Интернет протоколи

от wiki.linux-bg.org, свободната енциклопедия

Съдържание

IP

IP (Internet Protocol) пренася малки пакети информация между произволни два компютъра, закачени в Мрежата (без гаранция за успех на отделната пратка).

За да си обменят информация, компютрите трябва да могат да се разпознават един с друг. Основното понятие в това разпознаване е IP-адреса. Всеки компютър в Интернет има уникален адрес, за да може да изпраща и да получава информация. По-точно адресира се не самият компютър, а устройството, което го свързва в Мрежата.

Протоколът IP задава правилата за адресиране на компютрите и правилата за отдалечен обмен на пакети между тях.

IP е протокол от транспортния слой и е гръбнакьт на Интернет - всъщност той е протокола с най-голям обхват, защото използва най-различни протоколи от по-горно и по-долно ниво и изгражда най-голямата мрежа, или по-точно, най-голямата съвкупност от свързани мрежи по света.

При IP протокола всяка машина има собствен IP-адрес , представляващ 4-байтово число, което за по-лесна четимост от потребители се записва като 4 еднобайтови числа (т.е. от 0 до 255), разделени с '.' (точка). Пример за такъв адрес е 12.124.12.41. Използвайки адреса на получателя устройства, наречени рутери (междинните компютри по пътя на пакета) вземат решение през коя от другите си връзки да пренасочат пакета.

Всъщност, машините поддържащи IP се делят на 2 вида - рутери и хостове. Рутерите имат 2 или повече интерфейса (т.е. хардуер свързан с различни среди) и изпращат пакети от някой интерфейс към друг, ако не са предназначени за тях самите. Хостовете са машини, които имат само един интерфейс и го използват само за лични нужди. Пример за хост е всеки обикновен компютър свързан към Интернет. Той от своя страна е свързан с рутера на вашия Интернет доставчик, който има повече от 1 мрежови интерфейси - по един за всеки клиент и още 1 (може и повече) за връзка с останалата част от Мрежата.

Предполага се, че Мрежата се състои от свързани помежду си по-малки мрежи (подмрежи). Поради това IP-адресите (и подмрежите) се разделят условно на няколко класа според големината на подмрежата, в която е адреса:

  • Клас А е за големи подмрежи, първият байт на IP-адресите в класа е от 1 до 126. Мрежата 127.0.0.0 е специална - 127.0.0.1 значи локалната машина, а 127.0.0.0 - локалната мрежа (за самата машина, не LAN-а; този термин има по-абстрактно значение). За IP-адресите от този клас първият байт е номер на подмрежата, а останалите - номер на на хоста, което позволява да съществуват 126 такива огромни подмрежи с по 255*255*255 хоста всяка.
  • Клас Б са адресите с първи байт от 128 до 191 и е за средноголеми подмрежи, за които първите 2 байта са идентификатор на мрежата, а останалите идентификатор на хост-а - това позволява 64*255 подмрежи с 255*255 адреса.
  • Клас C мрежите са от 192 до 224, и това са малки мрежи с 3 байта мрежов идентификатор, а останалите - за адрес. Това позволява 32*255*255 мрежи с по 255 адреса.

Останалите адреси с първи байт до 240 (клас D)са за multicasting, а другите са резервирани за бъдеща употреба. Клас А мрежите принадлежат на големи учреждения, които могат да си позволят да използват повече адреси отколкото им позволява Клас Б, и това са 'гиганти' като МИТ например. Клас Б се използва от големи учреждения, които нямат нужда от А мрежа, но и клас C не ги задоволява. Клас C се ползват доста от средните и малки доставчици - зони от 255 адреса, достатьчни за известен брой диал-ьпи (10-20), няколо сървъра, няколко наети линии с подмрежи по 32 адреса и т.н. За хората, които нямат нужда от 255 адреса, може зони от някой клас да се делят на по-малки от например 32 или 64 IP адреса чрез механизма на маските (netmask).

