Mavzu: osi modeli

TCP/IPprotokollar steki haqida umumiy tushuncha
TCP/IP protokoltar steki turli xil tarmoqlarni yagona ma'lumotlar uzatish tizimiga birlashtirilgan transport tizimini yaratish uchun mo'ljallangan ierarxik tartibga ega protokollar to'plamidir. Tarmoqlarning xilma-xilligi OSI modelining fizik va kanal sathlarida "mahalliy" tarmoqlarni qurish texnologiyasidagi farq sifatida tushuniladi. Hozirgi vaqtda TCP/IP protokollari steki Internetdagi asosiy ma'lumotlar uzatish protokollaridir. Stekning nomi asosiy protokollarning nomlaridan kelib chiqqan: TCP (Transmission Control Protocol) uztishlarni boshqarish protokoli va IP (Internet protocol) tarmoqlararo protokol. Ko'pincha birlashtiriladigan tarmoqlarga tarmoq osti deb ataladi va birlashgan tarmoq intertarmoq yoki Internet deb ataladi. Internet protokollarining texnik spetsifikatsiyasi RFC (Request for Comments)ning hujjatlari shaklida chiqariladi. RFCning hujjatlari Internetda, masalan, http://www.rfc-editor.org saytidada chop etiladi.
7.1-rasm. TCP/IP stekining tuzilishi
TCP/IP protokollari steki modeli 4 ta sathdan iborat (RFC 1122).
• Tarmoq interfeyslari sathi “mahalliy” texnologiyalar asosida qurilgan tarmoqlarni murakkab tarmoqlarga birlashtirishni ta’minlaydi. Mahalliy texnologiyalar deganda mahalliy tarmoql (tarmoq osti)larning qurilish texnologiyalari va nuqta-nuqta kanallari tushunliladi. Bu sathning asosiy vazifasi quyidagilar:
• deytagrammalarni qabul qilishga va ularni aniq tarmoq bo’yicha uzatishga javob beradi;
• tarmoq tarkibiga kiruvchi tarmoq texnologiyalarining o’zaro aloqasini tashkil qilishga javob beradi;
OSI modelining fizik va kanal sathlaridan farqli ravishda tarmoq interfeyslari sathi fizik va kanal sathlarida ma’lumotlarni uzatish prinsiplarini aniqlamaydi.
• Tarmoq sathi paketlar harakati uchun marshrutni tanlash va paketlarni deytagrammali usulda uzatishga (bog’lanish o’rnatilmasdan) javob beradi.
Tarmoq sathi protokollari:
• IP (Internet Protocol) asosiy protokol – murakkab tarmoqlarda uzellar orasida paketlarni deytagrammali usulda uzatishni ta’minlab beradi (RFC 791);
• Marshrutlash protokollari – marshrutizatorlarning o’zaro tarmoq konfiguratsiyasi haqidagi ma’lumotlarni almashinishi va marshrutlash jadvalini tuzish uchun mo’ljallangan. Marshrutlash protokollariga misollar: BGP (RFC 4271), OSPF (RFC 2328), RIP (RFC 1058);
• IGMP (Internet Group Management Protocol) guruhini boshqarish protokoli –IP-protokoliga asoslangan tarmoqlarda ma’lumotlarni guruhli (multicast) uzatishni boshqarish uchun mo’ljallangan. IGMP ma’lumotlarni bir vaqtning o’zida tarmoqning bir nechta tugunlariga uzatish uchun foydalaniladi, masalan, tele va radioeshittirishni tashkillashtirish uchun (RFC 3376).
