Magia odtajniona

Sieci komputerowe w znacznej mierze przypominają żywy organizm, a wiedza o ich funkcjonowaniu ma wiele wspólnego z biologią. Znajomość podstaw tego funkcjonowania na pewno się przyda.

Sieci komputerowe w znacznej mierze przypominają żywy organizm, a wiedza o ich funkcjonowaniu ma wiele wspólnego z biologią. Znajomość podstaw tego funkcjonowania na pewno się przyda.

Router odpowiada za kierowanie ruchem wychodzącym poza sieć lokalną.

Router odpowiada za kierowanie ruchem wychodzącym poza sieć lokalną.

Zazwyczaj myślenie o sieci komputerowej sprowadza się do prostych obserwacji - wpisałem adres w przeglądarce i pojawiła się strona; podałem adres e-mail i list doszedł do przyjaciela; bez problemu pobrałem pliki z komputera znajdującego się trzy biurka dalej. Czasami warto jednak wiedzieć, co sprawia, że wszystkie te operacje zwykle przebiegają zupełnie bezproblemowo. Choćby po to, aby w razie awarii łatwiej znaleźć jej przyczynę.

Krwioobieg sieci

Dane w sieciach komputerowych przesyłane są w postaci pakietów. Pakiet to część całej informacji, która jest transmitowana między nadawcą a odbiorcą. Komunikat zostanie złożony w całość dopiero po odebraniu wszystkich pakietów.Wszystkie pakiety oprócz danych zawierają nagłówki, w których zapisano adres docelowy i adres źródła. Każdy ze standardów sieciowych wykorzystuje własny format tych informacji. Zastosowanie pakietów zwiększa prawdopodobieństwo, że informacja ostatecznie dotrze do odbiorcy i umożliwia uniknięcie zatkania łącza przez bardzo duże pliki. Pozwala na to przełączanie pakietów - serwer po wysłaniu części jednego pliku może się przez jakiś czas zajmować wysyłaniem pakietów należących do innego pliku.

Protokołem, na którym opiera się dziś rozwój całego Internetu, jest TCP/IP. Jeśli korzystasz wyłączenie z popularnych usług w rodzaju WWW bądź e-mail, zrozumienie zasad działania tego protokołu nie jest Ci niezbędne. Z drugiej strony, gdy poznasz te mechanizmy, przestaniesz postrzegać Internet jako magiczną pajęczynę, w której informacje cudownym zbiegiem okoliczności zazwyczaj trafiają tam, gdzie powinny.

O protokołach sieciowych najłatwiej myśleć jak o języku, który komputerom podłączonym do sieci pozwala się wzajemnie komunikować. Dzięki konwencjom przyjętym w poszczególnych protokołach mogą wydawać polecenia i odpowiadać na sygnały wysyłane z innych komputerów.

Większość sieci komputerowych, a już szczególnie Internet, jest heterogeniczna, co oznacza, że są w nich stosowane różne protokoły-języki. TCP/IP to tylko jeden z możliwych wariantów, choć bardzo popularny. Na szczęście, są sposoby na to, aby poszczególne protokoły mogły się porozumiewać między sobą.

Zanim przedstawimy mechanizmy TCP/IP, warto wspomnieć o wzorcowym modelu sieci komputerowej, opracowanym w 1978 roku przez International Standards Organization (ISO). Zdefiniowano w nim siedem podstawowych warstw sieci komputerowej. Przedstawimy je pokrótce, gdyż ułatwi to zrozumienie protokołu TCP/IP.

Warstwa fizyczna - odpowiada ze przesłanie danych z karty sieciowej do kabla sieciowego (bądź innego medium transmisyjnego).

Warstwa łącza - odpowiada za fizyczną poprawność transmisji pomiędzy nadawcą a odbiorcą.

Warstwa sieciowa - zajmuje się transmisją danych między sieciami; ma charakter niesekwencyjny, co oznacza, że dane niekonieczne docierają do adresata w takiej kolejności, w jakiej zostały wysłane. W tej warstwie nie przewidziano również żadnych mechanizmów potwierdzenia ani weryfikacji poprawności transmisji.

Warstwa transportowa - na tym etapie nieuporządkowane dane zostają ułożone we właściwej kolejności a błędy - skorygowane.

Warstwa sesji - odpowiedzialna jest za ustanowienie połączenia między aplikacjami.

Warstwa prezentacji - formatuje dane w sposób czytelny dla najwyższej warstwy.

Warstwa aplikacji - najwyższa - w praktyce jest to program, który chce skorzystać z sieci.

Rozwiązań ściśle trzymających się takiego sztywnego modelu sieci komputerowej praktycznie się nie stosuje. TCP/IP wykorzystuje tylko niektóre z powyższych warstw.

TCP/IP - król protokołów

Ściśle mówiąc, TCP/IP to dwa protokoły. Zacznijmy od IP. Jest to protokół warstwy sieci, co oznacza, że odpowiada za właściwe adresowanie i przesyłanie danych, ale zupełnie nie zajmuje się poprawnością samej transmisji. To zadanie należy do protokołu wyższego rzędu - TCP, należącego do warstwy transportowej.

Sieć rozległa, taka jak Internet, składa się z połączonych ze sobą mniejszych sieci lokalnych. Jeśli protokół komunikacyjny ma być użyteczny, musi zapewniać odpowiednie mechanizmy adresowania danych w obrębie obydwu typów sieci. Konieczność adresowania danych do konkretnego odbiorcy jest oczywista w sieciach większych niż kilkukomputerowe.

Jak już wspomnieliśmy, za odpowiednie adresowanie odpowiada protokół IP. Naczelna zasada głosi, że w ramach jednej sieci każdy adres IP musi być niepowtarzalny.


Zobacz również