Основи на TCP/IP

[netman]

Първоначално написано от protoberans от [url="http://www.vmrejata.info/tcpip.html"

http://www.vmrejata.info/tcpip.html[/url]]Глава 1 Произхода на TCP/IP и Интернет


Двама души могат да комуникират помежду си, когато говорят на един и същи език. Компютрите работят по същия начин. Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) е език, който компютрите говорят. TCP/IP е набор от правила, които дефинират как два компютъра се адресират помежду си и обменят информация. Този списък от правила се нарича протокол (protocol). Множество протоколи групирани заедно формират protocol suite (протоколен пакет) и работят заедно като protocol stack (протоколен стек).
TCP/IP е силен, бърз, скалируем и ефективен пакет от протоколи, той е протокола на интернет.

Какво е TCP/IP

TCP/IP е збор от протоколи (правила или стандарти управляващи комуникацията), които правят комуникацията между компютрите възможна. Мрежовите администратори могат да избират между многожество протоколи, но TCP/IP е най-широко използвания. Причината е, че това е протокола на Интернет – световната мрежа. Ако искате компютъра ви да комуникира в интернет, ще трябва да ползва TCP/IP.

Когато множество протоколи работят заедно, групата която образуват се нарича protocol suite (протоколен пакет) или protocol stack (протоколен стек). TCP/IP е пример за такъп пакет, той описва множество протоколи работещи заедно. Изпълнението на TCP/IP се характеризира като protocol stack (протоколен стек). Двата термина се ползват взаимозаменяемо.

Друга причина за популярността на TCP/IP е съвместимостта му с почти всеки компютър на земята. TCP/IP стека е поддържан от сегашните версии на всички основни операционни системи и мрежови операционни системи – включително; Windows (95/98, ME, 2000, XP, 2003, Vista, 2008), Linux и Unix. TCP/IP не е собственост на една компания и се развива и поддържа от много и най-различни софтуерни и хардуерни производители.

Подробности за TCP/IP

TCP/IP е в употреба повече от 25 години и времето е доказало, че той е надежден и скалируем протоколен пакет. TCP/IP има много качества и ползи, ето и някои от тях:

* Както вече споменахме, TCP/IP се радва на поддръжката на много софтуерни и хардуерни компании. Това означава, че TCP/IP не е вързан към развойните усилия и възможности на една компания. По този начин избора за ползване на TCP/IP в една мрежа не зависи от от хардуера и софтуера ползван в нея а от предназначението и.
* Една от основните причини, защо TCP/IP пакета е спечелил такава популярност и одобрение е, че той е универсален и може да се инсталира и използва на всяка платформа. Например ползвайки TCP/IP, UNIX хост може да комуникира и прехвърля информация към Windows или DOS хост. TCP/IP елиминира границите между отделните платформи. Хост е всяко устройство (компютър, сървър, принтер и др.), което има TCP/IP адрес.
* TCP/IP е много гъвкав протоколен пакет. Например - Администраторите могат автоматично или ръчно да назначават IP адрес на хостовете могат да конвертират лесни за запомняне имена като www.vmrejata.info в TCP/IP адреси.
* Маршрутируемост. Огранчението за много протоколи е тяхната невъзможност да транспортират информация от един сегмент в друг. TCP/IP е изключително добре адаптиран към процеса на пренасяне на информация от един сегмент на мрежата в друг или от един хост в мрежа от единия край на света до хост в мрежа в другия край на света.

По-нататък ще научите как тези свойства на TCP/IP са се развили от нуждата на военнните от надежден и гъвкав мрежов стандарт.

Произхода на Интернет: ARPAnet

Предшественика на Интернет е ARPAnet супермрежа създадена от Advanced Research Project Agency (ARPA) стартирана през 1969 година. Тя е съсздадена по време на студената война в отговор на заплахите от ядрени атаки. Целта е била тази мрежа да бъде отказоустойчива и да осигури комуникация между военните лидери в случай на ядрена война.

Протокола използван в тази мрежа е Network Control Protocol (NCP) – TCP/IP протокола не е бил разработен по това време. С нарастването на ARPAnet обаче се появя и нуждата от нов протокол тъй като NCP не покрива нуждите на една голяма мрежа.

За да покрие нуждите на военните ARPAnet е трябвало да изпълни следните изисквания:

* Липса на критични точки. Понеже мрежата е трябвало да устои на ядрена атака е трябвало да липсват критически важни звена.
* Резервни маршрути до всяка дестинация.
* Ако някоя част от мрежата откаже, тя трябва да може да пренасочи информацията по нов маршрут.
* Възможност да свърже различни типове компютри от различни типове мрежи. Тази мрежа не трябва да свързва само определен тип хардуер или операционна система.
* Не трябва да се контролира от една компания. Тази мрежа трябва да се поддържа от много независими инженери в интерес на супермрежата а не в интерес на някоя компания.

Request For Comments (RFC) – документ подробно описващ нов протокол или технология.

