Модель TCP/IP
Сравним модель OSI с моделью TCP/IP. Важно отдавать себе отчет в том, что модель TCP/IP документирует дизайн семейства протоколов TCP/IP. Ее не предполагалось представлять в качестве эталона, как модель OSI. Поэтому никто и не рассматривает ее как основу для проектирования новых сетевых архитектур. Тем не менее поучительно сравнить две модели и посмотреть, как уровни TCP/IP отображаются на уровни модели OSI. По крайней мере, это напоминает, что модель OSI - не единственный правильный путь.
Рис. 2.24. Сравнение модели OSI и стека TCP/IP
Как видно из рис. 2.24, стек протоколов TCP/IP состоит из четырех уровней. На прикладном уровне решаются все задачи, свойственные прикладному уровню, уровню представления и сеансовому уровню модели OSI. Транспортный уровень аналогичен соответствующему уровню в OSI и занимается сквозной доставкой. На транспортном уровне определены протоколы TCP и UDP, на межсетевом протоколы IP, ICMP и IGMP (Internet Group Management Protocol). Он соответствует сетевому уровню модели OSI.
Примечание: С протоколом IP вы уже знакомы. ICMP (Internet Control Message Protocol) - это межсетевой протокол контрольных сообщений, который используется для передачи управляющих сообщений и информации об ошибках между системами. Например, сообщение «хост недоступен» передается по протоколу ICMP, равно как запросы и ответы, формируемые утилитой ping. IGMP (Internet Group Management Protocol) - это межсетевой протокол управления группами, с помощью которого хосты сообщают маршрутизаторам, поддерживающим групповое вещание, о принадлежности к локальным группам. Хотя сообщения протоколов ICMP и IGMP передаются в виде IP-датаграмм, они рассматриваются как неотъемлемая часть IP, а не как протоколы более высокого уровня.
Интерфейсный уровень отвечает за взаимодействие между компьютером и физическим сетевым оборудованием. Он приблизительно соответствует канальному и физическому уровням модели OSI. Интерфейсный уровень по-настоящему не описан в документации по архитектуре TCP/IP. Там сказано только, что он обеспечивает доступ к сетевой аппаратуре системно-зависимым способом.
Прежде чем закончить тему уровней в стеке TCP/IP, рассмотрим, как происходит общение между уровнями стека протоколов в компьютерах на разных концах сквозного соединения. На рис. 2.25 изображены два стека TCP/IP на компьютерах, между которыми расположено несколько маршрутизаторов.
Вы знаете, что приложение передает данные стеку протоколов. Потом они опускаются вниз по стеку, передаются по сети, затем поднимаются вверх по стеку протоколов компьютера на другом конце и наконец попадают в приложение. Но три этом каждый уровень стека работает так, будто на другом конце находится только этот уровень и ничего больше. Например, если в качестве приложения выступает FTP, то FTP-клиент «говорит» непосредственно с FTP-сервером, не имея сведений о том, что между ними есть TCP, IP и физическая сеть.
Это верно и для других уровней. Например, если на транспортном уровне используется протокол TCP, то он общается только с протоколом TCP на другом конце, не зная, какие еще протоколы и сети используются для поддержания «беседы». В идеале должно быть так: если уровень N посылает сообщение, то уровень N на другом конце принимает только его, а все манипуляции, произведенные над этим сообщением нижележащими уровнями, оказываются невидимыми.
Последнее замечание требует объяснения. На рис. 2.25 вы увидите, что транспортный уровень - самый нижний из сквозных уровней, то есть таких, связь между которыми устанавливается без посредников. Напротив, в «разговоре» на межсетевом уровне участвуют маршрутизаторы или полнофункциональные компьютеры, расположенные на маршруте сообщения.
Примечание: Предполагается наличие промежуточных маршрутизаторов, то есть сообщение не попадает сразу в конечный пункт.
Рис. 2.25. Сквозная сеть
Но промежуточные системы могут изменять некоторые поля, например, время существования датаграммы (TTL - time to live) в IP-заголовке. Поэтому межсетевой уровень в пункте назначения может «видеть» не в точности то же сообщение, что межсетевой уровень, который его послал.
Этот подчеркивает различие между межсетевым и транспортным уровням. Межсетевой уровень отвечает за доставку сообщений в следующий узел на маршруте. И он общается с межсетевым уровнем именно этого узла, а не с межсетевым уровнем в конечной точке. Транспортные же уровни контактируют напрямую, не имея информации о существовании промежуточных систем.
