Понятие сетевого протокола

ЛЕКЦИЯ 7

Протокол – это четко сформулированные правила, которыми руководствуются компьютерные системы при установке связи с другими устройствами.

Для того, чтобы два ком­пьютера могли общаться между собой, они должны пользоваться одним протоколом.

Протокол реализуется, как правило, в виде фонового процесса. Например, это может быть рези­дентная программа, работающая под управлением OC UNIX. В Windows протоколы работают как потоки в привилегированной подсистеме, являясь как бы частью исполняющей системы.

Некоторые сетевые программы позволяют пользователям работать с несколькими протоколами. Это значительно повышает эффективность работы в сложных сетях.

Протокол выполняет основную черновую работу по поиску других систем и установлению связи с ними, а сетевой редиректор обеспечивает предоставление ресурсов, имеющихся в сети, и, кроме того, выступает как компонент, который непосредственно взаимодействует с ядром Windows.

Есть три основных момента, касающихся протоколов:

1. Существует множество протоколов. Существование различных сетевых протоколов обусловлено целым рядом причин. Каждый из этих протоколов имеет свою область применения. Один протокол может хорошо работать с се­тью определенного типа, но быть полностью непригодным для другой сети, которая на первый взгляд ничем не отличается от предыдущей. Есть, однако, несколько ключевых аспектов, кото­рые касаются всех протоколов без исключения. Потребность в памяти, использование полосы пропускания, уровень функциональности, масштабируемость – все это очень важно. Допустим, при работе в сети нужно только читать и записывать файлы, находящиеся на относи­тельно небольшом файл-сервере. Это значит, что основными критериями в этом случае являются скорость транспортировки и простота эксплуатации. Чтобы этого добиться, можно выбрать про­токол, использующий память небольшого объема и не вызывающий дополнительных расходов ресурсов сети. В другой сети, к примеру, пользователям может потребоваться регистрация для того, чтобы получить доступ к хостам и передавать большие объемы данных. Для этого нужен протокол, богатый функциональными возможностями, что более важно, чем требуемый для него объем памяти или производительность;

2. Протоколы работают на разных уровнях модели OSI. Функции протокола определя­ются уровнем, на котором он работает;

3. Несколько протоколов могут работать совместно. Это так называемый стек, или на­бор, протоколов. Уровни в стеке протоколов соответствуют уровням модели OSI. В совокупно­сти протоколы дают полную характеристику функциям и возможностям стека.

Данные, передаваемые из одной локальной сети в другую по одному из возможных маршрутов, называются маршрутизированными. Протоколы, которые поддерживают передачу данных между сетями по нескольким маршрутам, называются маршрутизируемыми протоколами.

Протоколы в многоуровневой архитектуре

Процесс, который называется привязка, позволяет с достаточной гибкостью настраивать сеть, т. е. сочетать протоколы и платы сетевых адаптеров. Например, два разных стека могут быть привязаны к одной плате и наоборот. Протокол привязки определяет очередность, с которой операционная система выполняет протоколы. При попытке соединения будет использован первый протокол в списке привязки. Если попытка будет неудачной, то ПК ее повторит, используя следующий по списку протокол. Кроме того, стек протоколов должен быть привязан к компонентам верхнего и нижнего уровней.

Независимо от внутренней конструкции каждого конкретного протокола, все они имеют опреде­ленные внутренние функции и свойства:

- Инициализация связи. Каждый протокол имеет средства для идентификации рабочей станции по имени или номеру. Эта схема доступна как уровню, так и прикладной программе. Обмен информацией между определенными узлами активизируется после идентификации адресата (обычно сервера) рабочей станцией, начавшей диалог. Сторона-инициатор также устанавливает тип диалога – дейтограмму или сеанс. Дейтаграмма – это передача сообщения без установления логической связи. При этом не требуется подтверждения о приеме от принимающей стороны. Если подтверждение необходимо, то адресат сам должен послать специальное сообщение. При этом также надо придерживаться определенного протокола. Каждая дейтаграмма является самостоятельным сообщением, и при наличии нескольких их доставка не гарантируется. Зато скорость передачи дейтограмм гораздо выше, чем в сеансах. В сеансе, в отличие от дейтаграмм, предполагается создание логической связи для обмена сообщениями и гарантируется доставка сообщений. Если дейтограммы могут передаваться в произвольные моменты времени, то сеанс должен быть сначала установлен, после этого происходит обмен сообщениями, затем сеанс должен быть закрыт;

- Отправка и получение данных. Каждый протокол предоставляет средства для отправки и получения сообщений. Протокол накладывает ограничения на длину сообщений, кроме того, он определяет статус диалога;

- Завершение обмена. Протокол предоставляет средства для завершения диалога.

В соответствии с возложенными задачами, протоколы делятся на три типа:

- прикладной;

- транспортный;

- сетевой.