За да подобри технологията използвана от ARPAnet е създадена система, която да окуражи и улесни кореспонденцията между инжинерите които развиват тази мрежа. Тази система е основана на базата на RFC за осъществяване на обратна връзка и сътрудничество и се използва и до ден днешен. Един RFC документ може да е написан от инженер, група инженери или просто от някой имащ по-добра идея за нова технология или развитие на съществуващата.

Процеса на изпращане на RFC е предвирен да наподобява дъска за съобщения за публикуване на технически теории. След публикуването на RFC той се оценява, критикува и използва от останалите инженери и разработчици. Ако друг инженер може да осъвършенства публикувана теория RFC осигурява отворен форум за това.

TCP/IP е резултат от такива RFC документи.

Раждането на TCP/IP

Както беше споменато протокола използван за комуникация между хостовете в ARPAnet от 1969 е NCP, но той има много ограничения и не е достатъчно силен за разрастващата се мрежа, която започва да излиза от контрол. Ограниченията на NCP и разрастващата се ARPAnet довеждат до изследването и разработката на нов протокол.
През 1974 Винт Сърф и Боб Кан двама Интернет пионери, публикуват “Protocol for Packet Network Interconnection” този документ характеризира Transmission Control Protocol (TCP), протокол от пакет който евентуално ще замени NCP.
TCP протокола описва хост-до-хост частта от комуникацията. TCP обяснява как два хоста могат да осъществят тази връзка и как могат да поддържат тази връзка докато прехвърлят данни. NCP не е решавал този проблем в границите в които го прави TCP.
TCP е отговорен за предаването на данните между хостовете, той пази информация за това какво е изпратено и какво не е получено. Ако някое съобщение е прекалено голямо за един пакет, TCP разделя информацията в няколко пакета и се грижи те да се изпратят. Когато пакетите се получат от другата страна TCP съединява отделните пакети в правилната последователност.
До 1978 тестване и нови разработки довеждат до нов пакет от протоколи наречен Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP). През 1982 година се взима решение TCP/IP да замени NCP като стандартен език на ARPAnet.

Конструктивни цели на TCP/IP

TCP/IP се развива до сегашното си състояние, протоколите в него са тествани, модифицирани и подобрявани с времето. Първоначалния пакет TCP/IP е имал следните цели:

* Хардуерна независимост
* Софтуерна независимост
* Възстановяване от провал и способност да управлява висок процент на грешки
* Ефективен протокол с малко допълнителни елементи
* Възможност за добавяне на нови мрежи към глобалната мрежа без затруднение
* Маршрутируеми данни

Пренасяне на данните по мрежата

Създаването на тази нова супермрежа довежда до много нови концепции и предизвикателства. Един от най-критичните проблеми е как да се пренасят данните по мрежата. Старите комуникационни протоколи използват технология на комутиране на вериги. TCP/IP от своя страна представя нов начин за пренос на данните по мрежата, той използва технология на комутиране на пакети.

Комутиране на вериги

При тази технология данните преминават по един и същи път през цялото време на комуникацията. Пример за мрежа с комутиране на вериги е телефонната мрежа, когато изберете телефонен номер се установява верига за цялото време на телефонния разговор. Сигнала продължава да използва тази верига докато не затворим телефонната слушалка, ако наберем същия номер отново обаче пътя може да бъде различен.

Комутиране на пакети

Технологията на комутиране на вериги е неприемлива за ARPAnet и Интернет, данните трябва да имат възможност да преминават по различни маршрути, така че ако даден сегмент се разпадне да не разрушава връзката. Вместо това данните да поемат по нов маршрут.
Интернет използва комутиране на пакети, при него компютъра изпращач разделя данните на малки по-лесно управляеми части наречени пакети. След това тези пакети се изпращат до устройството поучател, при преминаването си по мрежата обаче тези пакети могат да поемат по различни маршрути по пътя си към крайната точка. След това компютъра получател подрежда и съединява пакетите, за да се получи оригиналното съобщение.

Защо TCP/IP

TCP/IP предлага много приемущества спрямо останалите протоколни стекове. Ето обобщение на някои от тези приемущества:

* Широко разпространен отворен стандарт. TCP/IP не е тайна, не е ничия собственост всеки може да го усъвършенства като публикува RFC.
* Съвместим с различни компютърни системи, той е като универсален език.
* Работи на различен хардуер и различна конфигурация на мрежата.
* Маршрутируем протокол. TCP/IP може да определи пътя на всяка частица данни при движението и в мрежата, понеже е маршрутируем размерите на TCP/IP мрежата са виртуално неограничени.
* Надежден и сигурен, той може да гарантира, че данните са трансферирани до получатея.
* Единна схема за адресиране.

TCP/IP е езика на Интернет, неможете да се свържете към интернет без да го изпозвате. Всяка мрежа свързана към интернет говори TCP/IP. Познаването на TCP/IP е фундамента към разбирането на компютърните мрежи.