БЕСПЛАТНО СЕМИНАРСКА РАБОТА -
ИНФОРМАЦИОНИ СИСТЕМИ
|
|||||||
|
TCP/IP протокол, развој на IP адреси, IPv4, IPv6
|
TCP/IP |
OSI |
OSI податочниот слој извршува две различни функции и овие функции се
поделени на следниве два подслоја:
• Media Access Control (MAC) - Овој подслој го обезбедува интерфејсот
со мрежниот адаптер. Драјверот на мрежниот адаптер често се нарекува и
MAC драјвер, а адресата на овој драјвер која што се доделува уште и при
производство се вика MAC адреса.
• Logical Link Control (LLC) - Овој подслој извршува проверка на грешки
за рамките кои се испорачани преку подмрежата и управува со линковите
(врските) помеѓу уредите кои комуницираат во подмрежата. [1]
IP протоколот кој се наоѓа во интернет слојот од TCP/IP протоколот обезбедува хиерархиски, хардверски-независен систем за адресирање и нуди сервиси кои се неопходни за доставување на податоците на комплексна, рутирана мрежа. Секој мрежен адаптер на TCP/IP мрежата има единствена IP адреса.
Секоја IP адреса е поделена на два дела и тоа:
• Дел кој ја идентификува мрежата
• Дел кој го идентификува хостот односно компјутерот
Големите мрежи мора да резервираат голем број на битови од IP адресата за нивните хостови, додека пак на малите мрежи не им се потребни многу битови за хостовите и таму понекогаш не е потребно секој хост да има единствена IP адреса поради тоа што се случува сите компјутери да не се приклучени истворемено на мрежа, како и да е големиот број на мали мрежи значи дека се потребни поголем број на битови од IP адресата за идентификација на мрежата.
Адресниот простор на IP адресите е поделен во класи на адреси. Па така
во класа А првите 8 бита се користат за идентификација на мрежата, а останатите
за идентификација на хостот, во класа B првите 16 бита се користат за
идентификација на мрежата, додека во класа C првите 24 бита. Сепак поради
поголема контрола и ограничениот број на IP адреси се воведуваат подмрежи,
каде дел од битовите за идентификација на хостот се употребуваат за идентификација
на подмрежата. На слика 5 се прикажани неколку примери од трите типа на
класи, па така адресите кои започнуваат со 201 припаѓаат на класа А, ако
започнуваат со 211.14 припаѓаат на B или пак ако започнуваат на 192.132.134
се на C класата. [1]
Секој IP датаграм започнува со IP заглавие. TCP/IP софтверот на изворниот компјутер го конструира IP заглавието. IP заглавието содржи голема количина од информацијата, вклучувајќи ги и IP адресите на изворниот и дестинацискиот компјутер, должината на датаграмот, IP верзијата како и специјални инструкции за рутерите.
Полињата како и изгледот на IP заглавието се дадени на слика 6, а имињата
на полињата и нивните описи се:
• Верзија - Ова 4-битно поле укажува која IP верзија
се користи. Моменталната верзија на IP е 4. Бинарната претстава за 4 е
0100.
• Должина на интернет заглавие (IHL) - Ова 4-битно поле
ја дава должината на IP заглавието како 32-битен збор. Минималната должина
е 5, а неговата бинарна претстава е 0101.
Слика 6
• Тип на сервис - Изворната IP адреса може да одреди некоја специјална
рутирачка информација иако некои рутери го игнорираат ова поле. Сепак
во денешните имплементации вредностите во ова 8-битно поле се сите нули.
• Вкупна должина - Ова 16-битно поле ја прикажува должината на датаграмот,
a ги вклучува и IP зглавието и податочниот payload.
• Идентификација - Ова 16-битно поле го зголемува секвентниот број на
пораките кои се пратени од изворното IP. Кога порака е пратена до IP слој
и ако е многу голема и не ја собира во еден датаграм, тогаш IP врши фрагментирање
на пораката на повеќе датаграми, при што на сите датаграми им дава ист
идентификациски број.
• Знаменца (flags) - Ова поле иницира дали е можна фрагментација.
• Fragment offset - Ова 13-битно поле е нумеричка вредност која се доделува
на секое сукцесивно фрагментирање.
