Дәріс 5. Tcp/ip стегі.

DoD стегі және Internet стегі деп аталатын TCP/IP стегі, коммуникациялық хаттамалар стегінің әйгілі және болашақтысының бірі болып табылады.

Сурет 2.8- хаттамалардың TCP/IP стектерінің кең таралу дәрежесі.

2.8-суретте осы стектің 1994 жылы кең таралғандығының дәрежесі және 1998 жылға болжау көрсетілге. Компьютерлердің барлық категорияларында, TCP/IP стектерінің хаттамаларын қолдану жағдайының едәуір өскендігін болжайды. Көбіне TCP/IP хаттамалары орташа класты жүйеге орнатылады- 1994 жылы осы хаттамалармен 35% суперсерверлер жабдықталады, ал 1998 жылы олардың саны 95 % құрайтыны болжануда. Егер қазіргі таңда ол, көбіне OC UNIX желілерінде таралса, онда оларды дербес компьютерлерге арналған соңғы нұсқалы желілік операциялық жүйелерде(Windows NT, Net Ware 4.1) жүзеге асыру, орнату санының тез өсуіне жақсы қайтасілтеу болар еді.

Стек, АҚШ Қарулы Күштер министрлігінің (Departament of defence, DoD) ұсынысымен шығарылған. Ол 20 жыл бұрын ARP Anet тәжірибелік желісін басқа сателлитті желілірмен, әртүрлі есептеуіш ортасына арналған жалпы хаттамалар жиынтығын қосуға арналған. ARPAnet желісі, әскери зеттеушілер мен құрастырушылары әскери облыстарда қолдайтын. ARPA желісінде, байланыс әр қашан екі компьютерлер арасында пакеттерді жіберу үшін Internet Protokol (IP) хаттамасын қолдану арқылы «тең-теңімен» принципі арқылы жүзеге асқан. Бұл хаттама бүгі күнге дейін TCP/I стегіндегі бастысы болып келеді және стек атауымен бейнеленеді.

Сурет 2.9- TCP/IP хаттамасының құрылымы

Беркли университеті, өзінің ОС Unix операциялық жүйесі нұсқасында стек хаттамасын жүзеге асырып, TCP/IP стегінің дамуына үлкен үлес қосты. ОС Unix –тің кең таралуы, IР хаттамасының және де басқа стек протоколдарының кең таралғандығына алып келді. Осы стекте,бүкіләлемдік ақпараттық желі Internet Engineering Task Force (IETF) бөлімшелері, RFC спецификация формасында шығарылаты, стек стандартының жақсаруына өзінің басты салымын қосып жатыр.

TCP/IP стегі, ISO/OSI ашық жүйесінің өзара-әрекеттесу үлгісі пайда болғанға дейін шығарылғандықтанбірақ ол да көп деңгейлі құрылымға ие, TCP/IP стегінің деңгейіне сәйкес OSI деңгей үлгісі айтарлықтай шартты.

TCP/IP хаттамасының құрылымы 2.9-суретте көрсетілген. TCP/IP хаттамасы 4 деңгейге бөлінеді. Ең төменгісі (4-деңгей) OSI үлгісінің физикалық және арналық деңгейлеріне сәйкес келеді. Бұл деңгей TCP/IP хаттамасында регламенттелінбейді, бірақ физикалық және арналық деңгейдің әйгілі стандарттарының барлығына қолдау көрсетеді, олар: жергілікті арналарға-бұл Internet, Token Ring, FDDI, ауқымды арналарға- ISDN және Х.25 тізбектелген ауқымдыжелі арналары арқылы «нүкте-нүкте» типті байланыс орнататын, SLIP/PPP коммуникацияланатын бөлінген линияларда және аналогты жеке өз хаттамаларының жұмысы. Сонымен қатар АТМ техникасын арналық деңгей транспорты ретінде қолданылатынын анықтайтын арнайы спецификациялар шығарылады.

Келесі деңгей (3-деңгей)- бұл арнайы байланыс линиялары арқылы, Х.25 түрлі жергілікті желілерді пайдаланып дейтаграммаларды тасымалдаумен айналысатын, желі аралық өзара әрекеттесу деңгейі. Желілік деңгейдің басты хаттамасы жүзінде (OSI үлгісі терминінде), стекте, ауқымды және жергілікті байланыстармен біріктірілген үлкен көлемдегі жергілікті желілерден құралған, баста құрама желілерде пакеттерді тасымалдау хаттамасы ретінде жобаланған IP хаттамасы қолданылады.

Сондықтан TCP/IP стегі төмендегі сортты байланыс линияларының өткізу қабілетін үнемді жұмсап және оларды ішіндегі бағыныңқы жүйелерді рационалды қолданып, күрделі топологиялы желілерде жақсы жұмыс істейді.

IP хаттамасының негізгі функциясы- адрестерді беру және оларды тану, сонымен қатар пакеттерді құрастыру және шашу. Соңғы функция(пакеттің максималды ұзындығы аз болатын) пакеттер бір желіде қалыпқа келтіріліп, басқа желі арқылы тасымалданған жағдайда қажет болады. IP хаттамасы дейтаграмды хаттама болып табылады.

Бұл деңгейге RIP(Routing Internet Protokol) және OSPF (Open Shortest Path First) сияқты маршрутты ақпаратты жинайтын, сонымен қатар ICMP (Internet Control Message Protokol) желі аралық хабарламаларды басқаратын хаттамалар сияқты, маршрутталу кестесінің модификациясын құрумен байланысты барлық хаттамалар жатады. Соңғы хаттама маршрутизатор немесе шлюз, қайнар көз жүйесімен және қабылдағыш жүйесі арасындағы қателер туралы ақпарат алмасуға, яғни кері байланыс ұйымдастыруға арналған.

