Transmission Control Protocol) является протоколом, ориентированным на установление соединения и предоставляющим надежный двусторонний байтовый поток использующим его приложениям. Сокеты TCP — типичный пример потоковых сокетов (stream sockets). TCP обеспечивает отправку и прием подтверждений, обработку тайм-аутов, повторную передачу и тому подобные возможности. Большинство прикладных программ в Интернете используют TCP. Заметим, что TCP может использовать как IPv4, так и Ipv6.

Протокол пользовательских дейтаграмм. UDP (User Datagram Protocol) — это протокол, не ориентированный на установление соединения. Сокеты UDP служат примером дейтаграммных сокетов (datagram sockets). В отличие от TCP, который является надежным протоколом, в данном случае отнюдь не гарантируется, что дейтаграммы UDP когда-нибудь достигнут заданного места назначения. Как и в случае TCP, протокол UDP может использовать как IPv4, так и IPv6.

Протокол управления передачей потоков. SCRIPT (Stream Control Transmission Protocol) — ориентированный на установление соединения протокол, предоставляющий надежную двустороннюю ассоциацию. Соединение по протоколу SCRIPT называется ассоциацией (association), потому что это многоканальный протокол, позволяющий задать несколько IP-адресов и один порт для каждой стороны соединения. SCRIPT предоставляет также сервис сообщений, то есть разграничение отдельных записей в передаваемом потоке. Как и другие транспортные протоколы, SCRIPT может использовать IPv4 и IPv6, но он отличается тем, что может работать с обеими версиями IP на одной и той же ассоциации.

Протокол управляющих сообщений Интернета. ICMP (Internet Control Message Protocol) обеспечивает передачу управляющей информации и сведений об ошибках между маршрутизаторами и узлами. Эти сообщения обычно генерируются и обрабатываются самостоятельно сетевым программным обеспечением TCP/IP, а не пользовательскими процессами, хотя мы и приводим в качестве примера программы ping и traceroute, использующие ICMP. Иногда мы называем этот протокол «ICMPv4», чтобы отличать его от ICMPv6.

Протокол управления группами Интернета. IGMP (Internet Group Management Protocol) используется для многоадресной передачи (см. главу 21), поддержка которой не является обязательной для IPv4.

Протокол разрешения адресов. ARP (Address Resolution Protocol) ставит в соответствие аппаратному адресу (например, адресу Ethernet) адрес IPv4. ARP обычно используется в широковещательных сетях, таких как Ethernet, Token-ring и FDDI, но не нужен в сетях типа «точка-точка» (point-to-point).

Протокол обратного разрешения адресов. RARP (Reverse Address Resolution Protocol) ставит в соответствие адресу IPv4 аппаратный адрес. Он иногда используется, когда загружается бездисковый узел.

Протокол управляющих сообщений Интернета, версия 6. ICMPv6 (Internet Control Message Protocol, version 6) объединяет возможности протоколов ICMPv4, IGMP и ARP.

Фильтр пакетов BSD. Этот интерфейс предоставляет доступ к канальному уровню для процесса. Обычно он поддерживается ядрами, произошедшими от BSD.

Интерфейс провайдера канального уровня. DLPI (Datalink Provider Interface) предоставляет доступ к канальному уровню и обычно предоставляется SVR4 (System V Release 4).

Все протоколы Интернета определяются в документах RFC (Request For Comments), которые играют роль формальной спецификации. Решение к упражнению 2.1 показывает, как можно получить документы RFC.

Мы используем термины узел IPv4/IPv6 (IPv4/IPv6 host) и узел с двойным стеком (dual-stack host) для определения узла, поддерживающего как IPv4, так и IPv6.

Дополнительные подробности собственно по протоколам TCP/IP можно найти в [111]. Реализация TCP/IP в 4.4BSD описывается в [128].

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

1.2 Принятие новых протоколов

Из книги TCP/IP Архитектура, протоколы, реализация (включая IP версии 6 и IP Security) автора Фейт Сидни М

1.2 Принятие новых протоколов В 1982 г. Министерство обороны США (Department of Defence — DOD) заимствовало набор коммуникационных протоколов ARPANET в качестве источника для формирования собственных распределенных вычислительных сетей.В 1983 г. аналогичное заимствование набора


1.6.1 Рабочие группы и разработка протоколов

Из книги Сетевые средства Linux автора Смит Родерик В.

