ВЫПОЛНИТЕ ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ №2

«Сетевой уровень и протокол ARP».

ТЕМА 4. ТРАНСПОРТНЫЙ УРОВЕНЬ. ПРОТОКОЛЫ TCP, UDP, ICMP И SNMP

В РЕЗУЛЬТАТЕ УСПЕШНОГО ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ ВЫ

Узнаете:

· назначение транспортного уровня;

· протоколы с установленным соединением;

· дитаграмные протоколы;

· протоколы квитирования;

· назначение и реализация протокола UDP;

· протокол TCP и алгоритм «скользящего» окна;

· передача команд и сообщений об ошибках (ICMP);

· поддержание работоспособности Internet. Протокол управления.

Приобретете следующие компетенции:

· приобретение навыков использования дитаграмных протоколов и протоколов квитирования для передачи данных;

· использование алгоритма «скользящего окна» для передачи информации между пользователями;

· умение использовать протокол ICMP в целях выявления некорректности работы сети;

· умение управления сетью посредством алгоритма протокола SNMP.

В ПРОЦЕССЕ ОСВОЕНИЯ ТЕМЫ

АКЦЕНТИРУЙТЕ ВНИМАНИЕ

НА СЛЕДУЮЩИХ ПОНЯТИЯХ

· Протокол (protocol) – формальный набор правил, позволяющий обмениваться информацией.

· Пакет (packet) – единица передачи данных по линии связи.

· UDP-датаграмма – блок данных, которым обменивается модуль IP с модулем UDP.

· TCP-сегмент – блок данных, которым обменивается модуль IP с модулем TCP.

· Прикладное сообщение – блок данных, которым обмениваются программы сетевых приложений с протоколами транспортного уровня.

ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ ПРОЧИТАЙТЕ

1. учебное пособие Д.В. Иртегов «Введение в сетевые технологии». – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. – 560с.: ил. Глава 12 – Протоколы транспортного уровня. Стр. 333–357.

2. Семенов Ю.А. (ГНЦ ИТЭФ) – 4.4 Интернет. Раздел 4.4.2 Протокол UDP.

3. Семенов Ю.А. (ГНЦ ИТЭФ) – 4.4 Интернет. Раздел 4.4.3 Протокол TCP.

4. Семенов Ю.А. (ГНЦ ИТЭФ) – 4.4 Интернет. Раздел 4.4.4 Протокол передачи команд и сообщений об ошибках (ICMP).

5. Семенов Ю.А. (ГНЦ ИТЭФ) – 4.4 Интернет. Раздел 4.4.13 Протокол управления SNMP.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ПО ТЕМЕ

Протокол UDP.

Одним из основных протоколов, расположенных непосредственно над IP, является протокол UDP (User Datagram Protocol, RFC-768). Задача – предоставление прикладным процессам транспортные услуги. Протокол UDP обеспечивает доставку дейтограмм, при этом он не требует подтверждения их получения. Так же протокол UDP не требует соединения с удаленным модулем UDP, т.е. относится к «бессвязным» протоколам.

К заголовку IP-пакета UDP добавляет следующие поля: порт отправителя и порт получателя (обеспечивают мультиплексирование информации между различными прикладными процессами); длина udp-дейтограммы и контрольная сумма (позволяют поддерживать целостность данных). Другими словами, если на уровне IP для определения места доставки пакета используется адрес, то на уровне UDP – номер порта.

Взаимодействие прикладных процессов и модуля UDP происходит через UDP-порты. Последние нумеруются начиная с нуля. Прикладной процесс, предоставляющий некоторые услуги (сервер), ожидает сообщений, направленных в порт, специально выделенный для этих услуг. Программа-сервер ждет, когда какая-нибудь программа-клиент запросит услугу.

