Транспортного уровней

11.1. Общие сведения о протоколах сетевого

и транспортного уровней

Протоколы, работающие на сетевом уровне многоуровневой модели сетевого взаимодействия, отвечают за передачу данных по интерсети от отправителя к получателю, которые расположены в разных локальных сетях. Это отличает их от протоколов канального уровня, которые передают пакеты только получателям в той же ЛВС.

Самый популярный протокол сетевого уровня – IP (Internet Protocol – межсетевой протокол). Протокол IP выполняет следующие важные сетевые функции:

1) инкапсуляцию – упаковку пакета данных транспортного уровня в дейтаграмму;

2) адресацию – идентификацию систем в сети по их адресам;

3) маршрутизацию – определение наиболее эффективного пути к целевой системе;

4) фрагментацию – разбиение данных на фрагменты, по размеру подходящие для передачи по сети;

5) идентификацию протокола транспортного уровня, который сгенерировал данные в дейтаграмме.

Протоколы, действующие на транспортном уровне многоуровневой модели сетевого взаимодействия, совместно с протоколами сетевого уровня обеспечивают единый сервис, необходимый приложениям для работы с сетью.

Наиболее популярны протоколы транспортного уровня TCP (Transmission Control Protocol – протокол управления передачей) и UDP (User Datagram Protocol – протокол пользовательских дейтаграмм).

Протокол TCP обеспечивает приложениям надежный сервис с гарантированной доставкой данных, подтверждением приема пакетов, управлением потоком данных, обнаружением и коррекцией ошибок. TCP предназначен для передачи с побитовой точностью больших объемов данных, например, программных файлов. Протоколы транспортного уровня инкапсулируют данные, полученные от протоколов прикладного уровня, добавляя к ним свой заголовок, как это делают и протоколы более низких уровней. Часто протоколы прикладного уровня передают TCP больше данных, чем вмещает отдельный пакет, поэтому TCP разбивает данные на несколько сегментов (segments). Совокупность сегментов, составляющих единую транзакцию, называется последовательностью (sequence). К каждому сегменту добавляется собственный заголовок TCP, после чегоон передается на сетевой уровень для передачи в отдельной дейтаграмме. Когда все сегменты достигают компьютера-получателя, TCP восстанавливает из них исходную последовательность. Протокол TCP ориентирован на соединение. Это означает, что до начала обмена данными прикладного уровня отправитель и получатель должны установить связь между собой – это гарантирует, что оба компьютера-абонента существуют, работают без сбоев и готовы к приему данных. Соединение TCP сохраняется на протяжении всего обмена данными, а затем закрывается установленным образом.

Протокол UDP в отличие от TCP не ориентирован на соединение и не обеспечивает подтверждение приема, управление потоком, сегментацию и гарантированную доставку. Протокол UDP используется в основном для обмена короткими запросами и ответами. В результате UDP намного проще TCP и создает гораздо меньше нагрузки на сеть. ТСР, выполняя свои функции, генерирует большой объем управляющего трафика, тогда как накладные расходы, связанные с использованием UDP, относительно невелики.

Стек (набор) протоколов TCP/IP, состоящий из протоколов сетевого и транспортного уровней, функционирующих совместно, осуществляет сетевую поддержку подключения всех узлов и взаимодействие сетей.

Два протокола транспортного уровня из набора TCP/IP обеспечивают приложениям разный уровень обслуживания. Комбинация UDP и IP обеспечивает минимальный транспортный сервис с низким уровнем накладных расходов.