• Време за живот - Ова поле го мери времето во секунди и секој датаграм
има одредено време за да помине низ рутерите и да стигне до дестинацијата,
ако времето на живот поминало, а датаграмот не е стигнат до дестинацијата
тогаш тој се поништува.
• Протокол - 8-битно поле кое кажува кој протокол се користи. Протоколи
кои може да се користат се: ICMP, TCP, UDP.
• Проверка на заглавието - Ова поле чува 16-битна пресметана вредност
со која ја проверува валидноста на заглавието.
• Изворна IP адреса - 32-битно поле кое ја чува адресата на изворот.
• Дестинациска IP адреса - 32-битно поле кое ја чува адресата на дестинацијата
каде треба да се прати пакетот.
• IP опции - Ова поле подржува број на опционални налогадувања на заглавието,
примарно користени за тестирање, дебагирање и безбедност.
• Padding - Бидејќи должината на IP опции полето е променливо, ова поле
доделува дополнителни нулти битови во вкупната должина.
• IP data payload - Ова поле обично содржи одредени податоци наменети
за TCP или UDP, ICMP или IGMP. Количината на податоци која ја содржи ова
поле е променлива. [1]
IP адресата е 32-битна бинарна адреса. Оваа 32-битна адреса е поделена на четири 8-битни сегменти кои се викаат октети. Сепак луѓето не ја користат оваа репрезентација туку точкаст декаден формат. Во овој формат секој октет е претставен со декаден број кој е еквивалентен на бинарниот број во октетот. Декадниот број може да прими вредности помеѓу 0 и 255. Точкаста декадна IP адреса е дадена со следниов пример: 209.121.131.14.
Како што е спомнато претходно еден дел од IP адресата служи за идентификација на мрежата, а останатиот дел за идентификација на хостот, па врз основа на тоа постојат класи на адреси: A, B и C. Поделбата за тоа колку битови се користат за идентификација на мрежа, а колку за хост посебно за секоја класа е дадена претходно. Доделувањто на IP адреси се врши од страна на непрофитна организација која се вика ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) и оваа организација управува со бројот на достапни мрежи и само таа има право да ги доделува достапните IP адреси на компаниите. [1]
Сепак за да се препознае дали одредена IP aдреса припаѓа на некоја од
класите се следат одредени правила кои се дефинирани од дизајнерите на
TCP/IP. A правилата за препознавање на адресите се:
• Ако 32-битната бинарна адреса започнува со 0, тогаш адресата припаѓа
на класата А.
• Ако 32-битната бинарна адреса започнува со 10, тогаш адресата припаѓа
на класата B.
• Ако 32-битната бинарна адреса започнува со 110, тогаш адресата припаѓа
на класата C.
IPv6 е 128-битна адреса и уште е позната под името IP следна генерација.
Причината за големиот адресен простор лежи во можноста да подржи еден
билион мрежи.
Некои од достигнувањата со вовeдување на IPv6 се следните:
• Проширени можности за адресирање - Не само што IPv6 овозможува повеќе
адреси, таа исто така донесува и многу подобрувања во IPv6 адресирањето.
• Едноставен формат на заглавие - Некои од полињата на IPv4 полињата се
елиминирани, а додека други се воведени како опционални.
• Подобрена подршка за доградба и опции - IPv6 вклучува некои информации
за заглавието во опционалното проширено заглавие. Со овој приод се зголемува
опсегот на можни информациони полиња без да се троши простор во главното
заглавие.
• Означување на тек - IPv6 датаграмите може да бидат означени (маркирани)
од специфично ниво на тек. Ниво на тек е класа од датаграми кои побаруваат
специјални методи за управување.
• Подобрена автентикација и приватност - IPv6 обезбедува автентикација,
доверливост и техники за податочен интегритет. [1]
Форматот на IPv6 заглавието е прикажано на слика 7. При што може да се забележи дека основното IPv6 заглавие е поедноставно од заглавието на IPv4. Причината за ова е тоа што информациите со детали се пренасочени во специјални заглавија кои го следат главното заглавие.
Полињата кои ги содржи IPv6 заглавието се следниве:
• Верзија (4-битна) - Ја кажува IP верзијата, во случајот таа е 6.
• Traffic Class (8-битна) - Го идентификува типот на податок кој е внатре
во датаграмот.
• Flow Label (20-битна) - Го обележува нивото на тек односно ја опишува
претходната секција.
