Сетевые протоколы и службы

Лекция 8. Сетевые протоколы и службы.

Если сравнивать сетевое оборудование с костями и тканями организма, а сигналы, проходящие по сети, с кровью, то сетевые протоколы и службы следует назвать мозгом сети. Протоколы указывают сетевым устройствам, что они должны делать. Другими словами, протоколы управляют сетью так же, как мозг управляет телом.

Сетевые протоколы представляют собой наборы логических правил, согласно которым работает сеть. Сетевые службы, например службы разрешения имен или размещения адресов, выполняют специфические функции. Это немного похоже на то, как различные области головного мозга управляют функциями дыхания, речи, зрения и т д.

Существует множество типов сетевых протоколов, работающих на разных уровнях модели OSI. В источниках по сетям персональных компьютеров термином "протокол" часто обозначаются протоколы сетевого и транспортного уровней, т.е. уровней 3 и 4 модели OSI. Чтобы сетевые компьютеры могли сообщаться, они должны использовать общий протокол.

Эти три стандартных стека протоколов поддерживаются большинством операционных систем персональных компьютеров. Каждый из них имеет определенные достоинства и недостатки, зависящие от условий работы локальной сети.

В этой главе рассматриваются также сетевые службы DNS (Domain Name System), WINS (Windows Internet Name Service) и DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Все они работают с протоколом TCP/IP, расширяя его функциональные возможности.

Протокол NetBIOS/NetBEUI

В некоторых источниках можно прочитать, что NetBIOS и NetBEUI — это одно и то же. В недалеком прошлом фактически так и было. Служба NetBIOS (Network Basic Input/Output System) была разработана компанией IBM и применялась компанией Microsoft в ранних реализациях локальных сетей. В то время термин NetBIOS означал как API (Application Programming Interface), так и стек протоколов транспортного и сетевого уровней.

Стек протоколов — это группа из двух или более протоколов, которые работают совместно, причем каждый на своем уровне модели OSI.

В дальнейшем компоненты NetBIOS были разделены на собственно NetBIOS (API) и протокол NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface), включающий протоколы сетевого и транспортного уровней. NetBIOS не определяет кадры или формат передаваемых по сети данных; это делает NetBEUI.

NetBIOS: API

NetBIOS работает с протоколами NetBEUI, IPX/SPX или TCP/IP. С помощью NetBIOS приложения могут взаимодействовать с распространенными интерфейсами программирования, разделяя информацию с приложениями, использующими другие протоколы более низких уровней.

Работая на более высоких уровнях (на уровне приложений модели DoD и на сеансовом уровне модели OSI), NetBIOS поддерживает два режима коммуникации: сеансовый и дейтаграммный.

В сеансовом режиме NetBIOS позволяет устанавливать сеанс соединения между компьютерами с обнаружением ошибок и восстановлением данных. В дейтаграммном режиме индивидуальные сообщения посылаются отдельно. Соединение при этом не устанавливается, поэтому обнаружение и исправление ошибок возлагается на приложение.

NetBIOS содержит также службу имен (т.е. имен NetBIOS), с помощью которых в сети можно идентифицировать компьютеры и приложения.

NetBEUI — самый простой из трех рассматриваемых в этой главе стеков протоколов. Простота делает его самым быстродействующим (в смысле скорости) из этой тройки, однако эта же простота существенно ограничивает его функциональные возможности. В протоколе NetBEUI нет средств логической адресации на сетевом уровне, поэтому его нельзя маршрутизировать из одной сети или подсети в другую. Однако внутри одной локальной сети он работает неплохо. Его легко конфигурировать. Кроме того, NetBEUI можно использовать с маршрутизируемым протоколом, например с TCP/IP. При этом сохраняется преимущество высокого быстродействия NetBEUI внутри локальной сети и появляется возможность коммуникации с компьютерами за пределами локальной сети с помощью TCP/IP.

Протокол IPX/SPX

Протоколы IPX и SPX, работая совместно, обеспечивают маршрутизацию сетевых сообщений. Компания Novell разработала протокол IPX/SPX для серверов и клиентов NetWare, однако его можно использовать и в других операционных системах, например в Windows. Протокол IPX/SPX разрабатывался на основе протоколов XNS (Xerox Network System).

Производительность и легкость конфигурирования IPX/SPX лучше, чем у TCP/IP. Иногда IPX/SPX используют во внутренней локальной сети специально для повышения безопасности: внешние компьютеры, получающие доступ к локальной сети посредством Internet, работают только по протоколу TCP/IP, поэтому они не могут получить доступ к компьютерам локальной сети, работающим с IPX/SPX.

Компания Microsoft поставляет совместимый с IPX/SPX стек протоколов NWLink, реализованный во всех современных операционных системах Windows. Однако по умолчанию NWLink не устанавливается.

Протокол IPX работает на сетевом уровне модели OSI, он относится к протоколам, работающим в режиме без установки соединения. Протокол SPX работает на транспортном уровне модели OSI, он обеспечивает распознавание и сборку пакетов, а также другие службы режима с установкой соединения.

Режим без установки соединения похож на обычную почтовую систему. Человек отправляет по почте письмо с написанным на нем адресом. У него нет возможности убедиться, что письмо дойдет до адресата, однако из предыдущего опыта он знает, что адресат получит письмо почти наверняка. Передать сообщение без установки соединения можно и мистеру Джонсу в нашем предыдущем примере. Допустим, во время вашего звонка Джонса в комнате не оказалось. В этом случае вы просите написать Джонсу записку и положить на его стол. В этом случае у вас тоже нет возможности проверить, получил ли Джонс вашу записку (вернее, возможность есть — можно позвонить еще раз, однако вы не делаете этого, так как знаете, что скорее всего Джонс успешно получил ваше сообщение). Таким образом, вы передали Джонсу сообщение, не устанавливая сеанс соединения.