Передача данных по сети

Методические указания к лабораторной работе № 2

Анализ протоколов с помощью Wireshark (Ethereal)

Цель работы

Цель работы состоит в том, чтобы получить точную картину и вложенность сетевых протоколов в сети Ethernet-TCP/IP.

2. Архитектура семейства протоколов TCP/IP

Несмотря на отсутствие универсальных правил описания TCP/IP посредством многоуровневой модели, обычно в стеке TCP/IP верхние 3 уровня (прикладной, представительный и сеансовый) модели OSI объединяют в один — прикладной. Поскольку в таком стеке не предусматривается унифицированный протокол передачи данных, функции по определению типа данных передаются приложению. Интерпретация стека TCP/IP обычно содержит от 3 до 5 уровней.

4-хуровневая модель иерархии протоколов TCP/IP.

Важно понимать, что протоколы маршрутизации: RIP, работающий поверх UDP, OSPF, работающий поверх IP, BGP, работающий поверх TCP - функционально принадлежат сетевому уровню, поэтому их невозможно вписать в модель.

Передача данных по сети

Данные передаются вниз по стеку при отправке в сеть и вверх по стеку при получении из сети. Четырехуровневая структура TCP/IP проявляется в способе обработки данных при их прохождении вниз по стеку, от прикладного уровня непосредственно к физической сети. Каждый уровень стека добавляет управляющую информацию, гарантируя корректную доставку. Блок управляющей информации называется заголовком (header), поскольку предшествует передаваемым данным. Каждый уровень интерпретирует всю информацию, полученную от вышележащего уровня, в качестве данных и добавляет к этим данным собственный заголовок. Дополнение информации по доставке на каждом уровне носит название инкапсуляции.

При получении данных происходит обратный процесс. Каждый уровень удаляет соответствующий заголовок и передаёт данные вышележащему уровню. При передаче вверх по стеку информация, получаемая от нижележащих уровней, интерпретируется в качестве заголовка и сопутствующих данных.

Каждому уровню соотвествуют определенные структуры данных. Теоретически уровень не обязан знать о структурах данных, применяемых на соседних уровнях, однако на практике структуры данных уровня проектируются таким образом, чтобы хорошо сочетаться со структурами «соседей», в целях повышения эффективности передачи данных. Тем не менее каждому уровню соответствует собственная структура данных и специальная терминология её описания.

Термины, применяемые на различных уровнях TCP/IP, в отношении передаваемых данных.

На прикладном уровне приложения TCP считают данные потоком (stream), а приложения UPD – сообщением (message).

На транспортном уровне данные TCP хранятся в сегментах (segment), а данные UPD – в пакетах (packet).

Межсетевой уровень рассматривает данные в качестве блоков, называемых дейтаграммами (datagrams).

Многочисленные типы сетей, поверх которых работает TCP/IP, также используют разнообразную терминологию в области передаваемых данных. В большинстве сетей приняты термины пакет или фрейм.

Этой терминологии придерживается и пользовательский интерфейс анализатора Wireshark. Перехваченный на уровне сетевого интерфейса (уровне доступа к сети) блок данных именуется пакетом или фреймом.

Основные протоколы стека TCP/IP

Функциональные уровни TCP/IP и протоколы стека