Мережеві протоколи та стандарти. Мережеві протоколи та стандарти Який стек протоколів сьогодні найбільш популярний чому

Стеком протоколів, або просторіччя TCP/IP називають мережеву архітектуру сучасних пристроїв, розроблених для користування мережею. Stack - це стінка, в якій кожна складова цегла лежить поверх іншого, залежить від нього. Називати стек протоколів "стіком TCP/IP" почали завдяки двом основним протоколам, які були реалізовані - безпосередньо IP, та TCP на його основі. Проте, вони лише основні та найпоширеніші. Якщо не сотні, то десятки інших використовуються досі в різних цілях.

Звичний нам веб (world wide web) заснований на протоколі HTTP (hyper-text transfer protocol), який працює на основі TCP. Це традиційний приклад використання стека протоколів. Є ще протоколи електронної пошти IMAP/POP та SMTP, протоколи віддаленої оболонки SSH, віддаленого робітника столу RDP, баз даних MySQL, SSL/TLS, і тисячі інших програм зі своїми протоколами (..)

Чим відрізняються всі ці протоколи? Все дуже просто. Крім різних завдань, поставлених під час розробки (наприклад, швидкість, безпека, стійкість та інші критерії), протоколи створені з метою розмежування. Наприклад, існують протоколи прикладного рівня, різні у різних програм: IRC, Skype, ICQ, Telegram і Jabber - несумісні друг з одним. Вони розроблені для виконання конкретної задачі, і в даному випадку можливість дзвонити по WhatsApp в ICQ просто не визначена технічно, оскільки програми використовують різний протокол. Але їхні протоколи ґрунтуються на тому самому протоколі IP.

Протоколом можна називати заплановану, штатну послідовність процесів у процесі, у якому є кілька суб'єктів, у мережі вони називаються бенкетами (напарниками), рідше - клієнт і сервер, підкреслюючи особливості конкретного протоколу. Найпростіший прикладпротоколу для того, хто досі не розуміє, - рукостискання при зустрічі. Обидва знають як і коли, але питання навіщо це вже питання розробників, а не користувачів протоколу. До речі, рукостискання є майже по всіх протоколах, наприклад, для забезпечення розмежування протоколів і захисту від "польотів не на тому літаку".

Ось що таке TCP/IP на прикладі найпопулярніших протоколів. Тут показано ієрархію залежності. Треба сказати що додатки лише користуються зазначеними протоколами, які можуть бути і можуть бути реалізовані всередині ОС.

Якщо вже зовсім-зовсім простою мовою, Це поштова служба.

У кожного учасника IP-сумісної мережі є власна адреса, яка виглядає приблизно так: 162.123.058.209. Усього таких адрес для протоколу IPv4 - 4,22 мільярда.

Припустимо, що один комп'ютер хоче зв'язатися з іншим і надіслати йому посилку – "пакет". Він звернеться до "поштової служби" TCP/IP і віддасть їй свою посилку, вказавши адресу, за якою її необхідно доставити. На відміну від адрес в реальному світі, ті самі IP-адреси часто присвоюються різним комп'ютерампо черзі, а значить, "листоноша" не знає, де фізично знаходиться потрібний комп'ютер, тому він відправляє посилку в найближче "поштове відділення" - на мережеву платукомп'ютера. Можливо там є інформація про те, де знаходиться потрібний комп'ютер, а можливо, такої інформації там немає. Якщо її немає, на всі найближчі "поштові відділення" (комутатори) надсилається запит адреси. Цей крок повторюється всіма "поштовими відділеннями", поки вони не виявлять потрібну адресу, при цьому вони запам'ятовують, скільки "поштових відділень" до них пройшов цей запит і якщо він пройде певну (досить більшу) їх кількість, то його повернуть назад із позначкою. адресу не знайдено. Перше "поштове відділення" незабаром отримає купу відповідей від інших "відділень" із варіантами шляхів до адресата. Якщо жодного досить короткого шляху не знайдеться (зазвичай 64 пересилки, але не більше 255), посилка повернеться відправнику. Якщо знайдеться один або кілька шляхів, посилка буде передана по найкоротшому з них, при цьому "поштові відділення" на якийсь час запам'ятають цей шлях, дозволяючи швидко передавати наступні посилки, не запитуючи ні в кого адреси. Після доставки, "листоноша" в обов'язковому порядку змусить одержувача підписати "квитанцію" про те, що він отримав посилку і віддасть цю "квитанцію" відправнику, як свідчення про те, що посилка доставлена ​​в цілості - перевірка доставки в TCP обов'язкова. Якщо відправник не отримає таку квитанцію через певний проміжок часу або в квитанції буде написано, що посилка пошкодилася або загубилася під час відправлення, він спробує знову надіслати посилку.

TCP/IP – це набір протоколів.

Протокол – це правило. Наприклад, коли з вами вітаються – ви вітаєтеся у відповідь (а не прощаєтесь чи не бажає щастя). Програмісти скажуть, що ми використовуємо протокол привітання, наприклад.

Що за TCP/IP (зараз буде дуже просто, нехай колег не бомбить):

Інформація до вашого комп'ютера йде по проводах (радіо або що ще - не має значення). Якщо по дротах пустили струм – значить 1. Вимкнули – значить 0. Виходить 10101010110000 і так далі. 8 нуликів та одиниць (бітів) це байт. Наприклад 00001111. Це можна уявити як число в двійковому вигляді. У десятковому вигляді байт - це число від 0 до 255. Ці цифри зіставляє з літерами. Наприклад, 0 це А, 1 це Б. (Це називається кодування).

Ну так ось. Щоб два комп'ютери могли ефективно передавати інформацію про проводи - вони повинні подавати струм за якимись правилами - протоколами. Наприклад, вони повинні домовитися, як часто можна змінювати струм, щоб можна було відрізнити 0 від другого 0.

Це перший протокол.

Комп'ютерам якось розуміти, що один з них перестав віддавати інформацію (типу "я все сказав"). Для цього на початку послідовності даних 010100101 комп'ютери можуть надіслати кілька біт, довжину повідомлення, яке вони хочуть передати. Наприклад, перші 8 бітів можуть означати довжину повідомлення. Тобто спочатку у перших 8 бітах передають закодоване число 100 і потім 100 байт. Після цього приймаючий комп'ютер очікує наступні 8 біт і наступне повідомлення.

Ось у нас ще один протокол, за його допомогою можна передавати повідомлення (комп'ютерні).

