План:

1. Иерархическая система сетевого взаимодействия

2. Структура стека TCP/IP. Краткая характеристика протоколов

3. Адресация в IP-сетях

а) Типы адресов: физический (MAC-адрес), сетевой (IP-адрес) и символьный (DNS-имя)

б) Три основных класса IP-адресов

в) Соглашения о специальных адресах: broadcast, multicast, loopback

г) Отображение физических адресов на IP-адреса: протоколы ARP и RARP

д) Отображение символьных адресов на IP-адреса: служба DNS

е) Автоматизация процесса назначения IP-адресов узлам сети - протокол DHCP

4. Список литературы

1 Иерархическая система сетевого взаимодействия

Информационное взаимодействие в сети Интернет строится в соответствии с правилами и требованиями общего международного стандарта ISO 7498 (ISO – International Organization of Standartization).

Этот стандарт имеет тройной заголовок «Информационные вычислительные системы – Взаимодействие открытых систем – Эталонная модель». Обычно его называют короче – «Эталонная модель взаимодействия открытых систем». Публикация этого стандарта в 1983 году подвела итог многолетней работы многих известных телекоммуникационных компаний и стандартизирующих организаций.

Основной идеей, которая положена в основу этого документа, является разбиение процесса информационного взаимодействия между системами на уровни с четко разграниченными функциями.

Идея такого разбиения не была революционной. Можно вспомнить, что слоистую архитектуру имели информационные взаимодействия в сетях SNA (System Network Archithecture).

В качестве прообраза модели взаимодействия OSI (Open System Interconnection) была использована структура, предложенная ANSI (American National Standarts Institute). Основные работы по созданию текста документа были выполнены CCITT (Consultative Committee for International Telegraphy), а итоговый документ появился в виде стандарта ISO. Статус стандарта ISO важен для данного документа, поскольку ISO 7498 является стандартом стандартов в области телекоммуникаций.

Преимущества слоистой организации взаимодействия заключается в том, что она обеспечивает независимую разработку уровневых стандартов, модульность аппаратуры и программного обеспечения информационно-вычислительных систем и способствует тем самым техническому прогрессу в данной области.

При использовании многоуровневой модели проблема перемещения информации между узлами сети разбивается на более мелкие и, следовательно, более легко разрешимые проблемы.

Многоуровневая модель четко описывает, каким образом информация проделывает путь через среду сети от одной прикладной программы, к примеру, обработки таблиц, до иной прикладной программы обработки тех же таблиц, находящейся на другом компьютере сети.

Предположим, например, что система А, имеет информацию для отправки в систему В. Прикладная программа системы А начинает взаимодействовать с уровнем 4 системы А (верхний уровень), который, в свою очередь, начинает взаимодействовать с уровнем 3 системы А, и т.д. – до уровня 1 системы А. Задача уровня 1 отдавать, а потом забирать информацию из физической среды сети.

Поскольку информация, которая должна быть отослана, проходит вниз через уровни системы, по мере этого продвижения она становится все меньше похожей на человеческий язык и все больше похожей на ту информацию, которую понимают компьютеры, а именно «единицы» и «нули».

После того как информация проходит через физическую среду сети и поступает в систему В, она последовательно обрабатывается на каждом уровне системы В обратном порядке – сначала на уровне 1, затем на уровне 2 и т.д., пока, наконец, не достигнет прикладной программы системы В.

Многоуровневая модель не предполагает наличия непосредственной связи между одноименными уровнями взаимодействующих систем. Следовательно, каждый уровень А должен полагаться на услуги, предоставляемые ему смежными уровнями системы А, чтобы помочь осуществить связь с соответствующим уровнем системы В. Для того чтобы выполнить эту задачу, уровень 4 системы А должен воспользоваться услугами уровня 3 системы А, тогда уровень 4 будет называться «пользователем услуг», а уровень 3 – «источником услуг».

Информация по оказываемым услугам передается между уровнями в специальном информационном блоке, который называется заголовком. Заголовок обычно предшествует передаваемой информации. Предположим, что система А хочет отправить в систему В какой-либо текст, называемый «данные» или «информация». Этот текст передается из прикладной программы системы А в верхний уровень этой системы. Прикладной уровень системы А должен передать определенную информацию в прикладной уровень системы В, поэтому он помещается управляющую информацию своего уровня в виде заголовка перед фактическим текстом, который должен быть передан. Построенный таким образом информационный блок передается в уровень 3 системы А, который может предварить его своей собственной управляющей информацией, и т.д.

Размеры сообщения увеличиваются по мере того, как оно проходит вниз через уровни до тех пор, пока не достигнет сети, где оригинальный текст и вся связанная с ним управляющая информация перемещаются в систему В и поглощаются уровнем 1 системы В. Уровень 1 системы В отделяет от поступившей информации и обрабатывает заголовок 1 уровня, после чего он определяет, как обрабатывать поступивший информационный блок. Слегка уменьшенный в размерах информационный блок передается на уровень 2, который отделяет заголовок этого же уровня, анализирует его, чтобы узнать о действиях, которые он должен выполнить и т.д. Когда информационный блок наконец доходит до прикладной программы системы В, он должен содержать только оригинальный текст.

Структура заголовка и собственно данных относительна и зависит от уровня, который в данный момент анализирует информационный блок. Например, на уровне 2 информационный блок состоит из заголовка этого же уровня и следующих за ним данных. Однако данные уровня 2 могут содержать заголовки уровней 3 и 4. Кроме того, заголовок уровня 2 является просто данными для уровня 1. Помимо заголовка на каждом уровне системы информационный блок завершается соответствующей контрольной суммой КонтСум. Данная модель напоминает собой вложенные друг в друга матрешки. Самая маленькая из них – это и есть пользовательские данные, а все остальные служат для доставки данных в точку назначения.

Иными словами, в результате работы этого механизма каждый пакет более высокого уровня вкладывается в «конверт» протокола нижнего уровня. Здесь уместно провести аналогию с обычными постовыми отправлениями. Так, например, если вы пишите обычное письмо и вкладываете его в конверт с адресом, то текст письма будет информационным сообщением, которое вы хотите отправить, а конверт - заголовком «почтового» протокола. На почте ваше письмо перекладывают в мешок (протокол низкого уровня) с письмами того же или близкого назначения и т.п. Электронные протоколы работают по той же схеме, только доставку и целостность обычных писем обеспечивают добросовестность служащих отделений связи, а электронным протоколам приходится следить за этим самостоятельно.