Тема 1.6. Модель TCP/IP та TCP/IP адресація

План.

1. Характеристика ТСР/ІР .
2. Порівняння моделей ТСР/ІР і OSI.
3. Формування пакету даних.
4. ІР адресація.
5. Будова ТСР/ІР пакету.

Мережевий протокол ТСР/ІР є стандартним для локальних і глобальних обчислювальних мереж.
Про ТСР/ІР говорять як про сімейство програм, оскільки в даний термін входить декілька транспортних протоколів та утиліт, що працюють спільно.

ТСР/ІР - Протокол керування передачею / інтернет-протокол. ТСР та ІР є двома різними протоколами. Кожен з протоколів пов'язаний з використанням специфічних функцій, а разом вони забезпечують мережеве з'єднання між комп'ютерами.
Окрім них часто використовується UDP (User Datagramm Protocol) та ICMP (Internet Control Message Protocol) - протокол керування повідомленням з Інтернету.

Протокол ІР описує мережеву службу, котра здатна використовувати передачу даних не встановлюючи прямого з'єднання і не вимагаючи підтверджень про зв'язок. Він призначений для простої передачі даних від одного комп'ютера до іншого. ІР не має механізму перевірки чи пакет дійсно досяг пункту призначення (не підтверджена доставка) і не відслідковує шлях проходження пакету по мережі. А також не гарантує доставки пакетів в тому порядку, в якому вони відсилались.
Суть роботи ІР полягає у фрагментуванні пакетів даних на більш дрібні, їх перекомпоновці таким чином, щоб вони пересилалися через мережі і пристрої різних типів найкращим шляхом.
Контрольна сума обчислюється тільки для заголовка і не обчислюється для заголовка і не обчислюється для даних. Працює на третьому рівні моделі ОSI.

Протокол ТСР використовує ІР для встановлення віртуальних з'єднань між двома комп'ютерами в Інтернет.
В той час коли ІР посилає пакет по певному шляху не турбуючись про його долю, ТСР надає механізм гарантованої доставки пакетів непошкодженими і встановлює правильний порядок поступлення пакетів на комп'ютер. А також має можливість використовувати механізм керування потоком даних попереджуючи проблеми пов'язані з перевантаженням мережі.

Шляхом створення пакетів різних розмірів досягається висока ефективність використання мережі. Модель ТСР/ІР є робочою моделлю.
Модель містить наступні чотири рівні:
4.Application
3.Transport
2.Internet (Network)
1.Network (Ethernet…)

Особливості моделі ТСР/ІР
1. Має чотири рівні
2. Четвертий рівень містить 5, 6, 7 рівні моделі OSI
3. Перший рівень містить 1, 2 рівні моделі OSI
4. Реально-діюча модель

Формування пакету даних
7.дані
6. дані
5. дані
4. сегмент
3. пакет, ІР-адреса
2. кадр, МАС-адреса
1. фізичні сигнали у відповідному кодуванні

2)ІР-адреса складається з 4 байт, або 32 послідовних біт інформації. Вона записується в десятково-крапковій системі, таким чином , щоб кожен байт переводився в десяткове число які розділені крапками

Наприклад: 215.128.12.1

Пригадаймо системи числення.

Загальноприйнятою в сучасному світі є десяткова позиційна система числення, яка з Індії через арабські країни прийшла в Європу. Основою цієї системи є число десять. Основою системи числення називається число, яке означає, у скільки разів одиниця наступного розрядку більше за одиницю попереднього.

Загальновживана форма запису числа є насправді ніщо інше, як скорочена форма запису розкладу за степенями основи системи числення, наприклад

130678=1*10⁵+3*10⁴+0*10³+6*10²+7*10¹+8

Найпоширенішою для подання чисел у пам'яті комп'ютера є двійкова система числення, яка застосовується при роботі з адресами в комп’ютерних мережах. Для зображення чисел у цій системі необхідно дві цифри: 0 і 1, тобто достатньо двох стійких станів фізичних елементів. Ця система є близькою до оптимальної за економічністю, і крім того, таблички додавання й множення в цій системі елементарні.

Таблиця 1. Значеня чисел до 8 у двійковій та десятковій формах.

Виходячи із вище наведеного велике значення мають алгоритми переведення із дійової форми числа в десяткову і на оборот.

Алгоритми переведення чисел з однієї позиційної системи числення в іншу

1. Для переведення чисел із системи числення з основою p в систему числення з основою q, використовуючи арифметику нової системи числення з основою q, потрібно записати коефіцієнти розкладу, основи степенів і показники степенів у системі з основою q і виконати всі дії в цій самій системі. Очевидно, що це правило зручне при переведенні до десяткової системи числення.

Наприклад:

з двійкової в десяткову:

10100101₂=1*10₂⁷+0*10₂⁶+1*10₂⁵+0*10₂⁴+0*10₂³+1*10₂²+0*10₂¹+1*10₂⁰= 1*2₁₀⁷+0*2₁₀⁶+1*2₁₀⁵+ 0*2₁₀⁴+0*2₁₀³+1*2₁₀²+0*2₁₀¹+ 1*2₁₀⁰=165₁₀

2. Для переведення чисел із системи числення з основою p в систему числення з основою q з використанням арифметики старої системи числення з основою p потрібно: для переведення цілої частини послідовно число, записане в системі основою p ділити на основу нової системи числення, виділяючи залишки. Останні записані у зворотному порядку, будуть утворювати число в новій системі числення;

Цим самим правилом зручно користуватися в разі переведення з десяткової системи числення, тому що її арифметика для нас звичніша.

Наприклад: 999₁₀=1111100111₂

Повернімося до IP адресації.
Адреси ділять на три основні класи А, В, С і два додаткових - D, Е.
До якого класу належить адреса можна визначити по перших чотирьох бітах адреси.

Відповідно кожну адресу поділяють на мережеву частину і частину вузла , які виділяються у відповідності до певного класу.

Значення першого октету і характеристики класів

Октет – вісім цифр.

Значення адрес по класах приведені в наступній таблиці.

Адреса виду 255.255.255.255 – називається широкомовна адреса ( broadcast -широкомовна)
Існують також білі або приватні адреси, які ніколи не застосовуються в Інтернет, а призначені для використання в локальних мережах.
А: 10.0.0.0 - 10.255.255.255
В: 172.16.0.0 - 172.16.255.255
С: 192.168.0.0 - 192.168.255.255

Для вирішення проблем IPv4 було розроблено Інтернет протокол нового покоління IPng, який пізніше отримав назву IPv6 (Інтернет Протокол версія 6). Для вирішення проблеми нестачі адресного простору було запроваджено 128-бітну адресацію. Завдяки цьому очікується, що адресного простору повинно вистачити за будь-яких умов зростання Інтернет. Крім того, процес розподілення адрес з самого початку спирається на максимальне використання агрегації маршрутів, що має позитивно вплинути на розмір таблиць маршрутів. Для зменшення часу обробки пакетів на вузлах, заголовок пакету IPv6 включає тільки мінімум необхідної інформації.