В начале данной главы представлены обзор стеков протоколов и краткое описание TCP/IP. Далее обсуждаются три наиболее часто используемых стека: AppleTalk, IPX и NetBEUI. Эти стеки протоколов применяются в основном в локальных сетях, содержащих компьютеры Macintosh и PC под управлением Windows. С их помощью обеспечивается разделение файлов и принтеров.

Общие сведения о стеках протоколов

Для того чтобы вести предметный разговор о стеках протоколов и обсуждать их достоинства и недостатки, необходимо иметь хотя бы общее представление о том, как организован стек, какие функции выполняют протоколы, входящие в его состав, и как они реализованы. Большинство стеков протоколов действует по единому принципу и отличается лишь в деталях. Однако именно эти детали и являются основным аргументом в пользу выбора тех или иных протоколов.

Модель сетевого взаимодействия OSI

В основу работы стека протоколов положена модель OSI (Open System Interconnection — взаимодействие открытых систем). Данная модель предусматривает семь уровней сетевого взаимодействия, на каждом из которых решаются конкретные задачи. Источником данных, предназначенных для передачи, является программа, находящаяся на верхнем уровне модели OSI, который называется прикладным уровнем. Программа передает данные нижележащему представительскому уровню, и далее информация перемещается вниз по стеку. На каждом уровне выполняется определенная обработка данных. Нижним уровнем OSI является физический уровень, на котором решаются вопросы передачи электрических сигналов, использования кабелей, концентраторов, коммутаторов и т.д. Именно на физическом уровне осуществляется реальная передача данных от передающего компьютера к принимающему. (Если оба компьютера принадлежат одному сегменту сети, данные передаются достаточно просто. В противном случае передача осуществляется поэтапно, и на каждом этапе выполняется дополнительная обработка информации.) На принимающем компьютере данные перемещаются вверх по стеку протоколов и в конечном итоге достигают программы на прикладном уровне. Получив информацию, программа может передать ответ. Данные, составляющие ответ, также движутся вниз по стеку, передаются через сетевые соединения, а затем на компьютере, которому они предназначены, перемещаются вверх по стеку протоколов. На рис. 3.1. проиллюстрирован описанный выше процесс.

Рис. 3.1. Компоненты стека протоколов выполняют обработку данных для передачи их на другой компьютер

Несмотря на то что OSI является универсальной моделью, описывающей сетевое взаимодействие, в реальных стеках протоколов редко поддерживаются все семь уровней. Наиболее часто используемые стеки — TCP/IP, AppleTalk и NetBEUI — могут быть описаны в терминах OSI. При этом стек TCP/IP насчитывает лишь четыре уровня, однако общие принципы обработки передаваемых данных остаются неизменными.

Каждый уровень модели OSI взаимодействует только с двумя уровнями; один из них расположен непосредственно над ним, а другой — под ним. (Исключениями являются прикладной и физический уровни. Прикладная программа взаимодействует непосредственно с пользователем, а на физическом уровне решаются вопросы соединения двух компьютеров.) Для программных средств, реализующих различные уровни стека протоколов на конкретном компьютере, должен быть четко определен интерфейс межуровневого взаимодействия. Компоненты, соответствующие определенным уровням, должны допускать замену. Так, например, на прикладном уровне могут работать Web-броузеры и Web-серверы. Если вы замените один броузер или сервер другим, работа всего стека протоколов не нарушится. (В некоторых броузерах и серверах могут отсутствовать определенные возможности, например, броузер может не поддерживать средства SSL, однако на самом деле такие вопросы скорее относятся к интеграции сетевых средств.) Аналогично вы можете на физическом уровне заменять сетевые кабели, концентраторы и даже сетевые карты с драйверами. При этом средства поддержки более высоких уровней не нуждаются в модификации.