• Должина на payload (16-битна) - Ја одредува должината на податокот.
• Следно заглавие (8-битно) - Го дефинира типот на заглавие кое го следи
моменталното заглавие.
• Hop Limit (8-битна) - Укажува колку останати hop-а се дозволени за овој
датаграм.
• Изворна адреса (128-битна) - Ја идентификува IP адресата на изворниот
компјутер.
• Дестинациска адреса (128-битна) - Ја идентификува IP адресата на дестинацискиот
компјутер.
IPv6 ги дефинира и следните проширени заглавија:
• Hop-by-Hop Options
• Destination Options (дестинациски опции)
• Routing (рутирање)
• Fragment (фрагмент)
• Authentucation (автентикација)
• Encrypted Security Payload
Секој тип на заглавие е поврзано со 8-битен идентификатор. Следно заглавие
полето, кое се наоѓа во главното заглавие или на проширеното заглавие
дефинира идентификатор за следно заглавие во вид на верига, ова е прикажано
на слика 8.
Од сите проширени заглавија само Hop-by-Hop Options заглавието и Routing заглавието се процесираат по должината на патот за време на преносот, а останатите заглавија не се процесираат (обработуваат) за време на преносот. [1]
IPv6 адресите, како и IPv4 адресите се доделуваат од истиот
орган за доделување на IP адреси и од други Интернет провајдери. Како
што е прикажано на слика 9, одреден опсег на адреси е резервиран за специфични
активности, на пример за мултикастинг и link-local адресирање, понатаму
има друг специјален опсег кој е резервиран за мапирање(пресликување) на
IPv4 адресите во IPv6 адресниот простор.
IPv4 адресите често се прикажуваат во точкаста- декадна нотација, во која секој бајт е прикажан преку три декадни броја. Стрингот(низата) од 12 декадни броја е многу полесен да се запамти отколку 32 битната претстава на адресата. Сепак употребата на оваа претстава за 128 битните адреси е малку бескорисна, па затоа се воведени неколку конвенции на прикажување за да се поедностави стрингот на IPv6 адресата.
IPv6 адресата обично се прикажува преку осум блока разделени со две точки(:), при што секоја колона содржи четири хексадецимални цифри, каде немаме адреса со водечка нула:
2001:DB8:0:0:8:800:200C:417A
Како трик кој се користи во прикажувањето на адреси е да се елиминираат
последователните блокови со нули и тие да се заменат со двојни две точки,
па претходната адреса сега ќе го има обликот:
2001:DB8::8:800:200C:417A
Исто така важно е да се каже дека само еднаш може да се употребат двојните
две точки во адресата. IPv6 обично содржи долга низа од нули, па употребата
на двојни две точки е особено корисно, па така на пример адресата
FF01:0:0:0:0:0:0:101
може да биде запишана и вака:
FF01::101
Како и кај IPv4 адресите, и IPv6 адресите започнуваат со префикс со кој
се прикажува мрежата во која припаѓаат. Па според RFC 4291, "IPv6
архитектура на адресирање", за да се прикаже блокот на адреси со
60 битен мрежен префикс 20010DB80000CD3 може да се запише:
2001:0DB8:0000:CD30:0000:0000:0000:0000/60
или
2001:0DB8:0:CD30::/60
Евентуално, програмата за мрежна конфигурација на IPv6 може да му дозволи
на корисникот да определи предефиниран мрежен префикс, па со ова мрежната
конфигурација на клиент ќе побарува референца само од хостот које дел
од предефинираната адреса. IPv6 исто така обезбедува софистицирани можности
за автоконфигурација, со која се намалува потребата од внесување на долги
адреси од тастатура. [1]
Транспортниот слој е воведен од потребата за уште еден слој кој би бил
под Интернет слојот и кој ќе соработува со IP и ќе обезбеди дополнителни
потребни карактеристики, а транспортниот слој го обезбедува(нуди) следново:
• Интерфејс за мрежните апликации - ова е начин со кој
апликациите пристапуваат до мрежа. Дизајнерите на TCP/IP, а со тоа и на
овој слој сакале да биде способен да ги насочува податоците не само кон
дестинацискиот(одредишниот) компјутер, туку и кон поединечни апликации
стартувани на дестинацискиот компјутер.