Комп'ютерів багато, щоб вони могли зрозуміти, кому треба відправити повідомлення, використовують унікальні адреси комп'ютерів і протокол, що дозволяє зрозуміти кому це повідомлення адресовано. Наприклад, перші 8 біт означатимуть адресу одержувача, наступні 8 - довжину повідомлення. І потім повідомлення. Ми тільки-но засунули один протокол в інший. IP протокол відповідає за адресацію.

Зв'язок не завжди надійний. Для надійної доставки повідомлень (комп'ютерних) використовують TCP. При виконанні протоколу TCP комп'ютери будуть перепитувати один одного - чи правильне повідомлення вони отримали. Є ще UDP - це коли комп'ютери не перепитують чи вони отримали. Навіщо треба? Ось ви слухаєте інтернет радіо. Якщо пару байт прийде з помилками - ви почуєте, наприклад, "пш" і далі знову музику. Не смертельно, та й не особливо важливо – для цього використовують UDP. А ось якщо пару байт зіпсуються при завантаженні сайту - ви отримаєте хрень на моніторі і нічого не зрозумієте. Для сайту використовують TCP.

TCP/IP ще (UDP/IP) - це протоколи, вкладені один одного, у яких працює інтернет. Зрештою, ці протоколи дозволяють передати комп'ютерне повідомлення цілим і точно за адресою.

Ще є http протокол. Перший рядок - адреса сайту, наступні рядки - текст який ви надсилаєте на сайт. Всі рядки http – це текст. Який засовують у TCP повідомлення, яке адресують за допомогою IP тощо.

Стек TCP/IP був розроблений з ініціативи Міністерства оборони США (DoD) понад 20 років тому для зв'язку експериментальної мережі ARPANET з іншими мережами як набір загальних протоколів для різнорідної обчислювального середовища. Великий внесок у розвиток стека TCP/IP, який отримав свою назву за популярними протоколами IP і TCP, зробив університет Берклі, реалізувавши протоколи стека у своїй версії ОС Unix. Популярність цієї операційної системи призвела до поширення протоколів TCP, IP та інших протоколів стека. Сьогодні цей стек використовується для зв'язку комп'ютерів в Інтернеті, а також у величезній кількості корпоративних мереж.

Оскільки стек TCP/IP спочатку створювався для Інтернету, він має багато особливостей, що дають йому перевагу над іншими протоколами, коли йдеться про побудову мереж, що включають глобальні зв'язки. Зокрема, дуже корисною властивістю, що робить можливим застосування цього протоколу у великих мережах, є його здатність фрагментувати пакети. Дійсно, велика складова мережа часто складається з мереж, побудованих на різних принципах. У кожній з цих мереж може бути власна величина максимальної довжини одиниці даних (кадра). У такому разі переході з однієї мережі, що має велику максимальну довжину, в мережу з меншою максимальною довжиною може виникнути необхідність поділу кадру, що передається, на кілька частин. Протокол IP стека TCP/IP ефективно вирішує це завдання.

Іншою особливістю технології TCP/IP є гнучка система адресації, що дозволяє простіше, ніж інші протоколи аналогічного призначення включати до мережі мережі різних технологій. Ця властивість також сприяє використанню стека TCP/IP для побудови великих гетерогенних мереж. У стеку TCP/IP дуже економно використовуються широкомовні розсилки. Ця властивість абсолютно необхідна під час роботи на повільних каналах зв'язку, притаманних територіальних мереж.

Проте, як і завжди, за переваги треба платити, і платою тут виявляються високі вимоги до ресурсів і складність адміністрування IP-мереж. Потужні функціональні можливості протоколів стека TCP/IP вимагають для реалізації великих обчислювальних витрат. Гнучка система адресації та відмова від широкомовних розсилок призводять до наявності в IP-мережі різноманітних централізованих служб типу DNS, DHCP тощо. Кожна з цих служб спрямована на полегшення адміністрування мережі, але водночас сама потребує пильної уваги з боку адміністраторів.

У стеку TCP/IP визначено 4 рівні.

Прикладний рівеньстека TCP/IP відповідає трьом верхнім рівням моделі OSI: прикладному, уявленню та сеансовому. Він об'єднує служби, що надаються системою програм користувача. За довгі роки використання у мережах різних країн та організацій стек TCP/IP накопичив велика кількістьпротоколів та служб прикладного рівня. До них відносяться такі поширені протоколи як протокол передачі файлів (File Transfer Proocol, FTP), протокол емуляції терміналу (telnet), простий протокол передачі електронної пошти (Simple Mail Transfer Protocol, SMTP), протокол передачі Іпертексту (HyperText Transfer Protocol, HTTP) і багато інших. Протоколи прикладного рівня розгортаються на хостах.

Архітектура стека TCP/IP

Транспортний рівеньстека TCP/IP може надавати вищого рівня два типи сервісу:

□ гарантовану доставку забезпечує протокол управління передачею(Transmission Control Protocol, TCP);

□ доставку по можливості, або з максимальними зусиллями, забезпечує протокол користувацьких дейтаграм(User Datagram Protocol, UDP).

Для того, щоб забезпечити надійну доставку даних, протокол TCP передбачає встановлення логічного з'єднання, що дозволяє йому нумерувати пакети, підтверджувати їх прийом квитанціями, у разі втрати організовувати повторні передачі, розпізнавати та знищувати дублікати, доставляти прикладному рівню пакети в тому порядку, в якому вони були відправлені. . Цей протокол дозволяє об'єктам на комп'ютері-відправнику та комп'ютері-одержувачі підтримувати обмін даними у дуплексному режимі. TCP дає можливість без помилок доставити сформований на одному з комп'ютерів потік байтів будь-який інший комп'ютер, що входить до складової мережі. TCP ділить потік байтів на фрагменти і передає їх рівню міжмережевого взаємодії. Після того як ці фрагменти будуть доставлені засобами рівня міжмережевої взаємодії до пункту призначення, протокол TCP знову збере їх у безперервний потік байтів.

Другий протокол цього рівня - UDP - є найпростішим дейтаграмним протоколом, який використовується в тому випадку, коли завдання надійного обміну даними або взагалі не ставиться, або вирішується засобами вищого рівня - прикладним рівнем або додатками користувача.