маската прилича на IP адреса по това, че е едно 32 битово число, което обаче определя докъде се простира нечия зона - например адрес 194.52.11.192 с нетмаск-а 255.255.255.224 значи ип адресите от 194.52.11.192 до 194.52.11.224 (т.е. 32 IP адреса). Всьщност, когато конвертираме нетмаската в двоичен вид, тя изглежда по следния начин: 11111111.11111111.11111111.11100000, или последните 5 бита са 0, т.е. 2^5 адреса (2 на степен 5). По сьщия начин могат да се режат и на зони с по 16, с по 128 или колкото са нужни IP. Клас D се ползва от специални приложения, като тези за видеоконференции, заедно сьс протокол, наречен IGMP. Също така всеки IP адрес, представялващ адрес на мрежа с последните битове само 0 или само 1 е т.нар. broadcast адрес, който се използва за пращане на информация до всички компютри на дадената мрежа. А специалният адрес 255.255.255.255 представлява т.нар. limited broadcast, който означава 'всички компютри на локалната мрежа' и се ползва обикновено от протоколите BOOTP и DHCP за откриване на сървъри, от които компютър без предварително определен адрес да получи уникален IP-адрес докато се стратира.

Дотук ставаше дума за уникални адреси - те са аналогични на междуградски телефонни номера за набиране, състоящи се от код за набиране на града (номер на подмрежата) и номер на абоната в съответния град. Освен тези уникални номера има уговорка за ползване на част от номерата за вътрешни нужди (по същия начин, както съществуват вътрешни телефонни централи в по-големите фирми). Този тип IP-адреси са предназначени за изграждане на изолирани по някакъв начин локални мрежи (интранет мрежи). Те не са пълноценни IP-адреси и за участие в обмен на данни с друг компютър от Мрежата трябва да бъдат представяни от компютър-посредник, притежаващ истински IP-адрес (този посредник се нарича proxy, firewall или маскиращ сървер в зависимост от реализираната техника за посредничество).

Номерата за интранет мрежи са:

  • 10.xx.xx.xx за голяма интранет мрежа
  • 172.12.xx.xx до 172.28.xx.xx за средна интранет мрежа
  • 192.168.0.xx до 192.168.255.xx за малка интранет мрежа

Пакетът, който пътува в Мрежата по правилата на протокола IP се състои от служебна част и данни. Данните са за протоколите стоящи над IP. Служебната част съдържа следните важни парчета информация:

  • адреси на получателя и изпращача
  • дължина на пакета
  • тип на протокола стоящ над IP, за който е предназначен пакета
  • други неща свързани с контрола по транспортирането.

Ако адреса на получателя е собствения ни компютър или компютър пряко свързан с него, Linux ще го изпрати веднага към целта. По-сложно е положението когато получателя е отдалечен компютър. В този случай се задействат алгоритмите за пренасочване (рутиране). Всеки компютър свързан в Мрежата има вътрешна таблица за рутиране. По нея се определя накъде да тръгнат пакетите, за които целта не е пряко достижима. Когато комютърът е свързан в Мрежата, в тази таблица има описан поне един рутер (gateway). Съдържанието и можем да разглеждаме с командата:

netstat -r

Таблицата за рутиране се променя динамично. Най-прост пример е домашен компютър, който се закача през модем към доставчик на интернет услуги (ISP).

Преди изграждане на връзката таблицата е проста - съдържа информация само за домашния компютър и вътрешния му IP-адрес 127.0.0.1. Всички пакети които се местят ползват за получател и изпращач само този адрес.

След изграждане на връзка към доставчика, компютъра получава още един (вече уникален) IP-адрес за серийния порт, свързан с модема. По новоизградената линия има връзка към IP-адреса на доставчика. Неговия адрес става и рутер за нашия компютър. Като единствен рутер той ще поеме всички изходящи пакети, които не са адресирани към нашия компютър, а също така ще доставя всички входящи пакети.

TCP

TCP е съкращение на английския термин Transmission Control Protocol. TCP протокола организира непрекъснат и подреден поток от информация между две програми (разговор между програмите). Изполва като основа за работата си протокола IP. TCP изгражда връзката, накъсва разговора на пакети, изпраща ги и от отсрещната страна на връзката сглобява пакетите. Грижи се за повторно изпращане на загубените пакети и за пренареждане на тези, пристигнали в разбъркан порядък. За програмите TCP-връзката изглежда като два последователни файла - един за писане и един за четене.