Необходимо обратить внимание на то, что данные, отправляемые прикладным процессом через модуль UDP, достигают места назначения как единое целое. Протокол UDP сохраняет границы сообщений, определяемые прикладным процессом. Он никогда не объединяет несколько сообщений в одно и не делит одно сообщение на части. Формат UDP-сообщений представлен ниже на рис. 4.1:

Рис. 4.1. Формат UDP-дейтограмм

Длина сообщения равна числу байт в UDP-дейтограмме, включая заголовок. Поле UDP – контрольная сумма содержит код, полученный в результате контрольного суммирования UDP-заголовка и поля «данные».

Протокол TCP(transmission control protocol, RFC-793, -1323).

Протокол управления передачей данных, использующий автоматическую повторную передачу пакетов, содержащих ошибки. Протокол TCP отвечает за разбиение передаваемой информации на пакеты и правильное восстановление информации из пакетов получателя.

Протокол осуществляет доставку дейтограмм, называемых сегментами, в виде байтовых потоков с установлением соединения. Применяется в тех случаях, когда требуется гарантированная доставка сообщений. Для проверки целостности пакетов использует контрольные суммы. Наиболее типичными прикладными процессами, использующими TCP, являются FTP (File Transfer Protocol – протокол передачи файлов) и Telnet.

Протокол ICMP.

Протокол передачи команд и сообщений об ошибках (ICMP – Internet Control Message Protocol, RFC-792, -1256) выполняет диагностические функции. Именно этот протокол используется программным обеспечением ЭВМ при взаимодействии друг с другом в рамках идеологии TCP/IP. Осуществление повторной передачи пакета, если предшествующая попытка была неудачной, лежит на TCP или прикладной программе.

При пересылке пакетов промежуточные узлы не информируются о возникших проблемах, поэтому ошибка в маршрутной таблице будет восприниматься как неисправность в узле адресата и достоверно диагностироваться не будет.

ICMP-протокол сообщает об ошибках в IP-дейтограммах, но не дает информации об ошибках в самих ICMP-сообщениях. В случае ICMP-фрагментации сообщение об ошибке будет выдано только один раз на дейтограмму, даже если ошибки были в нескольких фрагментах. ICMP-протокол осуществляет:

· · передачу отклика на пакет или эхо на отклик;

· · контроль времени жизни дейтограмм в системе;

· · реализует переадресацию пакета;

· · выдает сообщения о недостижимости адресата или о некорректности параметров;

· · формирует и пересылает временные метки;

· · выдает запросы и отклики для адресных масок и другой информации.

Протокол SNMP.

Интернет – это гигантская структура. Он сохраняет свою работоспособность за счет жесткой протокольной регламентации, т.е. «запас прочности» заложен в самих протоколах.

Функции диагностики возложены, как было сказано выше, на протокол ICMP. Учитывая важность функции управления, для этих целей создано два протокола SNMP (Simple Network Management Protocol, RFC-1157, -1215, -1187, -1089 разработан в 1988 году) и CMOT (Common Management Information services and protocol over TCP/IP, RFC-1095, но в последнее время применение этого протокола ограничено).

Обычно управляющая прикладная программа воздействует на сеть по цепочке SNMP – UDP – IP – Ethernet. Зачастую наиболее важным объектом управления обычно является внешний порт сети (gateway) или маршрутизатор сети. Каждому управляемому объекту присваивается уникальный идентификатор.

Протокол SNMP работает на базе транспортных возможностей UDP и предназначен для использования сетевыми управляющими станциями. Он позволяет управляющим станциям собирать информацию о положении в сети Интернет. Протокол определяет формат данных, а их обработка и интерпретация остаются на усмотрение управляющих станций или менеджера сети. SNMP-сообщения не имеют фиксированного формата и фиксированных полей. При своей работе SNMP использует управляющую базу данных (MIB – Management Information Base, RFC-1213, -1212).

SNMP-протокол служит примером системы управления, где для достижения нужного результата выдается не команда, а осуществляется обмен информацией, решение же принимается «на месте» в соответствии с полученными данными.