Стандартные стеки коммуникационных протоколов OSI (TCP/IP, IPX/SPX, Netbios/smb)

Протокол - это набор правил и процедур, которые регулируют порядок осуществления связи. Естественно, все компьютеры, которые принимают участие в обмене, должны работать по тем самым протоколам, чтобы по завершении передачи вся информация возобновлялась в начальном виде.

Существует несколько стандартных наборов (или, как их еще называют, стеков) протоколов, которые получили в настоящий момент наиболее широкое распространение:

1. набор протоколов ISO/OSI;
2. IBM System Network Architecture (SNA);
3. DigitalDecnet;
4. NovellNetware;
5. AppleAppletalk;
6. набор протоколов глобальной сети Internet, TCP/IP.

Стек OSI

Стоит четко различать модель OSI и стек OSI. В то время как модель OSIявляется концептуальной схемой взаимодействия открытых систем, стек OSIявляет собой набор полностью конкретных спецификаций протоколов. В отличие от других стеков протоколов стек OSI полностью отвечает модели OSI, он включает спецификации протоколов для всех семь уровней взаимодействия, определенных в этой модели.

На нижних уровнях стек OSI поддерживает Ethernet, TokenRing, FDDI, протоколы глобальных сетей, Х.25 и ISDN, - то есть использует разработанные поза стека протоколы нижних уровней, как и все другие стеки. Протоколы сетевого, транспортного и сеансового уровней стека OSI специфицированы и реализованы разными производителями, но распространены пока мало. Наиболее популярными протоколами стека OSIявляются прикладные протоколы. К ним относятся: протокол передачи файлов FTAM, протокол эмуляции терминала VTP, протоколы справочной службы Х.500, электронной почты Х.400 и ряд, других.

Стек TCP/IP

Стек TCP/IP был разработан по инициативе Министерства обороны США больше 20 лет тому назад для связи экспериментальной сети Arpanetс другими сетями как набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды.

Стек TCP/IPна нижнем уровне поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровней: для локальных сетей - это Ethernet, TokenRing, FDDI, для глобальных - протоколы работы на аналоговых, что коммутируются в выделенных линиях SLIP, РРР протоколы территориальных сетей Х.25 и ISDN.

Основными протоколами стека, которые дали ему название, есть протоколы IP и TCP. Эти протоколы в терминологии модели OSIотносятся к сетевому и транспортному уровням соответственно. IP обеспечивает продвижение пакета по сложной сети, а TCPгарантирует надежность его доставки.

За долгие годы использования в сетях разных стран и организаций стек TCP/IP вобрал у себя большое количество протоколов прикладного уровня. К ним относятся такие популярные протоколы, как протокол пересылки файлов FTP, протокол эмуляции терминала Telnet, почтовый протокол SMTP, который используется в электронной почте сети Internet, гипертекстовые сервисы службы WWW и много других.

Сегодня стек TCP/IP являет собой один из самых распространенных стеков транспортных протоколов вычислительных сетей. Действительно, только в сети Internet объединено около 10 миллионов компьютеров во всем мире, которые взаимодействуют друг с другом с помощью стека протоколов TCP/IP.

Стек IPX/SPX

Этот стек является оригинальным стеком протоколов фирмы Novell, разработанным для сетевой операционной системы Netwareеще в начале 80-х годов. Протоколы сетевого и сеансового уровней Internetwork Packet Exchange (IPX) и Sequenced Packet Exchange (SPX), которые дали название стеку, являются прямой адаптацией протоколов XNSфирмы Xerox, распространенных в намного меньшей степени, чем стек Ipx/spx. Популярность стека Ipx/spx непосредственно связана с операционной системой Novell Netware.

Cтек Ipx/spx долгое время ограничивался распространенность его только сетями Netware, потому что он является собственностью фирмы Novellи на его реализацию нужно получать лицензию (то есть открытые спецификации не поддерживались). В настоящий момент стек Ipx/spx реализован не только в Netware, но и в нескольких других популярных сетевых ОС, например SCOUNIX, Sun Solaris, Microsoft Windows.

Стек Netbios/SMB

Этот стек широко используется в продуктах компаний IBM и Microsoft. На физическом и канальном уровнях этого стека используются все самые распространенные протоколы Ethernet, TokenRing, FDDIи другие. На верхних уровнях работают протоколы NETBEUIи SMB.
Протокол NETBIOS (NetworkBasic Input/output System) появился в 1984 году как сетевое расширение стандартных функций базовой системы ввода/вывода (BIOS)  IBMPCдля сетевой программы PC Network фирмы IBM. В дальнейшем этот протокол был заменен на так называемый протоколо расширенного пользовательского интерфейса NETBEUI - NETBIOS Extended User Interface. Для обеспечения совместимости дополнений как интерфейс к протоколу NETBEUI был сохранен интерфейс NETBIOS. Протокол NETBEUI разрабатывался как эффективный протокол, который потребляет немного ресурсов и предназначенный для сетей, которые насчитывают не больше 200 рабочих станций. Этот протокол содержит много полезных сетевых функций, которые можно отнести к сетевому, транспорного и сеансового уровней модели OSI, однако с его помощью невозможна маршрутизация пакетов. Это ограничивает применение протокола NETBEUI локальными сетями, не разделенными на подсети, и делает невозможным его использование в сложных сетях. Некоторые ограничения NETBEUI снимаются реализацией этого протокола NBF (NETBEUIFrame).

Протокол SMB (Server Message Block) выполняет функции сеансового, представительского и прикладного уровней. На основе SMBреализуется файловая служба, а также службы печати и передачи сообщений, между дополнениями.
Стеки протоколов SNA фирмы IBM, Decnetкорпорации Digital Equipmentи Appletalk/afp фирмы Appleприменяются в основном в операционных системах и сетевом оборудовании этих фирм.

На рисунке показано соответствие некоторых, наиболее популярных протоколов уровням модели OSI. Часто это соответствие достаточно условно, потому что модель OSI - это только руководство к действию, причем достаточно общее, а конкретные протоколы разрабатывались для решения специфических заданий, причем многие из них появились к разработке модели OSI. В большинстве случаев разработчики стеков отдавали преимущество скорости работы сети во вред модульности - ни один стек, кроме стека OSI, не был разбитый на семь уровней. Чаще всего в стеке явно выделяются 3-4 уровня: уровень сетевых адаптеров, в котором реализуются протоколы физического и канального уровней, сетевой уровень, транспортный уровень и уровень служб, который вбирает у себя функции сеансового, представительского и прикладного уровней.

Рис. 1 - Основные стеки протоколов модели OSI