• Механизам за мултиплексирање/демултиплексирање - мултиплексирање,
во случајов значи прифаќање на податоците од различни апликации и компјутери
и нивно насочување кон наменетите примачки апликации на примачкиот (receiving)
компјутер. Со други зборови ова значи дека транспортниот слој мора да
биде способен за истовремено подржување на неколку мрежни апликации и
да управува со текот на податоците од Интернет слојот. Од друга страна
пак, транспортниот слој мора да ги прифати податоците од Интернет слојот
и да ги насочи до повеќе апликации. Оваа карактеристика(особина), позната
како демултиплексирање, дозволува еден компјутер истовремено да подржи
повеќе мрежни апликации, како што се Web пребарувач, e-mail клиент и апликација
за споделување на датотеки (file-sharing). Друг аспект (поглед) на мултиплексирањето/
демултиплексирањето е тоа што една апликација може истовремено да одржува
конекции со повеќе од еден компјутер.
• Проверка на грешки, контрола на тек, верификација(потврдување)
- на протоколарниот систем му се потребни општи шеми со кои се осигурува
испораката на податоци помеѓу испраќачката и примачката машина.
Транспортниот слој обезбедува две патеки(насоки) на мрежата, секоја од
нив со интерфејсни и мултиплексирачки/демултиплексирачки какрактеристики
кои се потребни за подржување на апликации, но тие помеѓу себе се разликуваат
на многу начини, а тоа се следниве:
• Transport Control Protocol (TCP) - TCP обезбедува опширна
контрола на грешки и контрола на тек за да се осигура дека податоците
се успешно испратени(пренесени). TCP е конекциско-ориентиран протокол.
• User Datagram Protocol (UDP) - UDP обезбедува премногу
елементарна и непотполна проверка на грешки и е дизајниран за случаи кога
не се потребни опширните проверки на TCP. UDP не е конекциски-ориентиран
протокол. [1] [2]
Апликацискиот слој се наоѓа на врвот од TCP/IP протоколот. Во апликацискиот слој може да се најдат мрежни апликации и сервиси кои комуницираат со пониските слоеви преку TCP и UDP порти, при што важно е да се запомни дека во слоевитите архитектури, како што е TCP/IP, секој слој претставува интерфејс до мрежата.
TCP/IP апликацискиот слој нуди асортиман(избор) од мрежни-софтверски компоненти кои праќаат и добиваат информации преку TCP и UDP портите. Овие компоненти не се еквиваленти меѓу себе или пак да се логички слични, но сепак некои од компонентите на апликацискиот слој имаат слични карактеристики, а тоа е собирање информации за мрежната конфигурација. Други компоненти пак може да се кориснички интерфејсни системи (како што е X Window interface) или пак апликациски програмски интерфејс (API) кои подржуваат десктоп оперативни околини. Некои компоненти во апликацискиот слој обезбедуваат (нудат) сервиси за мрежата, како што се file или print сервиси. [2]
Како што е спомнато претходно (во описот за транспортен слој), TCP/IP
не одговара на седум-слојниот OSI модел, но сепак OSI моделот имал влијание
во развојот на мрежните системи, па затоа со мал преглед врз OSI моделот
ќе се разберат процесите кои заземаат место во TCP/IP апликацискиот слој.
Описите на OSI слоевите кои одговараат со TCP/IP апликацискиот слој се
следниве:
TCP/IP апликацискиот слој одговара со OSI презентациски, апликациски и сесиски слој (слика 10).
Екстра поделбите во OSI моделот (три слоја наместо еден) обезбедуваат
некои дополнителни организациони карактеристики, чии што карактеристики
во TCP/IP протоколот се групирани во заглавието на апликациските сервиси.
• Апликациски слој - OSI апликациски слој содржи компоненти
кои обезбедуваат сервиси за корисничките апликации и подржуваат мрежен
пристап.
• Презентациски слој - врши преведување на податоците
во стандарден формат и управува со енкрипцијата и податочната компресија.
• Сесиски слој - сесискиот слој управува со комуникацијата
помеѓу апликациите на вмрежените компјутери. Овој слој обезбедува некои
функции кои се однесуваат на конекциите кои не се достапни преку транспортниот
слој, како што се препознавање на име и безбедност.
