Лекция 6. Транспортный и прикладной уровни

Лекция 6. Транспортный и прикладной уровни
Функции транспортного уровня
Средства сетевого уровня обеспечивают доставку данных между устройствами в составной сети (компьютерами, маршрутизаторами и т. д.). Однако на одном узле может
функционировать параллельно несколько программ, которым требуется доступ к сети.
Следовательно, данные внутри компьютерной системы должны распределяться между
программами.
Поэтому, при передачи данных по сети недостаточно просто адресовать конкретный
узел. Необходимо также идентифицировать программу получателя, что невозможно осуществить средствами сетевого уровня.
Средствами сетевого уровня нельзя также обнаружить потерю каких-либо данных.
Обеспечение целостности передаваемых данных прерогатива транспортного уровня. Таким образом, транспортный уровень решает две основные задачи:
 обеспечение доставки данных между конкретными программами, функционирующими на разных узлах сети;

обеспечение гарантированной доставки массивов данных
Для идентификации программ протоколы транспортного уровня в сети Интернет (TCP),
используют уникальные числовые значения, так называемые номера портов. Номера
портов назначаются программам в соответствии с ее функциональным назначением.
Например, программное обеспечение WWW использует TCP-порт 80, модули протокола FTP – порт-21. Комбинация IP-адреса и номера порта позволяют однозначно идентифицировать программу в сети Интернет. Такой комбинированный адрес называется
сокетом (socket)/
Гарантированная доставка
Принцип гарантированной доставки основан на том, что передающий компьютер всегда «знает», были ли доставлены данные получателю или нет. Это обеспечивается тем,
что принимающий компьютер подтверждает успешный прием данных.
Протокол TCP
Протокол TCP (Transmission Control Protocol) является транспортным протоколом стека
протоколов TCP/IP . Протокол предоставляет программам, использующим его, возможность передачи непрерывного потока данных.
Данные, подлежащие отправке в сеть, разбиваются на порции, каждая из которых
снабжается служебной информацией, то есть формируются пакеты данных. В терминологии TCP пакет называется сегментом. В соответствии с функциональным назначением
протокола структура TCP-сегмента предполагает наличие следующих информационных
полей:
 номер порта-отправителя и номер порта-получателя – номера портов,
идентифицирующие программы, между которыми осуществляется взаимодействие;

поля, предназначенные для обеспечения гарантированной доставки и т. д.
Прикладной уровень
На прикладном уровне работает большинство сетевых приложений.
Эти программы имеют свои собственные протоколы обмена информацией, например,
HTTP для WWW, FTP (передача файлов), SMTP (электронная почта), SSH (безопасное
соединение с удалённой машиной), DNS (преобразование символьных имён в IP-адреса)
и многие другие.
К функциям прикладного протокола относятся формирование запросов на получение
документа, проверка прав доступа, также определение порядка пересылки файлов и уведомлений об изменении документа.
Технология клиент-сервер
Для организации работы пользователей сети с информационными ресурсами, распределенными по различным компьютерам, необходимы три составляющих:

Программа, установленная на компьютере пользователя, которая может осуществлять сетевой запрос с целью получения объекта, и предназначенная для
его обработки (например, просмотра, изменения или печати документа);

Программа, установленная, на компьютере, где расположен информационный
объект, которая может осуществлять по запросу поиск и пересылку объекта, а
также упорядочивание доступа к нему нескольких пользователей;

Правила (протоколы) взаимодействия между этими программами.
Технология взаимодействия, в которой одна программа запрашивает выполнение какой-либо совокупности действий («запрашивает услугу»), а другая ее выполняет, называется технологией «клиент-сервер». Часто клиентом (или сервером) называют компьютеры, на которых функционирует то или иное клиентское (или серверное) программное
обеспечение.
Понятие сервиса
Иногда для реализации работы с объектами того или иного информационного ресурса
одной пары программ (клиента и сервера) недостаточно. Примером является работа
электронной почты, когда отправка почтовых сообщений обеспечивается с помощью протокола одного типа (SMTP), а доставка сообщений получателю – с помощью протоколов
других типов (POP3). Комплекс программ и протоколов, обеспечивающих пользователю
возможность работы с информационными объектами какого-либо информационного ресурса или нескольких ресурсов, является одной из составляющих такого понятия как сетевой сервис или служба.
Каждый сервис представляет собой совокупность следующих компонентов:

информационного ресурса – совокупности информационных объектов, например, документов, которые используются человеком;

программы-клиента, устанавливаемой на компьютерах пользователей, и обеспечивающей возможность работы с информационными объектами, расположенными на различных компьютерах сети;

набор программ-серверов, осуществляющих обработку запросов клиентского
программного обеспечения и управляющих информационными объектами;

набор протоколов взаимодействия клиентского программного обеспечения с
серверами.
Основные сервисы Интернет
Наиболее известными являются:

электронная почта (e-mail), обеспечивающая возможность обмена сообщениями
одного человека с одним или несколькими абонентами;

телеконференции, или группы новостей (usenet), обеспечивающие возможность
коллективного обмена сообщениями;

сервис FTP – система файловых архивов, обеспечивающая хранение и пересылку файлов различных типов;

сервис Telnet, предназначенный для управления удаленными компьютерами в
терминальном режиме;

World Wide Web – гипертекстовая система, предназначенная для интеграции
различных сетевых ресурсов в единое информационное пространство;

сервис DNS – или система доменных имен, обеспечивающий возможность использования для адресации узлов сети мнемонических имен вместо числовых
адресов;

сервис IRC, предназначенный для поддержки текстового общения в реальном
времени (chat);
Перечисленные выше сервисы относятся к стандартным. Это означает, что принципы
построения клиентского и серверного программного обеспечения, а также протоколы
взаимодействия сформулированы в виде международных стандартов.
Наряду со стандартными сервисами существуют и нестандартные, представляющие
собой оригинальную разработку той или иной компании. Например, Интернетпейджеры – ICQ, AOI; системы Интернет-телефонии, трансляции радио и видео и т. д.
важной особенностью таких систем является отсутствие международных стандартов,
что может привезти к возникновению технических конфликтов с другими подобными
сервисами.