7.5. Сетевые интерфейсы

Идеологическим отличием архитектуры стека TCP/IP от многоуровневой организации других стеков является интерпретация функций самого нижнего уровня - уровня сетевых интерфейсов. Протоколы этого уровня должны обеспечивать интеграцию в составную сеть других сетей, причем задача ставится так: сеть TCP/IP должна иметь средства включения в себя любой другой сети, какую бы внутреннюю технологию передачи данных эта сеть не использовала. Отсюда следует, что этот уровень нельзя определить раз и навсегда. Для каждой технологии, включаемой в составную сеть подсети, должны быть разработаны собственные интерфейсные средства. К таким интерфейсным средствам относятся протоколы инкапсуляции IP-пакетов уровня межсетевого взаимодействия в кадры локальных технологий. Например, документ RFC 1042 определяет способы инкапсуляции IP-пакетов в кадры технологий IEEE 802. Для этих целей должен использоваться заголовок LLC/ SNAP, причем в поле Туре заголовка SNAP должен быть указан код 0x0800. Только для протокола Ethernet в RFC 1042 сделано исключение - помимо заголовка LLC/ SNAP разрешается использовать кадр Ethernet DIX, не имеющий заголовка LLC, зато имеющий поле Туре. В сетях Ethernet предпочтительным является инкапсуляция IP-пакета в кадр Ethernet DIX.

Уровень сетевых интерфейсов в протоколах TCP/IP не регламентируется, но он поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровней: для локальных сетей это Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 100VG-AnyLAN, для глобальных сетей - протоколы соединений "точка-точка" SLIP и РРР, протоколы территориальных сетей с коммутацией пакетов Х.25, frame relay. Разработана также специальная спецификация, определяющая использование технологии ATM в качестве транспорта канального уровня. Обычно при появлении новой технологии локальных или глобальных сетей она быстро включается в стек TCP/IP за счет разработки соответствующего RFC, определяющего метод инкапсуляции IP-пакетов в ее кадры (спецификация RFC 1577, определяющая работу IP через сети ATM, появилась в 1994 году вскоре после принятия основных стандартов этой технологии).

Соответствие уровней стека TCP/IP семиуровневой модели ISO/OSI

Так как стек TCP/IP был разработан до появления модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, то, хотя он также имеет многоуровневую структуру, соответствие уровней стека TCP/IP уровням модели OSI достаточно условно. Рассматривая многоуровневую архитектуру TCP/IP, можно выделить в ней, подобно архитектуре OSI, уровни, функции которых зависят от конкретной технической реализации сети, и уровни, функции которых ориентированы на работу с приложениями.

Протоколы прикладного уровня стека TCP/IP работают на компьютерах, выполняющих приложения пользователей. Даже полная смена сетевого оборудования, в общем случае, не должна влиять на работу приложений, если они получают доступ к сетевым возможностям через протоколы прикладного уровня.

Протоколы транспортного уровня уже более зависят от сети, так как они реализуют интерфейс к уровням, непосредственно организующим передачу данных по сети. Однако, подобно протоколам прикладного уровня, программные модули, реализующие протоколы транспортного уровня, устанавливаются только на конечных узлах. Протоколы двух нижних уровней являются сетезависимыми, а следовательно, программные модули протоколов межсетевого уровня и уровня сетевых интерфейсов устанавливаются как на конечных узлах составной сети, так и на маршрутизаторах.

Каждый коммуникационный протокол оперирует с некоторой единицей передаваемых данных. Названия этих единиц иногда закрепляются стандартом, а чаще просто определяются традицией. В стеке TCP/IP за многие годы его существования образовалась устоявшаяся терминология в этой области.

Потоком называют данные, поступающие от приложений на вход протоколов транспортного уровня TCP и UDP.

Протокол TCP нарезает из потока данных сегменты.

Единицу данных протокола UDP часто называют дейтаграммой. Дейтаграмма - это общее название для единиц данных, которыми оперируют протоколы без установления соединений. К таким протоколам относится и протокол межсетевого взаимодействия IP.

Дейтаграмму протокола IP называют также пакетом.

В стеке TCP/IP принято называть кадрами (фреймами) единицы данных протоколов, на основе которых IP-пакеты переносятся через подсети составной сети. При этом не имеет значения, какое название используется для этой единицы данных в локальной технологии.

Библиографический список

1. Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие. В 3 томах. Том 1 – Современные технологии / Б.И. Крук, В.Н. Попантонопуло, В.П. Шувалов; под ред. Профессора В.П. Шувалова. – Изд. 3-е, испр. И доп. – М.: Горячая линия – Телеком, 2003. – 647 с.: ил.

2. Системы и сети передачи информации: Учеб. Пособие для вузов / М.В. Гаранин, В.И. Журавлев, С.В. Кунегин. – М.: Радио и связь, 2001. – 336 с.: ил.

3. Электронные средства связи. Серия «Библиотека инженера» / В.П. Дьяконов, А.А. Образцов, В.Ю. Смердов. – М.: СОЛОН-Пресс, 2005. – 432 с.: ил.

4. Твердов Б.И., Оксман М.И. Телеграфная и факсимильная аппаратура. – Радио и связь, 1999. – 143 с.

5. Белорусов Н.И. Электрические кабели, шнуры и провода. Спарвочник. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 536 с.

6. Убайдуллаев Р. Волоконно-оптические сети. – М.: Эко-Трендз, 1998. – 267 с.

7. Сколяров О.К. Современные волоконно-оптические системы передачи. М.: СОЛОН-Р, 2001. – 237 с.

8. Цифровые и аналоговые системы передач: Учеб. Для вузов / В.И. Иванов, В.Н. Гордиенко, Г.Н. Попов и др.; Под ред. В.И. Иванова. – М.: Радио и связь, 1995. -232 с.

9. Журавлева О.Б., Крук Б.И. Дискретные сигналы и цепи: 26 вопросов и ответов: Учебное пособие для дистанционного обучения. – Новосибирск: СибГУТИ, 1999. – 100 с.

10. Буассо М., Деманж М. Введение в технологию АТМ. – М.: Радио и связь, 1997. – 128 с.

11. Степанов Б.Г. Справочник коротковолновика. – М.: ЗАО «Журнал Радио», 1997 . – 90 с.

12. Шифрин Я.С., Базаранов П.А. Новые типы антенн. Изд. ВИРТА, 1971. – 465 с.

13. Основы сотовой связи / Под. ред. Д.Б.Зимина. – М.: Радио и связь, 1998. – 248 с.

14. Ратынский М.В. Основы сотовой связи. – М.: Радио и связь, 2000. – 190 с.

15. Соколов А.В., Андрианов В.И. Альтернатива сотовой связи: транкинговые системы. – СПб.: БХВ-Петербург Арлит, 2001. – 150 с.

16. Невдяев Л.М. Мобильная спутниковая связь: Справочник. – М.: МЦНТИ, 1998. – 155 с.

17. Синхронная цифровая иерархия / Пер. с итал.; Под ред. Б.И. Крука. – Новосибирск: Изд-во СибГАТИ, 1998.

18. Слепов Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH: 4-е изд., испр. – М.:Эко-Трендз, 1999. – 148 с.

19. Иванова Т. И. Абонентские терминалы и компьютерная телефония. – М.: Эко-Трендз, 1999. – 120 с.