СЕРВЕРКЛИЕНТ Протокол Чтобы организовать связь двух компьютеров, необходимо определить набор правил взаимодействия и сформировать язык их общения. Эти задачи решают протоколы Протокол – это формальный набор правил и соглашений, которые определяют каким образом устройства в сети обмениваются данными, а именно определяют формат, временной порядок, контроль и последовательность передачи данных по сети. Протоколы обмена данными

СЕРВЕР (WEB)КЛИЕНТ Протокол HTTP HTML-формы Программы просмотра (броузеры) Программы для запуска прикладных программ Прикладные программы СУБД HTML-документы Архитектура взаимодействия программного обеспечения в WWW построена по технологии клиент-сервер. Пример: Архитектура WWW-технологии

Cеть – сложная вещь Включает много различных компонент: –узлы (hosts) –маршрутизаторы (routers) –линки с разной средой передачи –приложения –протоколы –hardware, software –etc.. Возможны коммуникационные проблемы: –сбои оборудования –сетевые перегрузки –задержки, потери, дублирование пакетов –искажение данных –etс.. И много чего еще… => Декомпозиция на подзадачи и реализация модулей

Общая концепция модели многоуровневого сетевого взаимодействия Для каждого уровня определены: Service: что делает уровень? Service interface: как получить доступ к уровню? -- интерфейс для вышележащего уровня Protocol (peer interface): как взаимодействуют одинаковые уровни разных узлов -- набор правил и форматов, которые регулируют взаимодействие между двумя сетевыми узлами Согласованный набор протоколов разных уровней, достаточный для организации межсетевого взаимодействия, называется стеком протоколов

Интерфейсы и протоколы Interface – описывает взаимодействие между уровнями на одном узле Peer-to-peer protocol – описывает взаимодействие между одинаковыми уровнями разных узлов Process Transport Network Data Link Process Transport Network Data Link Interface Peer-to-peer Protocols Каждый уровень несет собственную функциональную нагрузку и имеет - набор функций, выполняемых им для вышележащего уровня; - строго определенный формат обмена сообщениями

OSI (Open Systems Interconnect) Reference Model (ISO 7498) Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical Data Physical Published in 1984, ISO ( International Standarts Organization )

Коммуникационные задачи уровней OSI Model

Соответствие популярных стеков протоколов модели OSI

Manufacturer Compatibility

Стек TCP/IP Media Access Control (Ethernet, Token Ring, FDDI, X.25, PPP, etc.) User Datagram Protocol (UDP) RFC 768 ~ connectionless transport ~ Transmission Control Protocol (UDP) RFC 793 ~ connection-oriented transport ~ Application-Layer Protocols ~ such as SNMP, telnet, FTP, HTTP, POP3, etc. ~ Application Transport Network Data Link ARP Internet Control Messaging Protocol (ICMP) RFC 792 Internet Protocol version 4 (IPv4) RFC 791 RARP Application Presentation Session Transport Network DataLink Physical OSI

Функции уровней стека TCP/IP Application Layer обеспечивает протоколы взаимодействия прикладных программ Transport Layer обеспечивает обмен потоками данных между процессами с требуемой степенью надежности доставки; два типа передачи: с установкой соединения(TCP) и без установки соединения(UDP) Network Layer адресация в сети; маршрутизация и передача датаграмм по сети от отправителя к получателю; фрагментация и сборка передаваемых данных Data Link Layer обеспечение связи между сетевым ПО и оборудованием; управление доступом к среде передачи; передача фреймов по каналу; обнаружение и коррекция ошибок в канале

