Модель TCP/IP

Группы № 5351, 5305


Санкт-Петербург
2008

время наглядного описания взаимодействия сетевых узлов между собой.
Модель OSI

и модель TCP/IP являются стандартами для описания межсетевого взаимодействия.
Каждую из этих моделей можно представлять как объединение двух моделей:
горизонтальная модель (на базе протоколов, обеспечивающая обмен данными одного типа между программами и процессами, работающими на одном и том же уровне на различных сетевых узлах);
вертикальная модель (на основе услуг, предоставляемых соседними уровнями друг другу на одном сетевом узле).

В горизонтальной модели двум программам, работающими на различных сетевых узлах, требуется общий протокол для обмена данными. В вертикальной — соседние уровни обмениваются данными, выполняя необходимые преобразования с использованием соответствующих программных интерфейсов.

одинаковыми уровнями двух открытых систем.
Стек коммуникационных протоколов – иерархически организованная

совокупность протоколов, решающих задачу взаимодействия узлов сети.
Интерфейс – правила и стандартизованные форматы сообщений, с помощью которых протоколы соседних уровней, находящихся в одном узле, взаимодействуют друг с другом. Интерфейс определяет набор услуг, которые нижележащий уровень предоставляет вышележащему.
В данном докладе будет подробно рассмотрена модель TCP/IP. После чего мы сравним обе модели – модель OSI/ISO и модель TCP/IP – чтобы выяснить причины возникновения и существования каждой модели.

Серфа в журнале Transactions on Communications. Первое описание эталонной модели

TCP/IP.

В 1983 году протокол TCP/IP становится стандартом для сети ARPANET в виде документов, называемых RFC (Request For Comment)

В 1983 году с целью упорядочения описания принципов взаимодействия устройств в сетях ISO (International Organization of Standardization) предложила семиуровневую эталонную коммуникационную модель модель OSI (Open System Interconnection).

В 1989 году компьютеры ARPANET были подключены к сети NSFnet (Сеть национальных научных разработок)

В 1990 ARPANET превращается в Internet.

C 1996 TCP/IP считается стандартом локальных и глобальных сетей.

независимость от среды передачи сообщений;
возможность подключения к сети ЭВМ

любой архитектуры;
единый способ организации соединения между узлами в сети;
стандартизация прикладных протоколов.

Задачи, поставленные DOD перед разработчиками TCP/IP:
возможность объединять различные сети в единое целое;
способности сети сохранять работоспособность при возможных потерях подсетевого оборудования, так, чтобы при этом связь не прерывалась;
гибкость архитектуры.

от приложений на вход протоколов транспортного уровня TCP и UDP.

Протокол TCP нарезает из потока данных сегменты.

-дейтаграмма - общее название для единиц данных, которыми оперируют протоколы без установления соединений.

- кадры (фреймы) - единицы данных протоколов, на основе которых IP-пакеты переносятся через подсети составной сети.

Модель TCP/IP

Protocol)
и OSPF (Open Shortest Path First)
протокол межсетевых управляющих сообщений

ICMP (Internet Control Message Protocol)

Модель TCP/IP

на концепции стека независимых протоколов.
Сходность функциональности уровней:
Уровни,

начиная с транспортного и выше, предоставляют сквозную, не зависящую от сети транспортную службу для процессов, желающих обмениваться информацией. Эти уровни образуют поставщика транспорта.
Уровни выше транспортного являются прикладными потребителями транспортных сервисов.

разделения между службами, интерфейсом и протоколом.
Единственными настоящими сервисами, предоставляемыми межсетевым

уровнем, являются SEND IP PACKET (послать IP-пакет) и RECEIVE IP PACKET (получить IP-пакет).

Вывод: в модели OSI протоколы скрыты лучше, чем в модели TCP/IP, и при изменении технологии они могут быть относительно легко заменены.

1. Разделение между службами, интерфейсом и протоколом.

Модель TCP/IP

Модель OSI

модель OSI, а были изобретены протоколы для нее.

«+»: эта модель

не была настроена на какой-то конкретный набор протоколов => универсальность модели.
«-»: нет четкого представления о том, какие функции должен выполнять каждый уровень.

Сначала появились протоколы, а уже затем была создана модель, описывающая существующие протоколы.

«+»: нет проблемы с соответствием протоколов модели.