У функції протоколів транспортного рівня TCP та UDP входить також виконання ролі сполучної ланки між прилеглими до них прикладним рівнем та рівнем міжмережевої взаємодії. Від прикладного протоколу транспортний рівень приймає завдання передачі даних з тією чи іншою якістю, а після виконання рапортує йому звідси. Нижчий рівень міжмережевої взаємодії протоколи TCP і UDP розглядають як свого роду інструмент, не дуже надійний, але здатний переміщати пакет у вільній і ризикованій подорожі складовою мережею.

Програмні модулі, що реалізують протоколи TCP і UDP, подібно до модулів протоколів прикладного рівня, встановлюються на хостах.

Мережевий рівень, званий також рівнем інтернету, є стрижнем усієї архітектури TCP/IP. Саме цей рівень, функції якого відповідають мережевому рівню моделі OSI, забезпечує переміщення пакетів у межах складової мережі, утвореної об'єднанням безлічі мереж. Протоколи мережного рівня підтримують інтерфейс з вищим транспортним рівнем, отримуючи від нього запити на передачу даних по складовій мережі, а також з нижчим рівнем мережевих інтерфейсів, про функції якого ми розповімо далі.

Основним протоколом мережного рівня є міжмережевий протокол (Internet Protocol, IP). У його завдання входить просування пакета між мережами - від одного маршрутизатора до іншого, доки пакет не потрапить у мережу призначення. На відміну від протоколів прикладного і транспортного рівнів протокол IP розгортається як на хостах, а й у всіх шлюзах. Протокол IP – це дейтаграмний протокол, який працює без встановлення з'єднань за принципом доставки з максимальними зусиллями.

До мережевого рівня TCP/IP часто відносять протоколи, що виконують допоміжні функції щодо IP. Це, перш за все, протоколи маршрутизації RIP та OSPF, що займаються вивченням топології мережі, визначенням маршрутів та складанням таблиць маршрутизації, на підставі яких протокол IP переміщує пакети у потрібному напрямку. З цієї ж причини до мережного рівня можуть бути віднесені ще два протоколи: протокол міжмережевих керуючих повідомлень (Internet Control Message Protocol, ICMP), призначений для передачі маршрутизатором джерелу інформації про помилки, що виникли під час передачі пакета, та протокол групової адресації (Internet Group Management Protocol , IGMP), що використовується для направлення пакета відразу за декількома адресами.

Ідеологічною відмінністю архітектури стека TCP/IP від ​​багаторівневої організації інших стеків є інтерпретація функцій найнижчого рівня - рівня мережевих інтерфейсів.

Нижні рівні моделі OSI (канальний та фізичний) реалізують велику кількість функцій доступу до середовища передачі, формування кадрів та узгодження рівнів електричних сигналів, кодування та синхронізації та деякі інші. Всі ці конкретні функції становлять суть таких протоколів обміну даними, як Ethernet, Token Ring, PPP, HDLC та багатьох інших.

У нижнього рівня стека TCP/IP завдання значно простіше - він відповідає лише за організацію взаємодії з технологіями мереж, що входять до складової мережі. TCP/IP розглядає будь-яку мережу, що входить до складової мережі, як транспортування пакетів до наступного на шляху маршрутизатора.

Завдання забезпечення інтерфейсу між технологією TCP/IP та будь-якою іншою технологією проміжної мережі спрощено можна звести:

до визначення способу упаковки (інкапсуляції) IP-пакета в одиницю даних проміжної мережі;

визначення способу перетворення мережевих адрес в адреси технології даної проміжної мережі.

Такий підхід робить складову мережа TCP/IP відкритої для увімкнення будь-якої мережі, яку б внутрішню технологію передачі даних ця мережа не використовувала. Для кожного нової технологіїмають бути розроблені власні інтерфейсні засоби. Отже, функції цього рівня не можна визначити раз і назавжди.

Рівень мережних інтерфейсіву стеку TCP/IP не регламентується. Він підтримує усі популярні технології; для локальних мереж – це Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, для глобальних мереж – протоколи двоточкових з'єднань SLIP та РРР, технології Х.25, Frame Relay, ATM.

Зазвичай, при появі нової технології локальних або глобальних мереж вона швидко включається в стек TCP/IP шляхом розробки відповідного документа RFC, що визначає метод інкапсуляції IP-пакетів у її кадри (наприклад, специфікація RFC 1577, що визначає роботу протоколу IP через мережі ATM, з'явилася в 1994 невдовзі після прийняття основних стандартів ATM).

Кожен комунікаційний протокол оперує деякою одиницею даних, що передаються. Назви цих одиниць іноді закріплюються стандартом, а найчастіше просто визначаються традицією. У стеку TCP/IP багато років існування утворилася усталена термінологія у цій галузі (рис. 4.15).

Потоком даних, або просто потоком називають дані, що надходять від додатків на вхід протоколів транспортного рівня - TCP і UDP.

Протокол TCP «нарізає» із потоку даних сегменти.

Рис. 4.15. Назви PDU у TCP/IP

Одиницю даних протоколу UDP часто називають дейтаграмою, або датаграмою. Дейтаграма- це загальна назва одиниць даних, якими оперують протоколи без встановлення з'єднань. До таких протоколів відноситься і протокол IP, тому його одиницю даних називають дейтаграмою. Проте дуже часто використовується й інший термін – пакет.

У стеку TCP/IP прийнято називати кадрами, чи фреймами, одиниці даних будь-яких технологій, у яких упаковуються IP-пакети для подальшого перенесення їх через мережі складової мережі. При цьому немає значення, яка назва використовується для цієї одиниці даних у технології складової мережі. Для TCP/IP кадром є кадр Ethernet, і осередок ATM, і пакет Х.25, оскільки вони виступають у ролі контейнера, у якому IP-пакет переноситься через складову мережу.

Стек NetBIOS/SMB

Фірми Microsoft і IBM спільно працювали над мережними засобами персональних комп'ютерівтому стек протоколів NetBIOS/SMB є їх спільним дітищем. Кошти NetBIOS з'явилися 1984 року як мережне розширення стандартних функцій базової системивведення/виводу (BIOS) IBM PC для мережевої програми PC Network фірми IBM, яка на прикладному рівні (рис. 3) використовувала для реалізації мережевих сервісівпротокол SMB.

