быть более сложной. На некотором уровне стека протоколов пакет может быть разбит на несколько фрагментов меньшего размера, так, например, драйверы Ethernet могут разбить IP-пакет на два Ethernet- кадра. Подобные действия могут выполнять и маршрутизаторы. При этом заголовки IP, TCP и FTP, показанные на рис. 3.2, остаются в одном из кадров и не дублируются в другом кадре. Однако если на некотором уровне стека протоколов пакет разбивается на кадры, то на том же уровне стека на принимающем узле эти кадры обязательно объединяются в исходный пакет. Точно так же дело обстоит в том случае, если разбиение пакета выполнит маршрутизатор.
В зависимости от используемого стека протоколов и даже от состава стека, структура пакета может отличаться от представленной на рис. 3.2. Например, если для обмена данными используется Web-броузер, то вместо заголовка FTP, показанного на рис. 3.2, в составе пакета будет присутствовать заголовок HTTP. Если же для подключения компьютера к сети будут использованы сетевые карты и драйверы, отличные от Ethernet, то заголовок и суффикс Ethernet будут заменены на заголовок и суффикс, соответствующие другой сетевой технологии. Заметьте, что при передаче пакета из одной локальной сети в другую маршрутизатор реально выполняет подобную замену, т.е. удаляет существующие заголовок и суффикс и включает вместо них заголовок и суффикс другой сети. Такая процедура выполняется несколько раз за время перемещения пакета по Internet, но содержащиеся в составе пакета, доставляются в неизменном виде.
Рис. 3.2. При перемещении вниз по стеку протоколов исходные данные разбиваются на фрагменты. К каждому фрагменту добавляется служебная информация, обеспечивающая передачу пакета по сети и восстановление на принимающем узле исходных данных
Заголовки и суффиксы содержат информацию, необходимую для доставки пакта по назначению, например, IP-адреса отправителя и получателя, номера портов, связанные с программами на прикладном уровне, расположение данных, содержащихся в пакете, в исходной битовой последовательности, и т.д. Маршрутизаторы используют эту информацию для определения маршрута пакета, а на принимающем узле эти сведения позволяют передать пакет той программе, для которой он предназначен. Адрес и порт отправителя используются при передаче ответа.
Роль стека протоколов TCP/IP в развитии сетей
В настоящее время TCP/IP является самым популярным стеком протоколов. В состав этого стека входят наиболее часто используемые протоколы, которые обсуждаются в данной книге. В большинстве приложений не реализована поддержка нескольких стеков протоколов, поэтому чаще всего приложение может работать с одним конкретным стеком. Одна из причин популярности стека протоколов TCP/IP — его гибкость. Протоколы TCP/IP являются маршрутизируемыми протоколами, т.е. пакеты TCP/IP могут передаваться из одной локальной сети в другую. Для передачи пакетов между различными сетями не нужна единая карта Internet; при маршрутизации используется распределенная информация о структуре сети, хранящаяся на различных маршрутизаторах. Число допустимых адресов в сетях TCP/IP достаточно велико (в IPv4 адрес представляется 32 битами, а в IPv6 используются 128-битовые адреса; подробно IP-адреса рассматривались в главе 2), кроме того, в этих сетях поддерживается иерархическая структура имен. Эти положительные качества стали причиной того, что протоколы TCP/IP были выбраны в качестве основы для создания глобальной сети Internet.
Впервые протоколы TCP/IP были использованы в UNIX; система Linux 'унаследовала' их. Как в Linux, так и в UNIX средства TCP/IP используются для обеспечения работы различных компонентов системы. Сеть, в состав которой входят только компьютеры, работающие под управлением UNIX или Linux, может быть создана на основании TCP/IP, без использования других стеков протоколов.
В состав семейства TCP/IP входят HTTP, FTP, SMTP (Simple Network Mail Protocol — простой протокол передачи почтовых сообщений), NFS (Network File System — сетевая файловая система), Telnet, SSH (Secure Shell — защищенная оболочка), NNTP (Network News Transfer Protocol — протокол передачи сетевых новостей), X Window и многие другие протоколы. Широкое использование TCP/IP привело к тому, что в инструментах, изначально ориентированных на работу с другими стеками протоколов, была реализована поддержка TCP/IP. Например, несмотря на то, что в системе Windows используется стек протоколов NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface — расширенный пользовательский интерфейс NetBIOS), средства поддержки протоколов SMB (Server Message Block — блок сообщений сервера) / CIFS (Common Internet Filesystem — общая межсетевая файловая система) могут взаимодействовать с TCP/IP через NetBIOS (Network Basic Input/Output System — базовая сетевая система ввода-вывода). Начиная с Windows 95 все версии Windows поддерживают TCP/IP. Аналогично, протоколы Apple, предназначенные для разделения файлов, могут работать не только с AppleTalk, но и с TCP/IP.
Несмотря на свои достоинства и популярность, стек TCP/IP не позволяет решить все задачи, возникающие при создании сетей. Так, например, в некоторых сетях могут присутствовать компьютеры, не поддерживающие TCP/IP. В частности, старые компьютеры Macintosh обеспечивают обмен файлами только средствами AppleTalk, а некоторые машины под управлением DOS или Windows могут быть сконфигурированы лишь для работы с IPX или NetBEUI. Поэтому поддержка альтернативных средств протоколов является положительным качеством системы Linux.
AppleTalk
Стек протоколов создавался компанией AppleTalk параллельно с разработкой сетевого оборудования LocalTalk. Он нашел применение в компьютерах Macintosh, выпущенных в начале 1980-х. (Первоначально как аппаратные, так и программные средства назывались AppleTalk; в настоящее время это название используется лишь для обозначения программных компонентов.) С ростом популярности Ethernet Apple доработала AppleTalk для работы с аппаратным обеспечением Ethernet; этот вариант программ иногда называют EtherTalk. В системе Linux поддерживается стек протоколов AppleTalk и обеспечивается его работа как посредством аппаратуры LocalTalk, так и через Ethernet.
Как ни странно, версии Linux, ориентированные на компьютеры Macintosh, не поддерживают аппаратные средства LocalTalk, а допускают лишь работу AppleTalk через Ethernet. Поэтому для включения компьютера Macintosh под управлением Linux в сеть AppleTalk необходимо, чтобы на нем присутствовал Ethernet-адаптер.
Особенности AppleTalk
Подобно TCP/IP, AppleTalk использует 32-разрядные адреса. Подобно IP-адресу, адрес AppleTalk состоит из двух компонентов: адреса сети и адреса компьютера. В отличие от IP, длина каждого из компонентов фиксирована: 16 из 32 битов выделены для представления адреса сети, а остальные 16 битов — для идентификации компьютера. В сетях AppleTalk поддерживается процедура переговоров, предпринимаемых для получения компьютером сетевого адреса. Благодаря наличию такой процедуры администратор избавлен от необходимости явно указывать адреса. (Если вы захотите, можете задать адрес явно или запросить его из определенного диапазона, но обычно в этом нет надобности.)
Кроме адресов для идентификации компьютеров в AppleTalk-сетях существует система имен,