«-»: модель не соответствовала никаким другим стекам протоколов => не использовалась для описания каких-нибудь других сетей, отличных от TCP/IP.

В модели OSI семь уровней, в модели TCP/IP — четыре.
В обеих моделях имеются межсетевой, транспортный и прикладной уровни, а остальные уровни различные.

2. Разделение между службами, интерфейсом и протоколом.

Модель TCP/IP

Модель OSI

3. Число уровней

оба типа связи;

на транспортном уровне поддерживает только связь на основе

соединений (поскольку транспортные службы являются видимыми для пользователя)

на сетевом уровне есть только один режим связи (без установления соединения)
на транспортном уровне он поддерживает оба режима, предоставляя пользователям выбор. Этот выбор особенно важен для простых протоколов «запрос — ответ».

4. Возможности использования связи на основе соединений и связи без установления соединения.

Модель TCP/IP

Модель OSI

протокола.
Не является общей и довольно плохо описывает любой стек

протоколов, кроме TCP/IP.
Хост-сетевой уровень не является уровнем в том смысле, который обычно используется в контексте уровневых протоколов. Это скорее интерфейс между сетью и уровнями передачи данных.
Не различаются физический уровень и уровень передачи данных.
Эффективным образом разработано только два протокола TCP и IP, все остальные являются недоработанными.

Преимущества TCP/IP

Обеспечивает надежную связь между сетевым оборудованием от различных производителей.
Независимость от сетевой технологии.
Всеобщая связанность.
Подтверждения.
Стандартные прикладные протоколы.

всегда очевидно.
Модель OSI была спроектирована (комитетом) без готовой реализации.
Сложность

и неэффективность. Некоторые функции выполняются сразу на нескольких уровнях. Так, обнаружение и исправление ошибок происходит на большинстве уровней.
«Коммуникационная ментальность».
Выбор именно семи уровней продиктован, скорее, политическими, а не техническими причинами. В действительности сеансовый уровень и уровень представления редко встречаются в реально работающих сетях.

Преимущества OSI

Разделение между службами, интерфейсом и протоколом.
Универсальность.
Деление функциональных задач сети на семь уровней в рамках модели OSI обеспечивает следующие преимущества:
Делит аспекты работы сети на менее сложные элементы;
Определяет стандартные интерфейсы для автоматического интегрирования в систему новых устройств и обеспечения совместимости сетевых продуктов разных поставщиков;
Позволяет закладывать в различные модульные функции межсетевого взаимодействия симметрию;
Изменения в одной области не требует изменений в других областях;
Делит сложную межсетевую структуру на дискретные, более простые для изучения подмножества операций.

открытом взаимодействии между компьютерами. Следует заметить, что модель настолько успешно

справилась со своими исходными целями, что в настоящее время ее достоинства уже практически не обсуждаются.

Модель OSI остается ценным средством для демонстрации принципов работы сети.

В отличие от эталонной модели OSI, модель ТСР/IP в большей степени ориентируется на обеспечение сетевых взаимодействий, нежели на жесткое разделение функциональных уровней. Для этой цели она признает важность иерархической структуры функций, но предоставляет проектировщикам протоколов достаточную гибкость в реализации.

Соответственно, эталонная модель OSI гораздо лучше подходит для объяснения механики межкомпьютерных взаимодействий, но протокол TCP/IP стал основным межсетевым протоколом.

Несмотря на все недостатки, модель OSI (кроме сеансового уровня и уровня представления) показала себя исключительно полезной для теоретических дискуссий о компьютерных сетях. Протоколы OSI, напротив, не получили широкого распространения. Для TCP/IP верно обратное: модель практически не существует, тогда как протоколы чрезвычайно популярны.

сетевых технологий internet/intranet, базирующихся на стеке протоколов TCP/IP, а также

с более точным отражением процесса сетевого взаимодействия. В большинстве современных публикаций именно четырехуровневая модель принимается в качестве основы.

Олифер. Основы сетей передачи данных.
Ю.В. Новиков, С.В. Кондратенко. Основы локальных

сетей.
Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы / Ю. Блэк; перев. с англ. - М.: Мир, 1990.
Стандарты вычислительных сетей. В.К. Щербо – М.:КУДИЦ – ОБРАЗ, 2000 – 272 с.