Рис. 3. Стек NetBIOS/SMB

Протокол NetBIOSпрацює на трьох рівнях моделі взаємодії відкритих систем: мережевому, транспортному та сеансовому. NetBIOS може забезпечити сервіс вищого рівня, ніж протоколи IPX і SPX, проте має здатність до маршрутизації. Таким чином, NetBIOS не є мережевим протоколом у строгому значенні цього слова. NetBIOS містить багато корисних мережевих функцій, які можна віднести до мережного, транспортного та сеансового рівнів, проте з його допомогою неможлива маршрутизація пакетів, тому що в протоколі обміну кадрами NetBIOS не вводиться таке поняття як мережа. Це обмежує застосування протоколу NetBIOS локальними мережами, які не розділені на підмережі. NetBIOS підтримує як дейтаграмний обмін, і обмін із встановленням з'єднань.

Протокол SMB, Що відповідає прикладному та представницькому рівням моделі OSI, регламентує взаємодію робочої станції з сервером. У функції SMB входять такі операції:

Управління сесіями. Створення та розрив логічного каналу між робочою станцією та мережевими ресурсамифайлового сервера

Файловий доступ. Робоча станціяможе звернутися до файл-серверу із запитами на створення та видалення каталогів, створення, відкриття та закриття файлів, читання та запис у файли, перейменування та видалення файлів, пошук файлів, отримання та встановлення файлових атрибутів, блокування записів.

Сервіс друку. Робоча станція може ставити файли в чергу для друку на сервері та отримувати інформацію про чергу друку.

Сервіс повідомлень. SMB підтримує просту передачу повідомлень з наступними функціями: надіслати просте повідомлення; надіслати широкомовне повідомлення; надіслати початок блоку повідомлень; надіслати текст блоку повідомлень; надіслати кінець блоку повідомлень; надіслати ім'я користувача; скасувати пересилання; отримати ім'я машини.

Через велику кількість програм, що використовують функції API, що надаються NetBIOS, у багатьох мережних ОС ці функції реалізовані у вигляді інтерфейсу до своїх транспортних протоколів. У NetWare є програма, яка емулює функції NetBIOS на основі протоколу IPX, є програмні емулятори NetBIOS для Windows NT і стека TCP/IP.

Стек TCP/IP

Стек TCP/IP, званий також стеком DoD і стеком Internet, одна із найпопулярніших стеків комунікаційних протоколів. Стек був розроблений з ініціативи Міністерства оборони США (Department of Defence, DoD) для зв'язку експериментальної мережі ARPAnet з іншими сателітними мережами як набір загальних протоколів для різнорідного обчислювального середовища. Мережа ARPA підтримувала розробників та дослідників у військових галузях. У мережі ARPA зв'язок між двома комп'ютерами здійснювався з використанням протоколу Internet Protocol (IP), який і до цього дня є основним у стеку TCP/IP і фігурує у назві стека.

Великий внесок у розвиток стека TCP/IP зробив університет Берклі, реалізувавши протоколи стека у своїй версії ОС UNIX. Широке поширення ОС UNIX призвело і до поширення протоколу IP та інших протоколів стека. На цьому ж стеку працює всесвітня інформаційна мережа Internet, чий підрозділ Internet Engineering Task Force (IETF) робить основний внесок у вдосконалення стандартів стека, що публікуються у формі специфікацій RFC.

Оскільки стек TCP/IP розробили до появи моделі взаємодії відкритих систем ISO/OSI, хоча він також має багаторівневу структуру, відповідність рівнів стека TCP/IP рівням моделі OSI досить умовно.

Структура протоколів TCP/IP наведено малюнку 4. Протоколи TCP/IP діляться на 4 рівня.

Рис. 4. Стек TCP/IP

Найнижчий (рівень IV) – рівень міжмережевих інтерфейсів – відповідає фізичному та канальному рівням моделі OSI. Цей рівень у протоколах TCP/IP не регламентується, але підтримує всі популярні стандарти фізичного та канального рівня: для локальних каналів це Ethernet, Token Ring, FDDI, для глобальних каналів – власні протоколи роботи на аналогових комутованих та виділених лініях SLIP/PPP, які встановлюють з'єднання типу "точка - точка" через послідовні канали глобальних мереж та протоколи територіальних мереж X.25 та ISDN. Розроблено також спеціальну специфікацію, що визначає використання технології ATM як транспорт канального рівня.

Наступний рівень (рівень III) – це рівень міжмережевої взаємодії, який займається передачею дейтаграм з використанням різних локальних мереж, територіальних мереж X.25, ліній спеціального зв'язку тощо. Як основний протокол мережевого рівня (у термінах моделі OSI) у стеку використовується протокол IP, який спочатку проектувався як протокол передачі пакетів у складових мережах, що з великої кількості локальних мереж, об'єднаних як локальними, і глобальними зв'язками. Тому протокол IP добре працює в мережах зі складною топологією, раціонально використовуючи наявність у них підсистем та економно витрачаючи пропускну здатністьнизькошвидкісних ліній зв'язку. Протокол IP є дейтаграмним протоколом.

До рівня міжмережевої взаємодії відносяться і всі протоколи, пов'язані зі складанням та модифікацією таблиць маршрутизації, такі як протоколи збору маршрутної інформації RIP(Routing Internet Protocol) та OSPF(Open Shortest Path First), а також протокол міжмережевих керуючих повідомлень ICMP(Internet Control Message Protocol). Останній протокол призначений для обміну інформацією про помилки між маршрутизатором та шлюзом, системою-джерелом та системою-приймачем, тобто для організації зворотнього зв'язку. За допомогою спеціальних пакетів ICMP повідомляється про неможливість доставки пакета, про перевищення часу життя або тривалість складання пакету з фрагментів, про аномальні величини параметрів, про зміну маршруту пересилання та типу обслуговування, стан системи тощо.

Наступний рівень (рівень ІІ) називається основним. На цьому рівні функціонують протокол керування передачею TCP(Transmission Control Protocol) та протокол дейтаграм користувача UDP(User Datagram Protocol). Протокол TCP забезпечує стійке віртуальне з'єднання між віддаленими прикладними процесами. Протокол UDP забезпечує передачу прикладних пакетівдейтаграмним методом, тобто без встановлення віртуального з'єднання і тому вимагає менших накладних витрат, ніж TCP.

Верхній рівень (рівень І) називається прикладним. За довгі роки використання у мережах різних країн та організацій стек TCP/IP накопичив велику кількість протоколів та сервісів прикладного рівня: протокол копіювання файлів FTP, протоколи дистанційного керування telnet та ssh, поштовий протокол SMTP, гіпертекстові послуги доступу до віддаленої інформації, такі як WWW та багато інших. Коротко зупинимося на деяких протоколах стека, найбільш тісно пов'язаних з тематикою даного курсу.

