Серия «стек протоколов TCP/IP» — уровень доступа к сети

 В этой тема, которая завершает серию «Стек протоколов TCP/IP«, речь пойдет сразу о двух уровнях — канальном и физическом. Их часто объединяют в физический уровень стека.

Уровень доступа к сети еще называют уровнем соединения узла и сети. Он стандартизирует аппаратное обеспечение и протоколы, используемые для передачи данных по разным физическим сетям. Термин доступ к сети отражает тот факт, что этот уровень определяет, как именно узел подключен к физической среде передачи, поверх которой передаются данные. Например, технология Ethernet является наиболее ярким примером технологии и протокола уровня доступа к сети модели TCP/IP. Стандарты Ethernet определяют требования к кабельной системе, адресации и протоколам, с помощью которых строятся локальные сети (Local Area NetworkLAN) технологии Erhernet. Аналогично, разъемы, кабели, уровни напряжений и протоколы, используемые для построения распределенных сетей (Wide Area NetworkWAN), стандартизированы во множестве технологий, которые также относятся к уровню доступа к сети.

Точно так же как и любой другой уровень в сетевой модели, физический уровень модели TCP/IP предоставляет службы вышестоящим уровням. Проще всего понять такой уровень можно на примере предоставляемых им служб протоколу IP. Этот протокол полагается на уровень доступа к сети при доставке пакетов. Протокол IP распознает общую топологию сети: например, как именно маршрутизаторы соединены между собой, какие узлы (или компьютеры) к каким сегментам сети подключены и как в общем выглядит схема IP-адресации сети. Тем не менее в информацию протокола IP преднамеренно не включаются сведения о каждой используемой сетевой технологии нижних уровней, поэтому интернет-уровень, а именно протокол IP, должен обращаться к службам уровня доступа к сети, причем для каждой из существующих технологий они будут различными.

К уровню доступа к сети относится множество сетевых протоколов. Например, с точки зрения локальных сетей все варианты реализации технологии Ethernet и любые другие LAN-стандарты входят в этот уровень. С точки зрения WAN-технологий все популярные стандарты также относятся к уровню доступа к сети стека TCP/IP: протокол двухточечного соединения (Point-to-PointPPP), технология Frame Relay и др.

Немного видоизменим сеть, использованную нами в прошлых примерах.

Чтобы лучше понять, что изображено на этой схеме, опять вернемся к примеру взаимодействия компьютера и веб-сервера в процессе доставки пакета. Чтобы отправить пакет серверу, компьютер пересылает пакет маршрутизатору R2. Чтобы доставить пакет до маршрутизатора, компьютер использует технологию Ethernet - т.е. некоторый процесс, который требует, чтобы IP-пакет (заголовок IP и поле данных) был помещен между заголовком и контрольной суммой Ethernet.

Основная задача процесса IP-маршрутизации заключается в доставке IP-пакета узлу-получателю, следовательно, IP-заголовок с адресом будет нужен на всем маршруте, чтобы правильно найти конечный узел. Ethernet-информация маршрутизатору R2 после того, как он принял фрейм из соответствующей среду, не нужна (поскольку маршрутизаторы соединены между собой PPP-каналом). Поэтому маршрутизатор R2 удаляет заголовок и контрольную сумму Ethernet и оставляет нетронутым IP-заголовок. Чтобы переслать такой пакет далее, маршрутизатору R1, устройство R2 добавляет в начале пакета PPP-заголовок и соответствующий концевик в конце пакета и пересылает его по WAN-каналу.

Аналогично, когда маршрутизатор R1 обрабатывает полученный пакет, он удаляет PPP-заголовок и концевик, поскольку протокол PPP уже выполнил свою задачу — доставил информацию IP-пакета по последовательному каналу. Далее маршрутизатор принимает решение о том, что он должен через Ethernet-сегмент доставить пакет серверу, поэтому он добавляет новый Ethernet-заголовок и контрольную сумму к пакету и перенаправляет его серверу.

В сущности, протокол IP использует службы и протоколы которые включает в себя физический уровень стека TCP/IP, чтобы передавать пакет следующему транзитному маршрутизатору или узлу, и каждый транзитный узел повторяет такой процесс до тех пор, пока получатель не получит пакет. В каждом из протоколов уровня доступа к сети модели TCP/IP используется заголовок определенного формата, который необходим для успешной доставки данных через физическую сеть. Такой подход абсолютно аналогичен заголовкам, которые используются в разных уровнях всех моделей, и их предназначение также похоже.

Резюмируя, можно сказать, что физический уровень стека TCP/IP включает в себя протоколы, кабельные стандарты, описывает формат заголовков и контрольных сумм фрейма, а также стандартизирует пересылку данных через разнообразные физические сети.



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>