Технология TCP/IP является, с одной стороны, одной из первых технологий передачи данных, берущей начало с сети ARPANET (конец 60-х годов прошлого века), а, с другой стороны, сегодня это наиболее популярная и постоянно развивающаяся технология, рассматриваемая многими как основа будущей мультисервисной сети. В современных условиях, когда постоянно появляющиеся новые решения обычно быстро вытесняют, даже не слишком старые технологии, такой интерес к технологии TCP/IP может показаться удивительным. Среди многих причин (как объективных, так и субъективных) успеха данной технологии хотелось отметить две. Во-первых, эта технология наиболее тесно привязана к компьютерным сетевым технологиям и, прежде всего, к технологии Ethernet. Во-вторых, и это особенно важно, TCP/IP никогда не предлагал завышенного сервиса. Эта технология всегда предлагала только те услуги, которые были легко и, соответственно, дешево реализуемы в соответствующее время. Другими словами возможности технологии росли вместе с технологическими возможностями (элементная база, скорость передачи) и, поэтому, стоимость услуг всегда была низкой. В то же время другие технологии, например, ISDN или АТМ изначально предлагали услуги, реализация которых была на пределе технологических возможностей своего времени, и эти услуги были и слишком дорогими и не востребованными. Так, в 80-х годах прошлого века ISDN предлагал услуги передачи данных, но в то время персональных компьютеров практически не было так, что большинству населения эта услуга не требовалась.
Рис. 1.29
На рис. 1.29 представлен стек протоколов TCP/IP и его соответствие модели OSI. Отличительной особенностью технологии TCP/IP является, то, что IP-пакеты могут передаваться, с использованием различных сетевых технологий, в том числе посредством уже рассмотренных, которые, вообще говоря, являются самостоятельными, со своей адресацией и своими способами идентификации трафика. Такая особенность является с одной стороны достоинством, а, с другой – недостатком технологии, т.к. порождает проблемы установления соответствия между IP-адресацией и адресацией, используемой технологией, используемой для переноса IP-пакетов.
На рис. 1.30 показан пример взаимодействия двух устройств, одно из которых подключено к локальной сети Ethernet, а другое к сети АТМ. Устройство А имеет два адреса. Во-первых, как устройство в сети Ethernet, оно имеет МАС-адрес. Во-вторых, как устройство в сети TCP/IP оно имеет IP-адрес. Приложения используют IP-адреса, а передача кадров по сети Ethernet осуществляется с использованием МАС-адресов. Аналогично, устройство В имеет АТМ-адрес и IP-адрес. Поэтому возникает задача отображения IP-адресов на адреса той технологии, которая используется для передачи IP-пакетов. Решение этой задачи зависит от используемой технологии. Если это широковещательная технология, например, Ethernet, то применяются широковещательные запросы (протокол ARP). В противном случае, например, при использовании технологий АТМ, соответствие между IP-адресами и адресами АТМ можно установить используя таблицы, составляемые вручную или автоматически (технологии «клиент-сервер»).
Рис. 1.30
Другой особенностью технологии TCP/IP, отличающей её от уже рассмотренных (Х.25, FR, АТМ) является использование датаграммного режима передачи пакетов, т.е. режима без установления соединения. Данный режим имеет свои достоинства и недостатки. Одним из недостатков этого режима является возможность нарушения порядка следования пакетов. В целом протокол сетевого уровня IP не обеспечивает гарантий доставки. Для обеспечения надежной доставки в стеке TCP/IP используется протокол транспортного уровня TCP. Можно сказать, что этот протокол эмулирует виртуальные соединения. При этом в протоколе ТСР используются механизмы, аналогичные механизмам протоколов, входящим в семейство протоколов HDLC (последовательная нумерация, управление потоком посредством механизм окна, …). Приложения, допускающие потери пакетов, (например, передача речи) используют на транспортном уровне протокол UDP. На уровне приложений имеется много различных протоколов, количество которых непрерывно увеличивается. Следует отметить, что стек протоколов TCP/IP постоянно совершенствуется с тем, чтобы обеспечить все возрастающие потребности, вызываемые стремительным расши-рением сферы его применения. Для поддержки качества обслуживания – QoS введены механизмы дифференцированного (DiffServ) и интегрированного (IntServ) обслуживания. Несмотря на то, что, как отмечалось, технология TCP/IP работает в датаграммном режиме, тем не менее, она фактически (иногда в неявном виде), тоже использует виртуальные соединения. Во-первых, это соединения в технологии MPLS, во-вторых, это соединения в рамках предоставления интегрированных услуг – Intserv (протокол RSVP), в-третьих, это соединения между смежными маршрутизаторами, соответствующие классам обслуживания – CoS в концепции дифференцированных услуг – Diffserv. Фактически техника виртуальных соединений реализуется при коммутации 2-го уровня и многоуровневой коммутации. В ближайшее время ожидается переход на новую версию протокола IP – IPv6.