Протокол SNMP(Simple Network Management Protocol) використовується для організації мережевого управління. Проблема управління поділяється тут на два завдання. Перше завдання пов'язані з передачею інформації. Протоколи передачі керуючої інформації визначають процедуру взаємодії сервера з програмою-клієнтом, що працює на хості адміністратора. Вони визначають формати повідомлень, якими обмінюються клієнти та сервери, а також формати імен та адрес. Друге завдання пов'язане з контрольованими даними. Стандарти регламентують, які дані повинні зберігатися та накопичуватися у шлюзах, імена цих даних та синтаксис цих імен. У стандарті SNMP визначено специфікацію інформаційної базиданих управління мережею. Ця специфікація, відома як база даних MIB (Management Information Base), визначає елементи даних, які хост або шлюз повинен зберігати, і допустимі операції над ними.

Протокол пересилання файлів FTP(File Transfer Protocol) реалізує віддалений доступ до файлу. Для того, щоб забезпечити надійну передачу, FTP використовує як транспорт протокол з встановленням з'єднань - TCP. Крім пересилання файлів протокол, FTP пропонує інші послуги. Так користувачеві надається можливість інтерактивної роботи з віддаленою машиною, наприклад, він може роздрукувати вміст її каталогів, FTP дозволяє користувачеві вказувати тип і формат даних, що запам'ятовуються. Нарешті, FTP виконує автентифікацію користувачів. Перш ніж отримати доступ до файлу, відповідно до протоколу користувачі повинні повідомити своє ім'я та пароль.

У стеку TCP/IP протокол FTP пропонує найбільш широкий набір послуг для роботи з файлами, однак він є найскладнішим для програмування. Програми, яким не потрібні всі можливості FTP, можуть використовувати інший, більш економічний протокол - найпростіший протокол пересилання файлів TFTP(Trivial File Transfer Protocol). Цей протокол реалізує лише передачу файлів, причому як транспорт використовується більш простий, ніж TCP, протокол без встановлення з'єднання - UDP.

Протокол telnetзабезпечує передачу потоку байтів між процесами, а також між процесом та терміналом. Найчастіше цей протокол використовується для емуляції терміналу віддаленої ЕОМ.

Транспортний рівень (Transport Layer - TL)визначає правила транспортування пакетів через мережу. Транспортний рівень спостерігає за доставкою з кінця до кінця індивідуальних пакетів, він не враховує жодних залежностей між цими пакетами (навіть належать до одного повідомлення). Він обробляє кожен пакет начебто кожна частина належала окремому повідомленнюнезалежно від того, так це насправді чи ні. Протоколи транспортного рівня гарантують, що всі повідомлення прибувають у кінцевий пункт непошкодженими та пакети розміщуються у початковому порядку. На транспортному рівні здійснюється контроль порушення інформації та контроль помилок, а також управління потоком по всьому тракту "джерело - пункт призначення".

Транспортний рівень виконує такі завдання:

• Адресація точки сервісу. Комп'ютери часто виконують кілька програм одночасно. З цієї причини доставка "джерело - пункт призначення" означає доставку не тільки від одного комп'ютера до наступного, але також від заданого процесу (функціонуючої програми) на одному комп'ютері до заданого процесу (функціонуючої програми) на іншому. Тому заголовок транспортного рівня повинен включати тип адреси, яка називається адреса сервісної точки (або адреса порту). Мережевий рівень доставляє кожен пакет на коректну адресу комп'ютера; транспортний рівень доставляє повне повідомлення до коректного процесу цьому комп'ютері.
• Сегментація та повторне складання. Повідомлення розділене на сегменти, що транспортуються, кожен сегмент містить порядковий номер. Ці номери дають можливість транспортному рівню після досягнення пункту призначення правильно повторно зібрати повідомлення та замінювати пакети, які були втрачені у передачі.
• Управління підключенням. Транспортний рівень може бути орієнтований на роботу без встановлення з'єднання (connectionless transfer) або орієнтований на підключення (connection-oriented transfer) – дейтаграмний режим. Транспортний рівень без встановлення з'єднання (за попередньо встановленим віртуальним з'єднанням) обробляє кожен сегмент як незалежний пакет і постачає його транспортному рівню в машині пункту призначення. Орієнтований на підключення транспортний рівень перед поставкою пакетів встановлює з'єднання з транспортним рівнем в комп'ютері пункту призначення. Після того, як всі дані передані, підключення закінчується.

  У режимі, не орієнтованому на з'єднання, транспортний рівень використовується передачі одиночних дейтаграмм, не гарантуючи їх надійну доставку. Режим, орієнтований з'єднання, застосовується для надійної доставки даних.

• Управління потоком. Подібно до рівня ланки передачі даних, транспортний рівень відповідає за управління потоком. Однак керування потоком на цьому рівні виконується від "кінця кінця".
• Контроль помилок. Подібно до рівня ланки передачі даних, транспортний рівень відповідає за контроль помилок. Транспортний рівень передачі засвідчується, що повне сполучення досягло транспортного рівня прийому без помилки (пошкодження, втрати чи дублювання). Виправлення помилки зазвичай відбувається за допомогою повторної передачі.

Рівень сеансу (Session Layer SL)- Мережевий контролер діалогу. Він встановлює, підтримує і синхронізує взаємодію між системами, що зв'язуються.

З допомогою сеансового рівня ( Session Layer ) організується діалог між сторонами, фіксується, яка зі сторін є ініціатором, яка зі сторін активна і як завершується діалог.

Завдання сеансового рівня такі:

• Управління діалогом. Сеансовий рівеньдає можливість двом системам вступати у діалог. Він дозволяє обмін повідомленнями між двома процесами. При цьому можливі режими або напівдуплексний (один шлях одночасно), або дуплексний (два шляхи одночасно). Наприклад, діалог між терміналом та універсальною ЕОМ може бути напівдуплексним.
• Синхронізація. Сеансовий рівеньдозволяє процесу додавати контрольні точки (точки синхронізації) до потоку даних. Наприклад, якщо система надсилає файл із 2 000 сторінок, бажано вставити контрольні точки після кожних 100 сторінок, щоб гарантувати, що кожен модуль зі 100 сторінками отримано та розпізнається незалежно. У цьому випадку, якщо трапляється порушення протягом передачі сторінки 523, єдина сторінка, яку потрібно і яка буде знову надіслана після системного відновлення- сторінка 501 (перша сторінка п'ятої сотні)

Рівень вистави (Presentation Layer)займається формою надання інформації нижчих рівнів, наприклад, перекодуванням або шифруванням інформації.