• Tarmoqlararo xabarlarni boshqarish protokoli ICMP (Internet Control Message Protocol) tarmoqda yordamchi vazifani o’ynaydi va u IP protokolni to’ldirishga xizmat qiladi. U paketni uzatishda yuzaga keladigan muammolarni to’g’rilash uchun mo’ljallanmagan: agar paket yo’qolsa, ICMP uni qayta jo’nata olmaydi. ICMP protokolining vazifasi boshqacha bo’lib, u foydalanuvchiga uning paketi bilan yuz bergan nostandart holatlarda xabar berish vositasi hisoblanadi. Bu vaqtda IP protokol paketni uzatadi va u haqida unutadi. ICMP protokol esa tarmoq bo’yicha paket harakatini «kuzatadi» va, agar marshrutizator tomonidan paket tashlab yuborilsa, bu xabar manba-bog’lamaga yetkaziladi. Bu orqali jo’natilgan paket va jo’natuvchi o’rtasida teskari aloqa o’rnatiladi.
Hozirgi vaqtda tarmoqlararo birgalikda harakatlanishni amalga oshiruvchi eng keng tarqalgan protokol IP protokolining 4-versiyasi (IPv4) hisoblanadi. IP-protikolining 6-versiyasi (IPv6) bosqichma-bosqicha joriy etilmoqda.
• Transport sathining asosiy vazifasi amaliy dasturlar o’rtasidagi aloqani ta’minlashdan iborat. Transport sathi axborotlar oqimini boshqaradi va ishonchli uzatilishini ta’minlaydi. Buning uchun to’g’ri qabul qilinganlikni tasdiqlovchi mexanizmdan foydalanilgan bo’lib, yo’qolgan yoki xatolik bilan yetib kelgan paketlar qayta uzatiladi.
Transport pog’onasining asosiy protokollari:
• TCP (Transmission Control Protocol) ulanishni boshqarish protokoli – amaliy jarayonlar o’rtasida xabarlarni ishonchli uzatishni ta’minlab beradi. Ishonchli yetkazib berishni amalga oshirish uchun mantiqiy bog’lanish, uzatilayotgan ma’lumotlarning to’liqligini nazorat qilish, ma’lumotlarni yetkazib berishni nazorat qilish va uzatilayotgan axborot oqimlarini boshqarishdan foydalanadi;
• UDP (User Datagram Protocol) foydalanuvchi diagrammalari protokoli – ma’lumotlarni deytagrammali usulda uzatishni ta’minlaydi, tarmoq pog’onasi va amaliy jarayonlar o’rtasida aloqa vazifasini bajaradi.
• Amaliy pog’ona OSI modeli pog’onalarining yuqori qismiga mos keladi. Bu bosqichda amaliy pog’onada keng foydalaniluvchi servislar amalga oshirilgan: masofadagi tizimlar o’rtasida fayllarni uzatish protokoli (FTP), masofadagi terminalni emulyasiyalash protokoli (Telnet), elektron pochta protokoli, nomlarga ruxsat etish protokoli (DNS), gipermatnni uzatish protokoli (HTTP), IMAP, POP3, SNMP, SMTP, SSH, LDAP. Amaliy dasturlar pog’onasidagi protokollar foydalanuvchining kompyuterlarida joylashadi.
• OSI modeli va kommunikatsion protokollar orasidagi bog’lanishlar
Tarmoq sathi protokollari
Tarmoq sathida 2 xil protokol ishlaydi:
• Tarmoq protokollari – tarmoq orqali paketlarni harakatini yo’lga qo’yadi.
• Marshrutlash protokollari – marshrutizator tarmoqlararo bog’lanishlar topologiyasi to’g’risida axborot to’playdi.
Tarmoq protokoli vazifalariga quyidagilar kiradi:
• Murakkab tarmoqlarning qurilmalari o’rtasidagi paketlar uzatilishi;
• Biron bir me’zon asosida paketlarni uzatish uchun eng muqobil marshrutni aniqlash;
• Kanal pog’onasi protokollarini moslashtirish (murakkab tarmoq miqiyosida).
Tarmoq protokollariga IPv4 va IPv6 protokollari kiradi.
Marshrutlash protokollari
TCP/IP protokollari stekining yo’nalish axborotlari bilan almshishning hamma protokollari adaptiv protokollar sinfiga kiradi. Ular o’z navbatida ikki guruhga bo’lingan, ularning har biri quyidagi algoritmlar turi bilan bog’langan:
• Masofa-vektor algoritmi (Distance Vector Algorithms, DVA);
• Aloqa holati algoritmi (Link State Algorithms, LSA).
Masofa-vektor algoritmida eng ko’p qo’llaniladigan protokol – bu RIP.
Aloqa holati algoritmi protokoli bu – OSPF.
• IPv4 protokoli
IP-protokolining asosiy vazifasi – tarmoq tarkibidagi uzellar orasida paketlarni deytagrammali usulda uzatish. IP-protokoli tarmoq uzellari orasida paketlarni bo’g’anish o’rnatilmasdan yetkazib berishni, yetkazib berishni nazorat qilishni, ma’lumotning to’qliqligini nazorat qilishni va paketlar oqimini boshqarishni ta’minlab beradi (protokol paketni ishonchli yetkazib berishni kafolatlamaydi).
IP-protokolining ma’lumot birligi IP-paket hisoblanadi. IP-paket sarlavha va ma’lumot maydonlaridan tashkil topgan. Sarlavha 20 dan 60 baytgacha hajmga ega bo’ladi va IP-protokolining xizmatchi axborotlarini saqlaydi. Ma’lumotlar maydoni uzatilayotgan ma’lumotni o’zida saqlaydi.
Sarlavha quyidagi maydonlardan iborat:
7.2-rasm. IP-protokoli sarlavhasining tuzilishi
• Versiya (4 bayt) – IP-protokolining versiyasining identifikatori hisoblanadi. IP-protokolining 4-versiyasi (IPv4) hozirgi vaqtda eng keng tarqalgan.
• Sarlavha o’lchami (4 bayt) - qiymati ham 4 bit joy oladi va 32-bitli so’zda o’lchanadi. Odatda sarlavha 20 bayt (beshta 32-bitli so’z) o’lchamga ega bo’ladi, lekin parametrlar maydoniga xizmatchi zaruriy axborotlarni qo’shish hisobiga oshishi mumkin. Sarlavhaning eng katta qiymati 60 baytni tashkil qiladi.
• Servis turi (8 bit) maydoni paketning prioritetini va marshrutni tanlash mezonlarini ko’rsatish uchun mo’ljallangan.
• RFC 791 bilan mos ravishda, “Xizamat turni” maydonining dastlabki 3 biti paketning prioritetini (shoshilinchlik) ko’rsatadi. Bu bitlar 0 (past prioritet)dan 7 (yuqori prioritet)gacha qiymat qabul qiladi. Paket prioritetini hisobga oluvchi marshrutizatorlar, birinchi navbatda yuqori prioritetli paketlarni qayta ishlaydi. Keyingi 3 bit marshrutni tanlash mezonlarini belgilash uchun ishlatiladi.
• 6,7 va 8 qiymatli bitllarni sharhlash uchun variantlar:
• Paket kechikishini minimallashtirish;
• O’tkazish qobiliyatini maksimallashtirish;
• Yetkazib berish ishonchliligini maksimallashtirish.
• Paketning o’lchami (2 bayt) – paketning umumiy o’lchamini blgilash uchun ishlatiladi. Paketning o’lchami bu maydon kengligi bilan chegaralangan va 65535 dan oshib ketmaydi. Ko’pchilik tarmoqlarda 1500 bayt o’lchamli paketlar ishlatiladi (Ethernet II kadrining ma’lumot maydonining maksimal o’lchami).
• Paket identifikatori (2 bayt) - kiruvchi paketni qismlarga (bo’laklarga) ajratish yo’li bilan paketlarni idrok etish uchun foydalaniladi. Bitta paketning barcha qismlari (bo’laklari) bu maydonda bir xil qiymatga ega bo’lishi lozim.
• Bayroqlar – bu maydon paket bo’laklarining belgilarini ko’rsatish uchun ishlatiladi. Maydonning uzunligi 3 bit.
• Bo’laklarni ko’chirish maydoni (13 bit) – qismlarga ajratilmagan boshlang’ich paketning ma’lumot maydoni boshlanishiga nisbatan bu bo’laklarning ma’lumot maydonini siljitish baytda beriladi. Yig’ish/bo’laklashda paket bo’laklaridan foydalaniladi. Ko’chirish qat’iy tarzda 8 baytga karrali bo’lishi kerak.
• Hayot vaqti (8bit) – bu maydon paketning tarmoqqa o’tishi uchun ketadigan belgilangan vaqtni berish uchun foydalaniladi. Paketning hayotiy vaqti sekundda o’lchanadi va manba tomonidan beriladi.
• Protokol (8 bit) – bu paketning ma’lumot maydonida joylashgan axborot qaysi yuqori pog’onadagi protokolga tegishli ekanligini ko’rsatuvchi identifikatordan tashkil topadi. Identifikator qiymati turli xil protokolllar uchun standartga mos holda beriladi. Masalan, 6 raqami paketda TCP xabari, 17 – UDP xabari, 1 – ICMP xabari borligini bildiradi.
• Sarlavhaning nazorat yig’indisi (16 bit) – paket sarlavhasining nazorat yig’indisi qiymati. Bu maydon uzatish jarayonida paket sarlavhasining to’liqligini tekshirish uchun ishlatiladi. Nazorat yig’indisini paket manbasi hisoblaydi va paket o’tadigan har bir marshrutizator tomonidan tekshiriladi va qayta hisoblanadi. Nazorat yig’indisini qayta hisoblash paket sarlavhasi maydoning o’zgarishi bilan bog’liq, masalan, har bir marshrutizator “Hayot vaqti” maydonini o’zgartiradi. Nazorat yig’indisini hisoblashda “Nazorat yig’indisi” maydonining qiymati 0 ga teng deb qabul qilinadi.
• Manba IP-manzili (32 bit) – paket yuborilgan uzel manzili.
• Parameter – bu maydon paketni uzatishning qo’shimcha parametrlarini yoki paketning o’tish marshruti haqidagi yozuvlarni ko’rsatish uchun mo’ljallangan. Maydon zarur hisoblanmaydi va odatda faqat tarmoqni sozlashda ishlatiladi.
• Baravarlash – maydon paket sarlavhasini 32 bitli chegarada baravarlash uchun ishlatiladi.
•
• IPv4 da manzillash
TCP/IP protokollar stekida 3 turdagi manzillar ishlatiladi:
• Mahalliy (qurilmaviy) – tarmoq ostilarida paketlarni yetkazib berish uchun “mahalliy” texnologiyalar tomonidan ishlariladigan manzillar. Misol uchun, Ethernet, FDDI, WiMAX va boshqa tarmoqlardagi MAC-manzillar.
• IPmanzillar – Internetda tarmoq interfeyslarini identifikatsiyalovchi tarmoq bosqichi manzillari. Bu manzillash tizimi universal va bir qiymatli usul bilan asosiy tarmoqning ixtiyoriy interfeysini identifikasiyalash imkonini berishi kerak. Buning hayratlanarli yechimi tarmoqdagi barcha tarkibiy tarmoqlarni noyob raqamlash bo’lib, bundan keyin har bir shunday tarmoqlardagi barcha bog’lamalar raqamlanadi.
• Domen nomlar - kompyuterlarni identifikasiya qilish uchun TCP/IP tarmoqlaridagi apparat-dasturiy ta’minot IP-manzilning sonli ifodalanishiga asoslanadi. Biroq odatda foydalanuvchilar bir muncha qulay belgilar (domenli) kompyuter nomidan foydalanishni afzal ko’rishadi.