Необходимость использования стеков протоколов
Модель OSI допускает два основных метода взаимодействия абонентов в сети:
- метод дейтаграмм (или метод взаимодействия без логического соединения);
- метод взаимодействия с логическим соединением.
Метод дейтаграмм – это простейший метод взаимодействия абонентов сети, в котором каждый пакет рассматривается как самостоятельный объект. Пакеты при данном методе передаются без установления логического соединения (виртуального канала), то есть без предварительного обмена служебными пакетами для выяснения готовности приемника, а также без ликвидации виртуального канала, то есть без пакета подтверждения окончания передачи. Проверка факта получения (доставки) пакета переносится на более высокие уровни.
Достоинства метода дейтаграмм:
- передатчик и приемник работают независимо друг от друга;
- пакеты могут накапливаться в буфере и затем передаваться вместе;
- имеется возможность использования широковещательной передачи данных, то есть адресовать пакет всем абонентам одновременно.
Недостатки метода дейтаграмм:
- возможность потери пакетов;
- бесполезная загрузка сети пакетами в случае отсутствия или неготовности приемника;
- предъявление повышенных требований к аппаратуре (т.к. приемник всегда должен быть готов к приему пакета).
Примеры протоколов, работающих по методу дейтаграмм: IP и IPX.
Как протокол IPX, так и протокол IP являются низкоуровневыми протоколами, поэтому они непосредственно инкапсулируют свою информацию, называемую дейтаграммой, в поле данных передаваемого по сети пакета. При этом в заголовок дейтаграммы входят адреса абонентов (отправителя и получателя) более высокого уровня, чем MAC-адреса, – это IPX-адреса для протокола IPX или IP-адреса для протокола IP. Эти адреса включают номера сети и узла, хоста (индивидуальный идентификатор абонента).
В отличие от IPX-адреса, который в качестве идентификатора станции включает в себя полный MAC-адрес абонента, IP-адрес не имеет никакой связи с MAC-адресами абонентов. Номер узла в нем присваивается абоненту независимо от его MAC-адреса.
Номер сети – это код, присвоенный каждой конкретной сети, то есть каждой широковещательной области общей, единой сети. Под широковещательной областью понимается часть сети, которая прозрачна для широковещательных пакетов, пропускает их беспрепятственно.
Метод с логическим соединением отличается от метода дейтаграмм усложненным порядком взаимодействия абонентов сети. При данном методе пакет передается только после того, как будет установлено логическое соединение (виртуальный канал) между приемником и передатчиком. Каждому информационному пакету сопутствует один или несколько служебных пакетов (установка соединения, подтверждение получения, запрос повторной передачи, разрыв соединения). Виртуальный канал может устанавливаться на время передачи одного или нескольких пакетов.
Метод с логическим соединением, по сравнению с методом дейтаграмм является более сложным, но гораздо более надежным, поскольку к моменту ликвидации логического канала передатчик уверен, что все его пакеты дошли до места назначения, причем дошли успешно. Не бывает при данном методе и перегрузки сети из-за бесполезных пакетов.
Недостаток метода с логическим соединением состоит в том, что довольно сложно разрешить ситуацию, когда принимающий абонент по каким-либо причинам не готов к обмену, например, из-за обрыва кабеля, отключения питания, неисправности сетевого оборудования, сбоя в компьютере. При этом требуется алгоритм обмена с повторением неподтвержденного пакета заданное количество раз, причем важен и тип неподтвержденного пакета. Не может этот метод передавать широковещательные пакеты (то есть адресованные всем абонентам), так как нельзя организовать логическое соединение (виртуальные каналы) сразу со всеми абонентами.
Примеры протоколов, работающих по методу с логическим соединением: TCP и SPX.
С целью объединения достоинств обоих методов взаимодействия абонентов в сети (метода дейтаграмм и метода с логическим соединением), были разработаны связанные наборы (стеки) протоколов TCP/IP и IPX/SPX. В данных стеках протокол более высокого уровня (TCP или SPX), работающий на базе протокола более низкого уровня (IP или IPX), гарантирует правильную доставку пакетов в требуемом порядке.