Примеры протоколов стека TCP/IP Сетевой уровень IP/IPv6 - Internet Protocol DHCP/ DHCPv6 - Dynamic Host Configuration Protocol. DVMRP - Distance Vector Multicast Routing Protocol. ICMP/ICMPv6 - Internet Control Message Protocol. IGMP - Internet Group Management Protocol. PIM - Protocol Independent Mulyicast. RIP - Routing Information Protocol. RIP2 - Routing Information Protocol II. RSVP - Resource ReSerVation setup Protocol. Безопасность AH - Authentication Header. ESP - Encapsulating Security Payload. Маршрутизация BGP-4 - Border Gateway Protocol. EGP - Exterior Gateway Protocol. GRE - Generic Routing Encapsulation. IGRP - Interior Gateway Routing. OSPF - Open Shortest Path First. Канальный уровень ARP/RARP - Address Resolution Protocol/Reverse Address. Протоколы туннелирования ATMP - Ascend Tunnel Management Protocol. L2F - Layer 2 Forwarding Protocol. Транспортный уровень TCP - Transmission Control Protocol. UDP - User Datagram Protocol. Прикладной уровень DNS - Domain Name Service. FTP - File Transfer Protocol. TFTP - Trivial File Transfer Protocol. HTTP - Hypertext Transfer Protocol. IMAP4 - Internet Message Access Protocol rev 4. NTP - Network Time Protocol. POP3 - Post Office Protocol version 3. RTSP - Real-time Streaming Protocol. SMTP - Simple Mail Transfer Protocol. SNMP - Simple Network Management Protocol. X-Window.

Инкапсуляция сетевых пакетов

Приложение IP Data Link Network Adapter UDPTCP Stream (поток) Messages (сообщение) Segment Packet Datagram Frame (кадр) Bits О принятой терминологии

Зависимые и НЕ зависимые от сети протоколы

00e0 f923 a820 00a e c 9d bff 808f f b b e b4

SOCK_STREAM IP-стек в Linux Device Driver BSD sockets interface TCPUDP IP PF_INET sockets SOCK_DGRAMSOCK_RAW PF_PACKET sockets PF_NETLINK sockets ….. NETLINK_ROUTE NETLINK_ARP NETLINK_FIREWALL NETLINK_IP6_RW …. NIC Applications

NetBIOS/SMB Application Presentation Session Transport Network DataLink Physical SMB (Server Message Block) NetBEUI Drivers 1984, IBM & Mcrosoft PC NetLink software Реализация взаимодействия рабочей станции с сервером в локальной сети: - управление сессиями; - файловый доступ; - сервис печати(постановка в очередь); - сервис сообщений NetBIOS появился как расширение BIOS

NetBIOS(1) session transport NetBIOS NetBIOS – Network Basic Input Output System API which enables programmers to build network applications NetBIOS is not protocol, it is a interface (API) provide a session layer interface: session establishment, termination and transfer data provide connection-oriented service with no routing capability

1985, protocol NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface) - transport layer protocol witch provides flow control and error checking; - does not support routing Now (from Windows2000): NBF (NetBIOS Frames) NetBT (NetBios over TCP/IP) - NetBIOS can run directly on top of NetBIOS Frame (NBF) or TCP/IP - Mechanism of running NetBIOS on TCP/IP: RFC 1001, RFC 1002 NetBIOS(2)

NetBIOS(3) NetBIOS application Windows sockets application NetBIOS API Winsock API NetBT (NetBIOS over TCP/IP) NBF (NetBiosFrames) LLC (DataLink layer) NBFP (transport layer) NetBEUI (оld Windows realises) UDPTCP IP ARP Driver NDIS (Network Driver Interface Specification) NIC Application Presentation Session Transport Network DataLink Physical TDI Bounday Level NDIS Bounday Level

NetBIOS is a generalized program-to-program communication facility that enables peer-to- peer and client/server communication between PCs operating in a LAN environment. NetBIOS supports 3 services: – name service (no centralized name servers are required) – session service (connection-oriented) – datagram service (connection-less; used to deliver broadcast) NetBIOS Services(4)

Windows 2000 network architecture

Литература 1. В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. - СПб.:Питер 2. Т.Ли, Дж.Дэвис. Windows Server Протоколы и службы TCP/IP. - М:ЭКОМ, Межсетевое взаимодействие. Ресурсы Microsoft Windows2000 Server – М: М. Руссинович, Д. Соломон Внутреннее устройство Microsoft Windows: Windows Server 2003, Windows XP и Windows MSDN:Windows TCP/IP Stack us/library/ms aspxhttp://msdn.microsoft.com/en- us/library/ms aspx 6. Список линков на книги по Windows 7. К. Вейрле Ф.Пэльке Linux: Сетевая архитектура. Структура и организация сетевых протоколов в ядре.-M: Кудиз-Образ 2006