Завдання рівня представлення такі:

• Перекодування інформації. Процеси (які функціонують програми) у двох системах зазвичай змінюють інформацію у формі символьних рядків, чисел і так далі. Інформація, перед тим, як бути передана, повинна бути змінена на потоки біт. Оскільки різні комп'ютери використовують різні системи кодування, рівень уявленнявідповідає за здатність до взаємодії між цими різними методами кодування. Рівень виставиу передавачі змінює інформацію від форми, що залежить від передавача, у загальну форму. Рівень виставиу комп'ютері прийому замінює загальний формат у формат приймача.
• Шифрування. Щоб доставляти конфіденційну інформацію, система має забезпечити таємність. Шифрування означає, що передавач перетворює початкову інформацію в іншу форму і надсилає результуюче повідомлення по мережі. Розшифровка має бути повністю протилежною початковому процесу, щоб перетворити повідомлення назад до його початкової форми.
• Стиснення. Стиснення даних зменшує кількість бітів, що містилися в інформації. Стиснення даних стає особливо важливим у передачі мультимедіа, таких як текст, аудіо та відео.

Прикладний рівень (Application Layer – AL)- це набір протоколів, якими обмінюються віддалені вузли, що реалізують одну й ту саму задачу (програму). Прикладний рівеньдає можливість користувачеві (людині або програмному забезпеченню) звертатися до мережі. Він забезпечує інтерфейси користувача та підтримку послуг - електронної пошти, віддаленого доступута переведення коштів, загальнодоступного управління бази даних та інших типів розподілених інформаційних служб.

Приклади послуг, що надаються прикладним рівнем:

• Мережевий віртуальний термінал. Мережевий віртуальний термінал – програмна версія фізичного терміналу, він дозволяє користувачеві увійти у віддалений хост. Щоб зробити це, програма створює програмну імітацію терміналу у віддаленому хості. Комп'ютер користувача спілкується з програмним терміналом, який у свою чергу спілкується з хостом, і навпаки. Віддалений хост визначає цей зв'язок як зв'язок з одним з його власних терміналів та дозволяє вхід.
• Передача файлів, доступ та керування. Ця програма дозволяє користувачеві звертатися до файлів у віддаленому хості, щоб змінювати або читати дані, вилучати файли з віддаленого комп'ютерадля використання на місцевому комп'ютері та адмініструвати або керувати файлами на віддаленому комп'ютері.
• Послуги пошти. Ця програма забезпечує базу для передачі та зберігання електронної пошти.
• Послуги каталогу. Ця програма забезпечує розподілені джерела бази даних та доступ до глобальної інформації про різні об'єкти та послуги.

Стек протоколів Інтернету

Стек протоколів мережі Інтернет2 був розроблений до моделі OSI. Тому рівні в стеку протоколів Інтернету не відповідають аналогічним рівням моделі OSI . Стек протоколів Інтернету складається з п'яти рівнів: фізичної, ланки передачі даних, мережі, транспортного та прикладного. Перші чотири рівні забезпечують фізичні стандарти, мережевий інтерфейс, міжмережеву взаємодію та транспортні функції, які відповідають першим чотирьом рівням моделі OSI. Три найвищих рівня моделі OSI представлені в стеку протоколів Інтернету єдиним рівнем, званим прикладним рівнем рис. 1.3.

Рис. 1.3.

У цій статті будуть розказані основи моделі TCP/IP. Для кращого розуміння описані основні протоколи та служби. Головне – не поспішати та намагатися розуміти кожну річ поетапно. Всі вони взаємопов'язані і без розуміння однієї, важко буде зрозуміти іншу. Тут скомпонована дуже поверхова інформація, так що цю статтю можна назвати «стеком протоколів TCP/IP для чайників». Однак, багато речей тут не такі складні для розуміння, як може здатися на перший погляд.

TCP/IP

Стек TCP/IP - мережна модель передачі у мережі, вона визначає порядок взаємодії пристроїв. Дані надходять на канальний рівень та обробляються по черзі кожним рівнем вище. Стек представлений у вигляді абстракції, яка пояснює принципи обробки та прийому даних.

Стек протоколів мережі TCP/IP має 4 рівня:

1. Канальний (Link).
2. Мережевий (Internet).
3. Транспортний (Transport).
4. Прикладна (Application).

Прикладний рівень

Прикладний рівень забезпечує можливість взаємодії між додатком та іншими рівнями стека протоколів, аналізує та перетворює інформацію, що надходить у формат, що підходить для програмного забезпечення. Є найближчим до користувача і взаємодіє безпосередньо з ним.

• HTTP;
• SMTP;

Кожен протокол визначає власний порядок та принципи роботи з даними.

HTTP (HyperText Transfer Protocol) призначений передачі даних. По ньому відправляються, наприклад, документи у форматі HTML, які є основою веб-сторінки. Спрощено схема роботи представляється як "клієнт - сервер". Клієнт відправляє запит, сервер приймає, належним чином обробляє і повертає кінцевий результат.

Служить стандартом передачі файлів у мережі. Клієнт посилає запит на файл, сервер шукає цей файл у своїй базі і при успішному виявленні відправляє його як відповідь.

Використовується для надсилання електронної пошти. SMTP-операція включає три послідовні кроки:

1. Визначення адреси відправника. Це необхідне повернення листів.
2. Визначення отримувача. Цей крок може повторюватися кілька разів при вказівці кількох адресатів.
3. Визначення вмісту повідомлення та надсилання. В якості службової інформаціїпередаються дані про тип повідомлення. Якщо сервер підтверджує готовність прийняти пакет, відбувається сама транзакція.

Заголовок (Header)

У заголовку містяться службові дані. Важливо розуміти, що вони призначаються лише для конкретного рівня. Це означає, що як тільки пакет відправиться до одержувача, то буде оброблений там за такою ж моделлю, але у зворотному порядку. Вкладений заголовок нестиме спеціальну інформацію, яка може бути оброблена тільки певним чином.

Наприклад, заголовок, вкладений на транспортному рівні, з іншого боку може бути оброблений лише транспортним рівнем. Інші просто його проігнорують.

