Компьютеры общаются друг с другом соблюдая определенные правила, или протоколы, которые регламентируют способы передачи и получения данные. Во всем мире, наиболее широко используемый набор протокола - TCP/IP; Стек был разработан по инициативе Министерства обороны США для связи экспериментальной сети ARPAnet с другими сателлитными сетями как набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды. Сеть ARPA поддерживала разработчиков и исследователей в военных областях. Было важно децентрализовать эту сеть, однако, так, чтобы жизненная информация и обслуживание не были сконцентрированы в нескольких пунктах, которые были уязвимы для внешнего нападения. Стек протоколов, который использовался в этой децентрализованной сети, был тем, что в конечном счете станет известным как TCP/IP. Эта сеть гарантировала безопасный транспорт данных между компьютерами, которые были расположены в разных географических районах, создавая дополнительные маршруты коммуникации в случае внешнего нападения и децентрализуя функции сети. Чтобы сделать это, программисты Министерства обороны США изобрели новую технологию, названную пакетной коммутацией. На этом же стеке работает всемирная информационная сеть Internet, чье подразделение Internet Engineering Task Force (IETF) вносит основной вклад в совершенствование стандартов стека, публикуемых в форме спецификаций RFC. Есть множество причин, почему TCP/IP стала наиболее широко используемым протоколом. Эти причины следующие:
Рис. 4.1
Межсетевые протоколы могут использоваться для обеспечения взаимодействия в среде произвольного количества взаимосвязанных сетей. Они одинаково хорошо подходят для обмена информацией как в локальных, так и в глобальных вычислительных сетях. Группа протоколов Internet Protocol включает спецификации не только уровней 3 и 4 (например, IP и TCP), но также и спецификации таких общеупотребительных приложений, как электронная почта, удаленный вход в систему, эмуляция терминала и передача файлов. Как видно из рис. 4.1, структура протокола TCP/IP подобна нижним уровням эталонной модели взаимодействия открытых систем (модели OSI). Протокол TCP/IP поддерживает все стандартные протоколы физического и канального уровней. В протоколе TCP/IP информация передается в виде последовательности дейтаграмм. Одно сообщение может передаваться как ряд дейтаграмм, которые собираются в сообщение в месте приема.
Рис. 4.2
Как показано на рис. 4.2, протоколы уровня приложений существуют для передачи файлов, электронной почты и удаленного входа в систему. На уровне приложений также поддерживается задача управления сетью.
Рис. 4.3
Транспортный уровень выполняет две функции: