Pog’onasining tarixi, pog’onalari, ularning vazifasi, asosiy protokollari, pog’onalarning o’zaro bog’lanishi va xizmatlari. Tcp/ip protokollar steki tarixi

Pog’onasining tarixi, pog’onalari, ularning vazifasi, asosiy protokollari, pog’onalarning o’zaro bog’lanishi va xizmatlari. TCP/IP protokollar steki tarixi.
TCP/IP protokollar steki tarixi. Ushbu ishda bugungi tarmoqlarning ajdodi bo'lgan ARPANET kompyuter tarmog'ida qo'llaniladigan etalon model, shuningdek, uning davomchisi World Wide Web ni ko'rib chiqamiz. ARPANET AQSh Mudofaa vazirligi tomonidan moliyalashtiriladigan tadqiqot tarmog'i edi. Chunki, u ijaraga olingan telefon liniyalari bilan yuzlab universitetlar va hukumat binolarini bog‘lagan. Keyinchalik sun'iy yo'ldosh tarmoqlari va radio tarmoqlari paydo bo'lishi bilan, mavjud protokollar yordamida boshqa tarmoqlarni ular bilan ulashda katta muammolar paydo bo'ldi. Yangi etalon arxitekturaga ehtiyoj paydo bo’ldi. Shunday qilib, turli tarmoqlarni bir butunga birlashtirish qobiliyati boshidanoq asosiy maqsadlardan biri edi. Keyinchalik ushbu arxitektura ikkita asosiy protokolga muvofiq TCP/IP etalon modeli deb nomlandi. Uning birinchi tavsifini Cerf va Kan (1974) kitobida uchratish mumkin, keyinchalik standartga aylantirilgan (Braden, 1989). Modelning konstruktiv xususiyatlari Klarkda, 1988 yilda muhokama qilingan. AQSh Mudofaa vazirligi qimmatli xostlar, marshrutizatorlar va shlyuzlar bir zumda yo'q qilinishi mumkinligidan xavotirlanishgani sababli, yana bir muhim vazifa tarmoqning tarmoq osti uskunalarining mumkin bo'lgan yo'qolishidan omon qolishi va aloqa uzilib qolmasligini ta'minlash edi. Boshqacha qilib aytganda, 72 AQSh Mudofaa vazirligi qabul qiluvchi va uzatuvchi mashinalar ishlayotgan vaqtda, hatto ba'zi bir oraliq mashinalar yoki aloqa liniyalari to'satdan ishdan chiqqan taqdirda ham aloqa uzilmasligini talab qildi. Bundan tashqari, arxitekturadan ma'lum miqdordagi moslashuvchanlik kerak edi, chunki u turli xil talablarga ega bo'lgan ilovalardan, real vaqt rejimida fayllarni uzatishdan to ovozli xabarlarni uzatishgacha foydalanishi kerak edi. Pog’onalari va ularning vazifasi. TCP/IP protokollari steki modeli 4 ta pog’onadan iborat (RFC 1122): tarmoq interfeyslari (kanal) pog’onasi, tarmoq pog’onasi, transport pog’onasi, amaliy pog’ona. Kanal pog’onasi. Yuqorida keltirilgan talablarning barchasi turli tarmoqlarda ishlaydigan aloqa o’rnatmaydigan pog’onada paketli kommutatsiyalanadigan tarmoqni tanlashga olib keldi. Modeldagi eng quyi pog’ona, kanal pog’onasi oldindan aloqa o’rnatmasdan tarmoq po’onasi ehtiyojlarini qondirish uchun ketma-ket liniyalari va klassik Ethernet kabi kanallar qanday va nima qilishi kerakligini tavsiflaydi. Bu so'zning normal ma'nosida umuman pog’ona emas, balki uzatish kanallari va tugunlari o'rtasidagi interfeys. TCP/IP modelidagi dastlabki materiallarda bu haqda kam narsa aytilgan. Tarmoq pog’onasi. Bu talablarning barchasi oldindan aloqa o’rnatishsiz tarmoq pogonasiga asoslangan paketli kommutatsiyalangan tarmoq modelini tanlashga olib keldi. U 5.1-rasmda ko'rsatilgan va OSI dagi tarmoq pog’onasiga taxminan mos keladi. Internet pog’onasi yoki tarmoqlararo pog’ona deb ataladigan ushbu pog’ona butun arxitekturaning asosidir. Uning maqsadi har bir xost paketlarni istalgan tarmoqqa jo'natish va mustaqil ravishda o'z manziliga (masalan, boshqa tarmoqda) o'tish imkonini berishdir. Ular yuborilganidan butunlay boshqacha tartibda ketrishlari mumkin. Agar ketish tartibi talab etilsa, bu vazifa yuqori pog’onalar tomonidan amalga oshiriladi. E'tibor bering, "Internet" so'zi bu erda o'zining asl ma'nosida ishlatilgan, garchi bu pog’ona Internetda mavjud bo'lsa ham. Bu yerda pochta tizimi bilan o'xshashlikni ko'rish mumkin. Bir kishi bir mamlakatdagi pochta qutisiga bir nechta xalqaro xatlarni tashlashi mumkin va omadi kelsa ularning ko’p qismi boshqa mamlakatlardagi to'g'ri manzillarga yetkaziladi. Yo‘lda xatlar bir nechta xalqaro pochta shlyuzlari orqali o‘tishi mumkin, ammo bu pochta xodimlari uchun sir bo‘lib qoladi. Har bir mamlakat (ya'ni, har bir tarmoq) pochta xizmati foydalanuvchilariga ko'rinmaydigan o'z markalari, o'ziga xos konvert o'lchamlari va etkazib berish qoidalariga ega bo'lishi mumkin. 73 Tarmoq pog’onasi rasmiy paket formatini va IP protokolini belgilaydi, qo'shimcha protokol ICMP (Internet Control Message Protocol, tarmoq xabarlarini boshqarish protokoli) deb ataladi. Internet protokolining vazifasi IP-paketlarni o'z manzillariga etkazishdir. Bu erda asosiy e'tibor paketlarni marshrutlash va transport arteriyalarini blokirovka qilishdan qochishdir (garchi IP tirbandlikni oldini olishda samarali ekanligi ko'rsatilmagan). 5.1-rasm. TCP/IP etalon modeli Transport pog’onasi. TCP/IP modelining tarmoq pog’onasi yuqorisidagi pog’ona odatda transport pog’onasi deb ataladi. U xostlar bir xil darajadagi ob'ektlarni qabul qilish va uzatishda OSI modelining transport pog’onasiga o'xshash aloqa o'rnatishi uchun yaratilgan. Ushbu pog’ona ikkita protokol orqali tavsiflanadi. Birinchisi, TCP (Transmission Control Protocol, uzatishlarni nazorat qilish protokoli) ishonchli ulanishga yo'naltirilgan protokol bo'lib, bayt oqimini bir mashinadan internet tarmog'idagi istalgan boshqa mashinaga xatosiz yetkazib berish imkonini beradi. U baytlarning kirish oqimini alohida xabarlarga ajratadi va ularni tarmoq pog’onasiga uzatadi. Belgilangan joyda, qabul qiluvchi TCP jarayoni qabul qilingan xabarlardan chiqish oqimini yig'adi. Bunga qo'shimcha ravishda, TCP tezkor jo'natuvchi sekin qabul qiluvchini ma'lumot bilan to'ldirmasligi uchun oqim nazoratini amalga oshiradi. Bu pog’onadagi ikkinchi protokol UDP (User Dataram Protocol – foydalanuvchi deytagrammalari protokoli) ishonchsiz, ulanishsiz protokol bo‘lib, u TCP ning ketma-ket oqim boshqaruvini ishlatmaydi, lekin o‘zinikini ta’minlaydi. Bundan tashqari, u bir martalik mijoz-server so'rovlarida va ovoz va video kabi tezlik aniqlikdan muhimroq bo'lgan ilovalarda keng qo'llaniladi. IP, TCP va UDP protokollari o'rtasidagi munosabatlar 5.2-rasmda ko'rsatilgan. IP 74 protokoli yaratilganidan beri ushbu protokol boshqa ko'plab tarmoqlarda amalga oshirildi. 5.2-rasm. TCP/IP modeli protokollari va pog’onalari Amaliy pog’ona. TCP/IP modelida seans qatlami va taqdimot pog’onalari mavjud emas. Bu pog’onalar shunchaki kerak emas edi, shuning uchun ular modelga kiritilmagan. Buning o'rniga, amaliy oddiygina barcha seans va ularga kerak bo'lgan ko'rish xususiyatlarini o'z ichiga oladi. OSI modelidagi tajriba bu fikrni to'g'ri ekanligini isbotladi: ko'pchilik ilovalar bu pog’onalarga juda kam ehtiyoj sezadi. Transport pogonasining yuqorisida amaliy pogona joylashgan. U barcha yuqori pog’ona protokollarni o'z ichiga oladi. Eski protokollarga virtual terminal protokoli (TELNET), fayllarni uzatish protokoli (FTP) va elektron pochta (SMTP) kiradi. Yillar davomida boshqa ko'plab protokollar qo'shildi. Biz ko'rib chiqadigan muhimlaridan ba'zilari 5.2-rasmda ko'rsatilgan. Bu DNS (Domain Name Service – domen nomlar xizmati) xost nomlarini tarmoq nomlariga o’zgartirish imkonini beradi, HTTP, World Wide Webda sahifalar yaratish uchun foydalaniladigan protokol va RTP, ovoz yoki filmlar kabi real vaqtda media taqdim etish protokoli kiradi. Yuqorida eslatib o’tilganidek, OSI etalon modelining kuchi – bu model kompyuter tarmoqlarini muhokama qilishg uchun istisno tariqasida foydali ekanligida. Bundan farqli o'laroq, TCP/IP etalon modelining kuchi ko'p yillar davomida keng qo'llanilgan protokollar ekanligida. Ushbu sifatlarni birlashtirish uchun E.Tanenbaum va D.Uezeroll o’z kitobida [1] 5.3-rasmda ko'rsatilgan gibrid modeldan foydalanishgan. 75 5.3-rasm. Ushbu ma’ruzada qo’llanilgan etalon model Tarmoq pog’onasining vazifasi masofadagi kompyuterlar o'rtasida paketlarni uzatishimiz uchun ko’p sonli aloqa kanallarini va tarmoqlarni, shuningdek, birlashtirilgan tarmoqlarni birlashtirishdan iborat. Bunga paketlar yuborilishi mumkin bo'lgan yo'lni topish vazifasi kiradi. IP - bu pog’ona uchun namuna sifatida biz o'rganadigan asosiy protokol. Transport pog’onasi tarmoq pog’onasini yetkazib berish kafolatlarini oshiradi, odatda ishonchliligi oshadi va turli ilovalar ehtiyojlarini qondirish uchun ishonchli bayt oqimi kabi yetkazib berish imkoniyatlarini taqdim etadi. TCP transport pog’onasi protokolining muhim namunasidir. Va nihoyat, amaliy pog’ona tarmoqdan foydalanadigan dasturlarni o'z ichiga oladi. Ko'pgina, lekin hamma tarmoq ilovalarida veb-brauzer kabi foydalanuvchi interfeyslari mavjud. Biz dasturning tarmoqdan foydalanadigan qismiga qiziqamiz. Bu veb-brauzer uchun HTTP protokoli. Amaliy pog’onada ko'plab ilovalar tomonidan ishlatiladigan DNS kabi muhim qo'llab-quvvatlash dasturlari ham mavjud. Asosiy protokollar. Tarmoq sathida 2 xil protokol ishlaydi: 1. Tarmoq protokollari – tarmoq orqali paketlarni harakatini yo’lga qo’yadi. 2. 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 76 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. 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. IPprotikolining 6-versiyasi (IPv6) bosqichma-bosqicha joriy etilmoqda. Transport pog’onasining asosiy protokollari: 77  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 protokollari: 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.