Транспортний рівень

На транспортному рівні отримана інформація обробляється як єдиний блок незалежно від вмісту. Отримані повідомлення діляться на сегменти, до них додається заголовок, і це надсилається нижче.

Протоколи передачі:

Найпоширеніший протокол. Він відповідає за гарантовану передачу даних. При відправленні пакетів контролюється їхня контрольна сума, процес транзакції. Це означає, що інформація дійде «у цілості та безпеці» незалежно від умов.

UDP (User Datagram Protocol) – другий за популярністю протокол. Він також відповідає за передачу даних. Відмінна властивість криється у його простоті. Пакети просто вирушають, не створюючи особливого зв'язку.

TCP чи UDP?

Кожен із цих протоколів має свою область застосування. Вона логічно обумовлена ​​особливостями роботи.

Основна перевага UDP полягає у швидкості передачі. TCP є складним протоколом з безліччю перевірок, тоді як UDP є більш спрощеним, отже, і швидше.

Нестача криється у простоті. Через відсутність перевірок не гарантується цілісність даних. Таким чином, інформація просто відправляється, а всі перевірки та подібні маніпуляції залишаються за додатком.

UDP використовується, наприклад, для перегляду відео. Для відеофайлу не критична втрата невеликої кількості сегментів, у той час як швидкість завантаження є найважливішим фактором.

Однак, якщо необхідно надіслати паролі або реквізити банківської картки, то необхідність використання TCP очевидна. Втрата навіть наймізернішої частини даних може призвести до катастрофічних наслідків. Швидкість у цьому випадку не така важлива, як безпека.

Мережевий рівень

Мережевий рівень отриманої інформації утворює пакети і додає заголовок. Найбільш важливою частиною даних є IP та MAC-адреси відправників та одержувачів.

IP-адреса (Internet Protocol address) - логічна адреса пристрою. Містить інформацію про розташування пристрою в мережі. Приклад запису: .

MAC-адреса (Media Access Control address) - фізична адреса пристрою. Використовується для ідентифікації. Надається мережевого обладнанняна етапі виготовлення. Представлений як шестибайтний номер. Наприклад: .

Мережевий рівень відповідає за:

• Визначення маршрутів доставки.
• Передача пакетів між мережами.
• Присвоєння унікальних адрес.

Маршрутизатори – пристрої мережевого рівня. Вони прокладають шлях між комп'ютером та сервером на основі отриманих даних.

Найпопулярніший протокол цього рівня – IP.

IP (Internet Protocol) – інтернет-протокол, призначений для адресації в мережі. Використовується для побудови маршрутів, якими відбувається обмін пакетами. Не має жодних засобів перевірки та підтвердження цілісності. Для забезпечення гарантій доставки використовується TCP, який використовує IP як транспортний протокол. Розуміння принципів цієї транзакції багато в чому пояснює основу, як працює стек протоколів TCP/IP.

Види IP-адрес

У мережах використовуються два види IP-адрес:

1. Громадські.
2. Приватні.

Публічні (Public) використовуються в Інтернеті. Головне правило – абсолютна унікальність. Приклад їх використання - маршрутизатори, кожен з яких має свою IP-адресу для взаємодії з Інтернетом. Така адреса називається публічною.

Приватні не використовуються в Інтернеті. В глобальної мережітакі адреси є унікальними. Приклад – локальна мережа. Кожний пристрій має унікальну в межах цієї мережі IP-адресу.

Взаємодія з мережею Інтернет ведеться через маршрутизатор, який, як було зазначено вище, має свою публічну IP-адресу. Таким чином, всі комп'ютери, підключені до маршрутизатора, представляються в Інтернеті від імені однієї публічної IP-адреси.

IPv4

Найпоширеніша версія інтернет-протоколу. Передує IPv6. Формат запису - чотири восьмибітні числа, розділені точками. Через знак дробу вказується маска підмережі. Довжина адреси – 32 біти. Переважна більшість випадків, коли йдеться про IP-адресу, мають на увазі саме IPv4.

Формат запису: .

IPv6

Ця версія призначена для вирішення проблем попередньою версією. Довжина адреси – 128 біт.

Основна проблема, яку вирішує IPv6 – це вичерпання адрес IPv4. Причини почали виявлятися вже на початку 80-х. Незважаючи на те, що ця проблема вступила в гостру стадію вже в 2007-2009 роках, впровадження IPv6 дуже повільно набирає обертів.

Головна перевага IPv6 – швидше інтернет-з'єднання. Це відбувається через те, що для цієї версії протоколу не потрібна трансляція адрес. Виконується проста маршрутизація. Це менш витратним і, отже, доступ до інтернет-ресурсів надається швидше, ніж в IPv4.

Приклад запису: .

Існує три типи IPv6-адрес:

1. Unicast.
2. Anycast.
3. Multicast.

Unicast – тип одноадресних IPv6. При надсиланні пакет досягає лише інтерфейсу, розташованого на відповідній адресі.

Anycast відноситься до групових IPv6-адрес. Відправлений пакет потрапить до найближчого мережного інтерфейсу. Використовується лише маршрутизаторами.

Multicast є багатоадресними. Це означає, що відправлений пакет досягне всіх інтерфейсів, що є групою мультимовлення. На відміну від broadcast, який є «мовленням для всіх», multicast веде мовлення лише певній групі.

Маска підмережі

Маска підмережі виявляє з IP-адреси підмережу та номер хоста.

Наприклад, IP-адреса має маску . У такому разі формат запису виглядатиме так. Число «24» – це кількість біт у масці. Вісім біт дорівнює одному октету, який може називатися байтом.

Якщо докладніше, то маску підмережі можна представити в двійковій системічислення в такий спосіб: . У ній є чотири октети, і запис складається з «1» та «0». Якщо скласти кількість одиниць, то матимемо у сумі «24». На щастя, рахувати по одиниці не обов'язково, адже в одному октеті – 8 значень. Бачимо, що три з них заповнені одиницями, складаємо та отримуємо «24».

Якщо говорити саме про маску підмережі, то в двійковому уявленні вона має в одному октеті або одиниці, або нулі. При цьому послідовність така, що спочатку йдуть байти з одиницями, а потім з нулями.

Розглянемо маленький приклад. Є IP-адреса і маска підмережі. Вважаємо та записуємо: . Тепер зіставляємо маску з IP-адресою. Ті октети маски, у яких усі значення дорівнюють одиниці (255), залишають відповідні їм октети в IP-адресі без зміни. Якщо ж значення нулі (0), то октети в IP-адресі також стають нулями. Таким чином, у значенні адреси підмережі отримуємо .

