Стандартні стеки комунікаційних протоколів.

Протокол - це набір правил і процедур, що регулюють порядок здійснення зв'язку. Природно, всі комп'ютери, що беруть участь в обміні, повинні працювати по тим самим протоколах, щоб по завершенні передачі вся інформація відновлювалася в первісному виді.

Існує кілька стандартних наборів (або, як їх ще називають, стеків) протоколів, що одержали зараз найбільш широке поширення:

1. набір протоколів ISO/OSI;
2. IBM System Network Architecture (SNA);
3. Digital DECnet;
4. Novell NetWare;
5. Apple AppleTalk;
6. набір протоколів глобальної мережі Internet, TCP/IP.

Стек OSI

Варто чітко розрізняти модель OSI і стік OSI. У той час як модель OSI є концептуальною схемою взаємодії відкритих систем, стік OSI являє собою набір цілком конкретних специфікацій протоколів. На відміну від інших стеків протоколів стек OSI повністю відповідає моделі OSI, він включає специфікації протоколів для всіх семи рівнів взаємодії, певних у цій моделі.

На нижніх рівнях стік OSI підтримує Ethernet, Token Ring, FDDI, протоколи глобальних мереж, Х.25 і ISDN, - тобто використовує розроблені поза стека протоколи нижніх рівнів, як і всі інші стеки. Протоколи мережного, транспортного й сеансового рівнів стека OSI специфіковані й реалізовані різними виробниками, але поширені поки мало. Найбільш популярними протоколами стека OSI є прикладні протоколи. До них відносяться: протокол передачі файлів FTAM, протокол емуляції термінала VTP, протоколи довідкової служби Х.500, електронної пошти Х.400 і ряд інших.

Стек TCP/IP

Стек TCP/IP був розроблений з ініціативи Міністерства оборони США більше 20 років тому для зв'язку експериментальної мережі ARPAnet з іншими мережами як набір загальних протоколів для різнорідного обчислювального середовища.

Стек TCP/IP на нижньому рівні підтримує всі популярні стандарти фізичного й канального рівнів: для локальних мереж - це Ethernet, Token Ring, FDDI, для глобальних - протоколи роботи на аналогових, що комутуються й виділених лініях SLIP, РРР, протоколи територіальних мереж Х.25 і ISDN.

Основними протоколами стека, що дали йому назва, є протоколи IP і TCP. Ці протоколи в термінології моделі OSI відносяться до мережного й транспортного рівнів відповідно. IP забезпечує просування пакета по складної мережі, a TCP гарантує надійність його доставки.

За довгі роки використання в мережах різних країн і організацій стек TCP/IP увібрав у себе велику кількість протоколів прикладного рівня. До них відносяться такі популярні протоколи, як протокол пересилання файлів FTP, протокол емуляції термінала Telnet, поштовий протокол SMTP, що використовується в електронній пошті мережі Internet, гіпертекстові сервіси служби WWW і багато інших.

Сьогодні стек TCP/IP являє собою один з найпоширеніших стеків транспортних протоколів обчислювальних мереж. Дійсно, тільки в мережі Internet об'єднано близько 10 мільйонів комп'ютерів по усьому світі, які взаємодіють один з одним за допомогою стека протоколів TCP/IP.

Стек IPX/SPX

Цей стік є оригінальним стеком протоколів фірми Novell, розробленим для мережної операційної системи NetWare ще на початку 80-х років. Протоколи мережного й сеансового рівнів Internetwork Packet Exchange (IPX) і Sequenced Packet Exchange (SPX), які дали назва стеку, є прямою адаптацією протоколів XNS фірми Xerox, розповсюджених у набагато меншому ступені, чим стек IPX/SPX. Популярність стека IPX/SPX безпосередньо пов'язана з операційною системою Novell NetWare.

Cтек IPX/SPX довгий час обмежувався поширеність його тільки мережами NetWare, тому що він є власністю фірми Novell і на його реалізацію потрібно одержувати ліцензію (тобто відкриті специфікації не підтримувалися). Зараз стек IPX/SPX реалізований не тільки в NetWare, але й у декількох інших популярних мережних ОС, наприклад SCO UNIX, Sun Solaris, Microsoft Windows.

Стек NetBIOS/SMB

Цей стек широко використовується в продуктах компаній IBM і Microsoft. На фізичному й канальному рівнях цього стека використовуються усі найпоширеніші протоколи Ethernet, Token Ring, FDDI і інші. На верхніх рівнях працюють протоколи NetBEUI і SMB.

Протокол NetBIOS (Network Basic Input/Output System) з'явився в 1984 році як мережне розширення стандартних функцій базової системи введення/виводу (BIOS) IBM PC для мережної програми PC Network фірми IBM. Надалі цей протокол був замінений так званим протоколом розширеного користувальницького інтерфейсу NetBEUI - NetBIOS Extended User Interface. Для забезпечення сумісності додатків як інтерфейс до протоколу NetBEUI був збережений інтерфейс NetBIOS. Протокол NetBEUI розроблявся як ефективний протокол, що споживає небагато ресурсів і призначений для мереж, що нараховують не більше 200 робочих станцій. Цей протокол містить багато корисних мережних функцій, які можна віднести до мережного, транспорного й сеансового рівнів моделі OSI, однак з його допомогою неможлива маршрутизація пакетів. Це обмежує застосування протоколу NetBEUI локальними мережами, не розділеними на підмережі, і унеможливлює його використання в складних мережах. Деякі обмеження NetBEUI знімаються реалізацією цього протоколу NBF (NetBEUI Frame).

Протокол SMB (Server Message Block) виконує функції сеансового, представницького й прикладного рівнів. На основі SMB реалізується файлова служба, а також служби друку й передачі повідомлень між додатками.

Стеки протоколів SNA фірми IBM, DECnet корпорації Digital Equipment і AppleTalk/AFP фірми Apple застосовуються в основному в операційних системах і мережному устаткуванні цих фірм.

На рис. 2.3 показана відповідність деяких, найбільш популярних протоколів рівням моделі OSI. Часто ця відповідність досить умовна, тому що модель OSI - це тільки керівництво до дії, причому досить загальне, а конкретні протоколи розроблялися для рішення специфічних завдань, причому багато хто з них з'явилися до розробки моделі OSI. У більшості випадків розроблювачі стеків віддавали перевагу швидкості роботи мережі на шкоду модульності - жоден стек, крім стеку OSI, не розбитий на сім рівнів. Найчастіше в стеці явно виділяються 3-4 рівня: рівень мережних адаптерів, у якому реалізуються протоколи фізичного й канального рівнів, мережний рівень, транспортний рівень і рівень служб, що вбирає в себе функції сеансового, представницького й прикладного рівнів.

Рис. 2.3 Відповідність популярних стеків протоколів моделі OSI