Введение в стандарты сетевых протоколов

Сетевой протокол– это стандарт, написанный на бумаге (или, более точно, в текстовом редакторе на компьютере). Стандарты, использующиеся в Интернете, называются Requests For Comment (RFC) – Запросы на комментарий. Стандарты RFC пронумерованы от 1 и далее. Сегодня существует более 4500 RFC. Большинство из них вышли из употребления, так что до сих пор используются лишь некоторые из первой тысячи.

Международная организация по стандартизации (International Standardization Office – ISO) разработала стандарты системы сетевых протоколов, называемой ISO OSI. Другой организацией, разрабатывающей стандарты коммуникаций, является Международный союз телекоммуникаций(International Telecommunication Union – ITU), который находится в Женеве. Раньше ITU назывался CCITT. Союз основан в 1865 году и является одной из самых старых всемирных организаций (для сравнения, Красный Крест был образован в 1863 году).

Некоторые стандарты разрабатываются Институтом инженеров по электротехнике и электронике(Institute of Electrical and Electronics Engineers – IEEE). RFC, стандарты выпускаемые RIPE (RéseauxIP Européens – Европейская континентальная сеть TCP/IP), и PKCS (Public Key Cryptography Standard – Криптографический стандарт открытого ключа) свободно доступны в Интернете, их очень легко найти. Другие организации (ISO, ITU и т.д.) не дают стандарты бесплатно – за них нужно платить. Если это для вас проблема, вам придется потратить время на поиски в библиотеке.

В начале давайте посмотрим, почему сетевые связи разделены на несколько протоколов. Ответ прост, хотя он и рождает сложные проблемы в различных сферах деятельности. Большинство книг о сетевых протоколах объясняют проблему с помощью метафоры: два иностранца (философа, доктора и т.п.) пытаются общаться друг с другом. Каждый из них владеет только своим родным языком. Для того, чтобы они могли общаться, им нужен переводчик (Рисунок 2.1):

Рисунок 2.1: Трехуровневая архитектура общения

Два иностранца обмениваются идеями, т.е., они общаются. Но это происходит виртуально. В реальности они меняются информацией со своим переводчиками, которые затем передают ее путем вибраций, издаваемых голосовыми связками. Или, если собеседники находятся на большом расстоянии друг от друга, переводчики передают информацию по телефону, и информация физически передается по телефонным линиям. Мы можем говорить и о виртуальном общении в горизонтальном направлении (философский разговор, общий язык переводчиков и электронные сигналы, передаваемые по телефонной линии) и реальном общении в вертикальном направлении (иностранец-переводчик и переводчик-телефон). Таким образом, мы можем выделить три уровня общения:

1. Между двумя иностранцами

2. Между переводчиками

3. Физическая передача информации с помощью средств коммуникации (телефонная линия, голос и т.д.)

Общение между иностранцами и переводчиками виртуально. Фактически, реальное общение происходит между иностранцем и его переводчиком.

В компьютерной сети используется больше уровней. Количество уровней зависит от выбранной вами системы сетевых протоколов. Система сетевых протоколов иногда называется сетевой моделью. Обычно вы работаете с системой, которая используется в Интернете и называется семейством TCP/IP. Помимо TCP/IP мы рассмотрим модель ISO OSI, стандартизированную ISO.

Рисунок 2.2: Сравнение сетевых моделей TCP/IP и ISO OSI

Семейство TCP/IP использует четыре уровня, в то время как ISO OSI использует семь. Системы TCP/IP и ISO OSI значительно отличаются друг от друга, хотя и похожи на сетевом и транспортном уровне.

Лишь в некоторых исключительных случаях, таких как SLIP или PPP, семейство TCP/IP работает на канальном и физическом уровне. Поэтому даже в Интернете мы используем протоколы канального и физического уровня модели ISO OSI.