Обобщённая структура сети Интернет

В архитектуре Интернет отдельные сети (ЛВС, региональные и глобальные) соединяются друг с другом специальными устройствами – маршрутизаторами IP-пакетов (IP-шлюзами или IP-маршрутизаторами, или Router).Шлюз подключается к двум или более сетям, каждая из которых воспринимает этот шлюз как хост-ЭВМ. Поэтому шлюз имеет физический интерфейс и специальный IP-адрес в каждой из подключаемых сетей. Передача пакетов требует от шлюза определение IP-адреса следующего шлюза или, на последнем участке, IP-адреса хост-машины, которой направляется IP-пакет.

Рис. 1. Пример фрагмента сети Интернет

LAN – локальная вычислительная сеть; MAN – региональная ИВС; WAN – глобальная ИВС; WS (Work Station) – рабочая станция ЛВС; FS (File Server) – файл-сервер; Host – узловая машина (компьютер, который подключен к сети в качестве узла); Router – IP-маршрутизатор.

Функция шлюза, которая обычно называется маршрутизацией, основана на анализе специальных маршрутных таблиц (матриц маршрутов), которые находятся в специальной базе данных. База данных в каждом из шлюзов должна постоянно обновляться, чтобы отражать текущую топологию сети Интернет.

Маршрут – это последовательность маршрутизаторов, которые проходит пакет от отправителя до пункта назначения.В основе функционирования сети Интернет заложены протоколы TCP/IP.Основные протоколы семейства TCP/IP приведены на рис. 2. Согласно рис. 2 одни протоколы верхнего уровня (например, Telnet и FTP) зависят от ТСР, а другие (например, TFTP и RPS) — от UDP. Большинство из них используют только один из этих транспортных протоколов, но некоторые (например, DNS) — оба.На рис. 3 показан пример цепочки протоколов TCP/IP.

Данные передаются в пакетах. Пакеты имеют заголовок, который содержит служебную информацию. Данные более верхних уровней вставляются в пакеты нижних уровней. На рис. 4 показана передача сообщений в сети Интернет на основе механизма инкапсуляции (encapsulation).

Рис. 2. Основные протоколы семейства TCP/IP:

NFS — Network File System — сетевая файловая система; NNTP — Network News Transfer Protocol — протокол сетевой передачи новостей; РОР — Post Office Protocol — протокол почтового отделения; TELNET — Terminal Networking — протокол и программные средства, позволяющие подключаться к удалённой машине и работать с ней через эмулируемый терминал; SMTP — Simple Mail Transfer Protocol — простой протокол электронной почты; FTP — File Transfer Protocol — протокол передачи файлов; RPC — Remote Procedure Call — вызов удалённых процедур; DNS — Domain Name Service — служба именования доменов; TFTP — Trivial File Transfer Protocol — простейший протокол передачи файлов; SNMP — Simple Network Management Protocol — простой протокол управления сетью; TCP — Transmission Control Protocol — протокол управления передачей данных; UDP — User Datagram Protocol — протокол пользовательских дейтаграмм; EGP — Exterior Gateway Protocol — протокол внешней маршрутизации; BGP — Border Gateway Protocol — протокол граничных маршрутизаторов; IP — Internet Protocol — межсетевой протокол; ICMP — Internet Control Message Protocol — межсетевой протокол управляющих сообщений; IGP — Interior Gateway Protocol — внутренний протокол маршрутизации; RIP — Routing Information Protocol — протокол для передачи маршрутной информации; “Hello” — реализация протокола внутренней маршрутизации; OSPF — Open Shortest Path First — открытый протокол предпочтения кратчайшего пути; IS-IS — Intermediate System to Intermediate System Protocol — протокол маршрутизации, выполняющий маршрутизацию данных IP и МОС; ARP — Address Resolution Protocol — протокол преобразования адресов; RARP — Reverse Address Resolution Protocol — протокол обратного преобразования адресов; Х.25/3 — протокол пакетного уровня сети передачи данных; IEEE 802 — стандарт локальных сетей; SLIP — Serial Line Internet Protocol — межсетевой протокол для последовательного канала; РРР — Point-to-Point Protocol — протокол “точка-точка”; Frame Relay — сетевой механизм для быстрой пересылки кадров; ATM — Asynchronous Transfer Mode — режим асинхронной пересылки; Х.25/2 (LAP-B) — протокол для управления передачей кадров (Link Access Procedures Balanced — сбалансированные процедуры доступа к каналу); Х.20; Х.20 bis — сопряжение оборудования обработки данных с асинхронными модемами;

Х.21; Х.21 bis — сопряжение оборудования обработки данных с синхронными модемами.

Рис. 3. Пример цепочки протоколов TCP/IP

<>

Рис. 4. Передача сообщений в сети Интернет на основе механизма инкапсуляции (encapsulation)