Підсіти та хост

Підмережа відповідає за логічний поділ. По суті це пристрої, що використовують одну локальну мережу. Визначається діапазоном IP-адрес.

Хост - це адреса мережного інтерфейсу ( мережевий карти). Визначається із IP-адреси за допомогою маски. Наприклад: . Так як перші три октети - підсіти, то залишається . Це номер хоста.

Діапазон адрес хоста - від 0 до 255. Хост під номером «0» є, власне, адресою самої підмережі. А хост під номером «255» є широкомовним.

Адресація

Для адресації в стеку протоколів TCP/IP використовуються три типи адрес:

1. Локальні.
2. Мережеві.
3. Доменні імена.

Локальними називаються MAC-адреси. Вони використовуються для адресації таких технологій локальної мережі як, наприклад, Ethernet. У контексті TCP/IP слово "локальні" означає, що вони діють лише в межах підмережі.

Мережевою адресою в стеку протоколів TCP/IP є IP-адреса. При надсиланні файлу з його заголовка зчитується адреса одержувача. З його допомогою маршрутизатор дізнається номер хоста та підсіть і, ґрунтуючись на цій інформації, прокладає маршрут до кінцевого вузла.

Доменні імена - це зручні для читання адреси веб-сайтів в Інтернеті. Веб-сервера в Інтернеті доступні за публічною IP-адресою. Він успішно обробляється комп'ютерами, проте для людей є надто незручним. Для того, щоб уникнути подібних складнощів, використовуються доменні імена, які складаються з областей, які називаються «доменами». Вони розташовуються у порядку суворої ієрархії, від верхнього рівня до нижнього.

Домен першого рівня подає конкретну інформацію. Загальні (.org, .net) не обмежені будь-якими суворими межами. Зворотна ситуація – з локальними (.us, .ru). Вони, зазвичай, прив'язані територіально.

Домени нижчих рівнів – це все інше. Він може бути будь-якого розміру та містити будь-яку кількість значень.

Наприклад, "www.test.quiz.sg" - коректне доменне ім'я, де "sg" - локальний домен першого (верхнього) рівня, "quiz.sg" - домен другого рівня, "test.quiz.sg" - домен третього рівня. . Доменні імена також можуть називатися іменами DNS.

Встановлює відповідність між доменними іменамита публічною IP-адресою. При наборі доменного імені в рядку браузера DNS виявить відповідну IP-адресу та повідомить пристрій. Пристрій обробить цей та поверне його у вигляді веб-сторінки.

Канальний рівень

На канальному рівні визначається взаємозв'язок між пристроєм та фізичним середовищем передачі, додається заголовок. Відповідає за кодування даних та підготовку кадрів для передачі по фізичному середовищу. На цьому рівні працюють мережеві комутатори.

Найпоширеніші протоколи:

1. Ethernet.
2. WLAN.

Ethernet - найпоширеніша технологія провідних локальних мереж.

WLAN – локальна мережа на основі бездротових технологій. Взаємодія пристрою відбувається без фізичних кабельних з'єднань. Приклад найпоширенішого методу – Wi-Fi.

Настроювання TCP/IP для використання статичної IPv4-адреси

Статична IPv4-адреса призначається безпосередньо в налаштуваннях пристрою або автоматично при підключенні до мережі та є постійною.

Для налаштування стека протоколів TCP/IP на використання постійної IPv4-адреси необхідно ввести в консоль команду ipconfig/all та знайти наступні дані.

Настроювання TCP/IP для використання динамічної IPv4-адреси

Динамічна IPv4-адреса використовується якийсь час, здається в оренду, після чого змінюється. Ваш пристрій автоматично підключається до мережі.

Щоб настроїти стек протоколів TCP/IP на використання непостійної IP-адреси, необхідно зайти у властивості потрібного з'єднання, відкрити властивості IPv4 і поставити позначки так, як зазначено.

Способи передачі даних

Дані передаються через фізичне середовище трьома способами:

• Simplex.
• Half-duplex.
• Full Duplex.

Simplex – це односторонній зв'язок. Передача ведеться лише одним пристроєм, тоді як інший приймає сигнал. Можна сказати, що інформація транслюється лише в одному напрямку.

Приклади симплексного зв'язку:

• Телемовлення.
• Сигнал від супутників GPS.

Half-duplex – це двосторонній зв'язок. Однак лише один вузол може передавати сигнал у певний момент часу. При цьому два пристрої не можуть одночасно використовувати один канал. Повноцінна може бути неможлива фізично або призводити до колізій. Йдеться про те, що вони конфліктують за середовище передачі. Цей режим застосовується під час використання коаксіального кабелю.

Приклад напівдуплексного зв'язку - спілкування по рації однією частоті.

Full Duplex – повноцінний двосторонній зв'язок. Пристрої можуть одночасно транслювати сигнал і робити прийом. Вони не конфліктують за середовище передачі. Цей режим застосовується під час використання технології Fast Ethernet та підключення за допомогою крученої пари.

Приклад дуплексного зв'язку - спілкування по телефону через мобільну мережу.

TCP/IP vs OSI

Модель OSI визначає принципи передачі. Рівні стека протоколів TCP/IP прямо відповідають цій моделі. На відміну від чотирирівневого TCP/IP має 7 рівнів:

1. Фізичний (Physical).
2. Канальний (Data Link).
3. Мережевий (Network).
4. Транспортний (Transport).
5. Сеансовий (Session).
6. Представницький (Presentation).
7. Прикладна (Application).

В Наразіне варто сильно заглиблюватися в цю модель, але необхідно хоч поверхове розуміння.

Прикладний рівень у моделі TCP/IP відповідає трьом верхнім рівням OSI. Усі вони працюють із додатками, тому можна чітко простежити логіку такого об'єднання. Така узагальнена структура стеку протоколів TCP/IP сприяє полегшеному розумінню абстракції.

Транспортний рівень залишається без змін. Виконує однакові функції.

Мережевий рівень також не змінено. Виконує ті самі завдання.

Канальний рівень TCP/IP відповідає двом останнім рівням OSI. Канальний рівень встановлює протоколи передачі через фізичне середовище.

Фізичний є власне фізичний зв'язок - електричні сигнали, конектори тощо. У стеку протоколів TCP/IP було вирішено об'єднати ці два рівні в один, тому що вони працюють з фізичним середовищем.