Сите овие сервиси не се потребни за сите апликации и имплементации, на пример од имплементациите во TCP/IP моделот не се побарува да ги следат точно по ред овие OSI слоеви. [1] [2]
Повеќето компоненти на апликацискиот слој претставуваат мрежни сервиси. Во повеќето случаи, овие сервиси се добро дефинирани, составен дел од протоколарниот систем. Кај апликацискиот слој, сервисите не се побаруваат за сите операции на протоколарниот софтвер и тие повеќе се користат како придобивка на корисниците или пак за поврзаност на мрежата со локалниот оперативен систем.
Апликацискиот слој е домаќин на големо разновидно множество
од мрежни сервиси како што се: file сервиси, сервиси за оддалечен пристап,
e-mail, HTTP web сервис протокол. На следната табела се опишани некои
од позначајните протоколи и сервиси на апликацискиот слој, а со кои се
завршува и описот за апликацискиот слој и неговите функционалности и можности.
[1]
Име на домен (domain name space) е назнака за идентификација која дефинира граници на административна автономија и авторитет или контрола во Интернетот, базирана врз доменскиот именски систем (DNS).
Домен името се состои од еден или повеќе делови, кои се викаат лабели. На пример домен името www.example.com припаѓа на top-level доменот com. Хиерархијата на домените започнува од десната кон левата лабела на името, при што секоја лабела од лево претставува поддомен од доменот на десно.
Top-level домените (TLD) претставуваат највисоко ниво на домен имиња на Интернет. Тие ја формираат кореновата зона на доменскиот именски систем. Секое домен име завршува со top-level домен лабела. Кога доменскиот именски простор е создаден, домен имињата се поделени на две групи. Првата група домени претставуваат државни top-level домени, па така за Македонија името на овој домен е .mk, а втората група на домени пак се вкупно седум и тие се нарекуваат општи top-level домени и тие се следните: gov, edu, com, mil, org, net и int. Со проширувањето на употребата на Интернетот било пожелно да се зголеми бројот на top-level домените, па затоа се додадени уште 20 општи top-level домени.
Domain Name Space
Слика 11
Исто така постојат и second-level домени во хиерархијата на домен имињата,
а овие домени се наоѓаат лево од top-level домените. Постојат и third-level
домени кои се наоѓаат лево од second-level домените итн. На пример, ни
е дадено следново домен име: www.sos.state.og.us. Се забележува дека секоја
лабела е одделена со точка (.), sos е поддомен на state.oh.us, a пак state
е поддомен на oh.us итн. Генерално поддомените зависат од нивните родители
домени. Обично имињата на second-level домените се креираат според име
на компанија (microsoft.com) или име на сервис (gmail.com).
За некој да користи домен име на Интернет, најпрвен треба да види дали тоа име е веќе искористено и после да го закупи од ICANN. ICANN е непрофитна организација која врши регистрација на домен имиња и се грижи тие имиња да се единствени. Таа објавува листа на регистирани домен имиња и листа на валидни top-level домени. [3]
Заклучок
TCP/IP претставува големо множество од комуникациони протоколи кои ја пополнуваат средината со уште поголемо множество од механизми. Овие протоколи обезбедуваат врска помеѓу апликациите со кои може да се комуницира и физичката мрежа која врши пренос на податоците со кои се остваруваат комуникациите. Според тоа, TCP/IP ги дополнува и проширува можностите на физичката мрежа, но не може да работи без неа.
Како и да е, најдобрата работа за TCP/IP не е тоа што може да направи, туку што се се овозможува со TCP/IP. TCP/IP буквално на луѓето и организациите од цел свет им овозможи поставените вештачки граници за комуникационите технологии да станат минато, а со тоа тие да можат "безусловно" да комуницираат меѓу себе. [1] [2]
Референци:
1. TCP/IP Tech Yourself Fourth Edition by Joe Casad, на Google Books го има третото издание http://books.google.com/books?id=bAH4o7TVLcIC&lpg=PP1&dq=1.%20TC P%2FIP%20Tech%20Yourself%20by%20Joe%20Casad%20fourth%20edition&pg=PP1 #v=onepage&q&f=false
2. TCP/IP First Step by Mark A. Sportack http://search.barnesandnoble.com/TCP-IP-first-step/Mark-A-Sportack/e/9781587201080
3. http://en.wikipedia.org/wiki/Domain Name System
Besplatni Seminarski Radovi - Бесплатно семинарска работа