ICMP арнайы пакеттерінің көмегімен, пакетті жеткізу мүмкін еместігі, өмір уақытының көтерілуі немесе фрагменттерден пакет жинаудың ұзақтығы, параметрлердің аномальді үлкендігі, пакеттердің жіберілу маршрутының өзгеруі және қызмет көрсету типі, жүйенің күй-жағдайы және т.с.с. жағдайлар хабарланады.

Келесі деңгей (2-деңгей) негізгі деп аталады. Бұл деңгейде TCP/IP (Transmission Control Protocol) тапсырмалауды басқару хаттамасы және UDР (User Datagram Protocol) қолданатын дейтарамм хаттамасы жұмыс істейді. TCP хаттамасы, қолданбалы жойылған процесстер арасында виртуалды байланыс қамтамасыз етеді. UDP хаттамасы қолданбалы пакеттерді дейтаграмды әдіспен жіберуді, яғни виртуалды байланыс орнатпай-ақ жіберуді қамтамасыз етеді, сондықтан ол , TCP-ға қарағанда үстеме (накладной) шығынды аз талап етеді.

Жоғарғы деңгей(1-деңгей) қолданбалы деп аталады. Желіде көп жыл бойы, әр-түрлі мемлекеттер мен ұйымдар осы деңгейді пайдаланғандықтан TCP/IP стегі, қолданбалы деңгейдің қызметтері мен хаттамаларын үлкен көлемде жинап алады. Оларға көп қолданылатын мына хаттамалар жатады: FTP файлдарын көшіру хаттамалары telent терминалын эмуляциялау хаттамасы, SMTP пошталық хаттамасы, электронды поштада қолданылатын Internet желісі және оның ресейлік РЕЛКОМ бұтақтар,WWW сияқты және одан да басқа көптеген жойылған ақпараттарға гипермәтіндік қол жеткізу қызметі. Енді берілген курсқа қатысты, қызығырақтарына анығырақ тоқталып кетейік.

SNMP (Simple Network Manegement Protocol) желілік басқаруды ұйымдастыру үшін қолданылады.

TCP/IP әулиетінің басқару үлгісі, басқару мәселесін екі бөлікке бөліп қарастырады. Бірінші бөлігі ақпаратты тасымалдаумен байланысты. Басқару ақпараттарының тасымалдануын анықтайтын хабарлама, хост администраторда жұмыс істейтін клиент-бағдарламаның сервермен қалай әрекеттесетінін анықтайды. Олар, клиент-серверлер алмасатын хабарламалардың мазмұнын және форматын, сонымен қатар аттар мен адрестердің форматын анықтайды. Екінші бөлік бақыланатын мәліметтер мен байланысты. Стандарттар, шлюзда қандай мәліметтер сақталып жинақталуын, яғни сол мәліметтедің аты мен синтаксисін регламенттейді. SNMP стандарттарында желіні басқаратын мәліметтер базасының спецификациясы анықталған. Бұл специяфикация MIB (Management Information Base) мәліметтер базасы ретінде белгілі. Ол хост немесе шлюз сақтауы қажет мәліметтер элементін және оларға орындалатын операцияларды анықтайды.

SNMP желісімен басқару хаттамасы, администратор шақыратын желіні басқару клмент-бағдарламасы мен, желіні басқару сервер бағдарламасы арасындағы өзара-әрекеттесу ережесін анықтайды.

FTP файлын қайта жіберу хаттамасы (File Transfer Protocol) файлға жойылған қол жетімділікті іске асырады. Ол қосымшалармен және пайдаланушылар желі файлын жіберу үшін қолданылуы мүмкін. Сенімді тасымалдауды қамтамасыз ету үшін, FTP транспорт ретінде TCP-байланысты орнатуменхаттамасын пайдаланады. Бірақ, файлдарды қайта жіберуден басқа FTP хаттамасы басқа да қызметтерді ұсынады. Осылайша, пайдаланушыға жойылған машинамен интерактивті жұмыс істеуіне мүмкіндік болады. Мысалы ол, каталог ішіндегілерді баспаға шығарып алуына болады. Сонымен қатар FTP пайдаланушыларға, сақталатын мәліметтердің типін және форматын нұсқайды. Сонымен пайдаланушының аутентификациясы орындалады. Қажетті файлды жібермес бұрын, хаттамаға сәйкес, пайдаланушылар өзінің атын және паролін айтуы керек.

FTP стегі TCP/IP хаттамасындағы файлдарды тасымалдаудың жалпы хаттамасы болғанымен, бағдарламалау үшін ең қиын болып табылады. Барлық мүмін FTP-ді қажет етпейтін қосымшалар үнемдірек, яғни TFTP (Trivial File Transfer Protocol) қайта жіберудің қарапайым хаттамасын қолдануға болады. Бұл хаттама файлдарды тасымалдауды ғана қамтамасыз етеді, сонымен қатар көлік ретінде ТСР-ге қарағанда қарапайымдау UDP байланысты орнату хаттамасы қолданылады.

Telent хатамасы байттар ағымын процесстер арасында, сонымен қатар процесстер мен терминалдар арасында тасымалдауды қамтамасыз етеді. Бұл хаттама жойылған ЭВМ терминалын эмуляциялау үшін жиі қолданылады. Осындай тасымалдауды қамтамасыз ету үшін, telent хаттамасындағы терминалдарға қызмет көрсету құралының кең спектірін қамтамасыз етеді.