Стандартні стеки комунікаційних протоколів OSI (TCP/IP, IPX/SPX, Netbios/smb)

Протокол - це набір правил і процедур, які регулюють порядок здійснення зв'язку. Природно, всі комп'ютери, які беруть участь в обміні, повинні працювати за тим самим протоколами, щоб після завершення передачі вся інформація поновлювалася в початковому вигляді.

Існує кілька стандартних наборів (або, як їх ще називають, стеків) протоколів, які отримали зараз найбільш широке поширення:

1. набір протоколів ISO/OSI;
2. IBM System Network Architecture (SNA);
3. DigitalDecnet;
4. NovellNetware;
5. AppleAppletalk;
6. набір протоколів глобальної мережі Internet, TCP/IP.

OSI

Варто чітко розрізняти модель OSI і стек OSI. У той час як модель OSIє концептуальної схеми взаємодії відкритих систем, стек OSIявляє собою набір цілком конкретних специфікацій протоколів. На відміну від інших стеків протоколів стек OSI повністю відповідає моделі OSI, він включає специфікації протоколів для всіх сім рівнів взаємодії, визначених у цій моделі.

На нижніх рівнях стек OSI підтримує Ethernet, TokenRing, FDDI, протоколи глобальних мереж, Х.25 і ISDN, - тобто використовує розроблені поза стека протоколи нижніх рівнів, як і всі інші стеки. Протоколи мережного, транспортного і сеансового рівнів стека OSI специфицированы і реалізовані різними виробниками, але поширені поки мало. Найбільш популярними протоколами стека OSIє прикладні протоколи. До них відносяться: протокол передачі файлів FTAM, протокол емуляції терміналу VTP, протоколи довідкової служби Х.500, електронної пошти Х.400 і ряд інших.

TCP/IP

Стек TCP/IP був розроблений за ініціативою Міністерства оборони США більше 20 років тому тому для зв'язку експериментальної мережі Arpanetз іншими мережами як набір протоколів загальних для різнорідної обчислювальної середовища.

Стек TCP/IPна нижньому рівні підтримує всі популярні стандарти фізичного і канального рівнів: для локальних мереж - це Ethernet, TokenRing, FDDI, для глобальних - протоколи роботи на аналогових, що комутуються у виділених лініях SLIP, РРР протоколи територіальних мереж Х.25 і ISDN.

Основними протоколами стека, які дали йому назву, є протоколи IP і TCP. Ці протоколи в термінології моделі OSIвідносяться до мережного і транспортному рівнів відповідно. IP забезпечує просування пакету по складної мережі, а TCPгарантує надійність його доставки.

За довгі роки використання в мережах різних країн і організацій стек TCP/IP увібрав у себе велику кількість протоколів прикладного рівня. До них відносяться такі популярні протоколи, як протокол пересилання файлів FTP, протокол емуляції терміналу Telnet, поштовий протокол SMTP, який використовується в електронній пошті мережі Internet, гіпертекстові сервіси служби WWW і багато інших.

Сьогодні стек TCP/IP являє собою один з найпоширеніших стеків транспортних протоколів обчислювальних мереж. Дійсно, тільки в мережі Internet об'єднано близько 10 мільйонів комп'ютерів у всьому світі, які взаємодіють один з одним за допомогою стека протоколів TCP/IP.

Стек IPX/SPX

Цей стек є оригінальним стеком протоколів фірми Novell, розробленим для мережевої операційної системи Netwareще на початку 80-х років. Протоколи мережевого і сеансового рівнів Internetwork Packet Exchange (IPXі Sequenced Packet Exchange (SPX), які дали назву стеку, є прямий адаптацією протоколів XNSфірми Xerox, поширених в набагато меншій мірі, ніж стек Ipx/spx. Популярність стека Ipx/spx безпосередньо пов'язана з операційною системою Novell Netware.

Стек Ipx/spx довгий час обмежувався поширеність його тільки мережами Netware, тому що він є власністю фірми Novellі на його реалізацію потрібно отримувати ліцензію (тобто відкриті специфікації не підтримувалися). Зараз стек Ipx/spx реалізований не тільки в Netware, але і в декількох інших популярних мережевих ОС, наприклад SCOUNIX, Sun Solaris, Microsoft Windows.

Netbios/SMB

Цей стек широко використовується в продуктах компаній IBM і Microsoft. На фізичному і канальному рівнях цього стека використовуються всі найпоширеніші протоколи Ethernet, TokenRing, FDDIта інші. На верхніх рівнях працюють протоколи NETBEUIі SMB.
пПротокол NETBIOS (NetworkBasic Input/output System) з'явився в 1984 році як мережеве розширення стандартних функцій базової системи вводу-виводу (BIOS) IBMPCдля мережевої програми PC Network фірми IBM. Надалі цей протокол був замінений на так званий протоколо розширеного користувальницького інтерфейсу NETBEUI - NETBIOS Extended User Interface. Для забезпечення сумісності додатків як інтерфейс до протоколу NETBEUI був збережений інтерфейс NETBIOS. Протокол NETBEUI розроблявся як ефективний протокол, який споживає мало ресурсів і призначений для мереж, які налічують не більше 200 робочих станцій. Цей протокол містить багато корисних функцій мережі, які можна віднести до мережного, транспортного і сеансового рівнів моделі OSI, але з його допомогою неможлива маршрутизація пакетів. Це обмежує застосування протоколу NETBEUI локальними мережами, не розділеними на підмережі й унеможливлює його використання в складних мережах. Деякі обмеження NETBEUI знімаються реалізацією цього протоколу NBF (NETBEUIFrame).

Протокол SMB (Server Message Block) виконує функції сеансового, представницького і прикладного рівнів.На основі SMBреалізується файлова служба, а також служби друку та передачі повідомлень, між доповненнями.
пСтеки протоколів SNA фірми IBM, Decnetкорпорації Digital Equipmentі Appletalk/afp фірми Appleзастосовуються в основному в операційних системах і мережевому обладнанні цих фірм.

На малюнку показано відповідність деяких найбільш популярних протоколів рівнів моделі OSI. Часто це відповідність досить умовно, тому що модель OSI - це тільки керівництво до дії, причому досить загальні, а конкретні протоколи розроблялися для вирішення специфічних завдань, причому багато хто з них з'явилися до розробки моделі OSI. У більшості випадків розробники стеків віддавали перевагу швидкості роботи мережі на шкоду модульності - жоден стек, крім стека OSI, не був розбитий на сім рівнів. Найчастіше в стеку явно виділяються 3-4 рівня: рівень мережних адаптерів, в якому реалізуються протоколи фізичного і канального рівнів, мережевий рівень, транспортний рівень і рівень служб, що вбирає в себе функції сеансового, представницького і прикладного рівнів.

Рис. 1 - Основні стеки протоколів моделі OSI