UDP

UDP (Unreliable Datagram Protocol) за разлика от TCP при този протокол данните се изпращат без да се чака потвърждение, че са получени. Използва се там, където е по-важно комуникиращите програми да не се забавят поради чакане на потвърждението.

PPP

PPP (Point to Point Protocol) организира изпращането на IP-пакети между два компютъра, между които има някаква връзка (най-често по сериен канал). Този протокол се използва най-често за изграждане на връзката към вашия доставчик (Internet Service Provider или ISP) чрез телефонна или оптична връзка.

FTP

FTP е съкращение на английския термин File Transfer Protocol - Протокол за пренос на файлове. Този протокол отговаря за обмен на файлове между два компютъра - клиент и сървър. Сървърът предоставя определени директории заедно с файловете в тях на клиентите. Клиентът се свързва със сървъра и след удостоверяване на самоличността си (чрез предоставяне на потребителско име и парола) сървъра му предоставя достъп. От този момент нататък клиента може да задава команди на сървъра. Командите най-общо са команди за работа с файлове - триене, разглеждане на директории, за прехвърляне на файлове от клиентската машина на сървъра или обратно и команди за промяна на параметрите на връзката.

Един от първите приложни протоколи.

HTTP

HTTP (HyperText Transfer Protocol) управлява обмена на уеб страници и свързани с тях файлове и услуги.

SMTP

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) извършва обмена на елекронната поща между отдалечени компютри (пощенски сървери). Пощенските клиенти го ползват при изпращане на писма.

POP3

POP3 (Post Office Protocol 3). POP3 и IMAP са сървъри, които осигуряват достъп до електронната Ви поща. Обикновено, ако ползвате услугите на POP (POP3) сървър, писмата се съхраняват на сървъра до момента, в който ги изтеглите. От този момент нататък, писмата се съхраняват на компютъра, на който сте ги изтеглили - обикновено това е Вашия личен компютър. Ако обаче искате да имате достъп до пощенската си кутия от различни места, напр. от няколко служебни и домашни компютри, то на Вас Ви е необходим IMAP сървър. Освен достъп до получената поща, той ще Ви осигури достъп и до изпратените, черновите и изтритите писма в съответните им папки. Можете да създавате и нови папки, които да ползвате както намерите за добре. Всички писма и данни се съхраняват на сървъра докато не бъдат изтрити от Вас. Често използвани сървъри са Courier, Cyrus, Dovecot, UW-IMAP и др. Някои от тях (всичките?) поддържат както POP3, така и IMAP протокол.

IMAP

Виж POP3

DNS

DNS е съкращение на английския термин Domain Name System - Система за имена в Интернет, чието предназначение би могло да се обясни и така: Някъде в Интернет има сървър с име www.linux-bg.org. На това име съответства IP адрес - нещо като 192.168.15.222 . Ако някой Ви препоръча да разгледате сървъра с име www.linux-bg.org, Вие ще го напишете в полето за адрес на браузъра, с който работите. За да се свърже с посочения сървър обаче, на Вашият браузър е нужен IP адресът на желания от Вас сървър. Затова той пита сървър от системата DNS: "Кой е IP адреса на сървър с име www.linux-bg.org ?", след което връзката може да бъде осъществена. Можете да прочетете текста за DNS и в българската уикипедия (http://bg.wikipedia.org/wiki/Domain_Name_System).

Тази йерархична система от символни имена прави възможно по-лесното запомняне на имената на важните места, а също осигурява независимост на сърверите в Мрежата от доставчиците на трафик, които определят конкретния IP-адрес.

DHCP и BOOTP

BOOTP, DHCP са два близки по семантика протокола за настройка по време на boot (началното зареждане) на IP-адрес и други мрежови параметри на компютри, които нямат предварително определени адреси.

IRC

IRC (Internet Relay Chat) е протокол, даващ възможност за организиране на разговори в реално време. Разговарящите са разделени в стаи (chat rooms), обслужвани от чат сървери.

Източници

  • Първоначалната версия на тази статия е взета от ръководството "Въведение в GNU/Linux OS" (http://skelet.hit.bg/LinTutor/network.html#SECTION0030)
Лични инструменти