1.6.1 Рабочие группы и разработка протоколов Членство в IETF является добровольным. Для решения определенной проблемы формируется рабочая группа из технических экспертов. Члены такой группы разрабатывают методологии, объединяющие теоретические исследования с последующей


1.6.2 Другие источники протоколов Интернета

Из книги Разработка приложений в среде Linux. Второе издание автора Джонсон Майкл К.

1.6.2 Другие источники протоколов Интернета Хотя большинство протоколов TCP/IP разрабатывается и реализуется рабочими группами IETF, существенное участие в этом процессе принимают исследовательские группы из университетов и коммерческих организаций. Чтобы независимые


Глава 2 Обзор служб набора протоколов TCP/IP

Из книги Недокументированные и малоизвестные возможности Windows XP автора Клименко Роман Александрович

Глава 2 Обзор служб набора протоколов TCP/IP 2.1 Введение Почему семейство протоколов TCP/IP получило столь широкое распространение? Прежде всего, благодаря способности к взаимному объединению гетерогенных локальных и глобальных сетей. Не менее важной является способность


Поддержка сетевых протоколов

Из книги Операционная система UNIX автора Робачевский Андрей М.

Поддержка сетевых протоколов Меню Networking Options содержит опции, влияющие на работу сетевых протоколов. Вы можете включить или исключить средства поддержки стека протоколов либо отдельных протоколов (в основном данные опции касаются семейства протоколов TCP/IP). Опции из


Поддержка альтернативных сетевых протоколов

Из книги UNIX: разработка сетевых приложений автора Стивенс Уильям Ричард

Поддержка альтернативных сетевых протоколов Несмотря на то что семейство протоколов TCP/IP, обеспечивающее работу глобальной сети Internet, пользуется широкой популярностью, в системе Linux также реализованы другие стеки протоколов. Опции, включающие поддержку различных


Глава 3 Альтернативные стеки протоколов

Из книги автора

Глава 3 Альтернативные стеки протоколов Компьютерная программа — идеальный инструмент для решения тех задач, которые предполагают скрупулезное следование предписаниям. В ситуациях, не предусмотренных инструкциями, компьютер становится практически беспомощным.


Общие сведения о стеках протоколов

Из книги автора

Общие сведения о стеках протоколов Для того чтобы вести предметный разговор о стеках протоколов и обсуждать их достоинства и недостатки, необходимо иметь хотя бы общее представление о том, как организован стек, какие функции выполняют протоколы, входящие в его состав, и


Функции протоколов получения почты

Из книги автора

Функции протоколов получения почты Как было сказано ранее, при организации почтового сервера необходимо установить сервер передачи почты. Без него использование сервера получения не будет иметь смысла, так как письма, предназначенные для доставки пользователям,


Анализ файлов протоколов

Из книги автора

Анализ файлов протоколов Файлы протоколов — важный источник сведений о работе Web-сервера. Информация, содержащаяся в этих файлах, поможет вам администрировать Web-узел. Файлы протоколов включают информацию о клиентских программах, обращающихся к серверу, о документах,


Использование протоколов маршрутизации

Из книги автора

Использование протоколов маршрутизации Главная задача маршрутизатора — определить способ передачи пакетов. Предположим, например, что от маршрутизатора к целевому узлу ведут два маршрута. С помощью специальных инструментов, например программы ip, входящей в состав


17.1. Поддержка протоколов

Из книги автора

17.1. Поддержка протоколов API-интерфейс сокетов Беркли был сконструирован в виде шлюза для нескольких протоколов. Хотя это и приводит к дополнительным сложностям в интерфейсе, это все- таки гораздо легче, чем создавать (или изучать) новый интерфейс для каждого нового


Стек протоколов TCP/IP

Из книги автора

Стек протоколов TCP/IP Стек протоколов TCP/IP является основным и единственным способом взаимодействия конечного компьютера с глобальной сетью Интернет, а также основным стеком взаимодействия с другими компьютерами сети. Именно поэтому было решено рассказать в этой главе и


Семейство протоколов TCP/IP

Из книги автора

Семейство протоколов TCP/IP В названии семейства присутствуют имена двух протоколов — TCP и IP. Это, конечно, не означает, что данными двумя протоколами исчерпывается все семейство. Более того, как будет видно, названные протоколы выполняют различные функции и используются


2.2. Обзор протоколов TCP/IP

Из книги автора

2.2. Обзор протоколов TCP/IP Хотя набор протоколов и называется «TCP/IP», это семейство состоит не только из собственно протоколов TCP и IP. На рис. 2.1 представлен обзор этих протоколов. Рис. 2.1. Обзор протоколов семейства TCP/IPНа этом рисунке представлены и IPv4, и IPv6. Если рассматривать