ELEMENTY WARSTWY
APLIKACYJNEJ
Architektura TCP/IP w warstwie aplikacyjnej jest niezale┐na od platformy sprzΩtowej i
wykorzystuje technologiΩ klient/serwer. Klient inicjuje (wywo│uje) aplikacje, a serwer
odpowiada na ┐▒danie klient≤w. Realizacj▒ tej koncepcji s▒ podstawowe aplikacje
TCP/IP : TELNET (aplikacja umo┐liwiaj▒ca pracΩ zdaln▒), FTP (aplikacja umo┐liwiaj▒ca
transfer plik≤w) oraz SMTP (aplikacja obs│uguj▒ca pocztΩ elektroniczn▒). Na
poni┐szym rysunku mo┐na zobaczyµ TELNET, FTP, SMTP oraz inne us│ugi dostΩpne w
warstwie aplikacyjnej sieci.
Innym wa┐nym elementem warstwy aplikacyjnej jest protok≤│ X udostΩpniaj▒cy
rozproszone ╢rodowisko okienkowe. Praca w rozproszonym ╢rodowisku graficznym jest
mo┐liwa dziΩki zastosowaniu technologii klient/serwer. W sk│ad protoko│u X wchodz▒
miΩdzy innymi:
Serwer X ( X Server) - Program
udostΩpniaj▒cy us│ugi w ╢rodowisku graficznym na ┐▒danie aplikacji typu klient X.
Klient X (X Client) - Program
korzystaj▒cy z us│ug udostΩpnianych przez program typu serwer X (np. emulacja terminala
graficznego).
Mened┐er okien X (X Window Manager) -
Program umo┐liwiaj▒cy zmianΩ rozmiaru, przesuwanie i modyfikacje okien wy╢wietlanych
na ekranie.
Biblioteka X (X Library) - Jest to
biblioteka procedur w jΩzyku C i u│atwiaj▒cych tworzenie aplikacji X Window. Jedn▒ z
funkcji XLIB jest przetwarzanie ┐▒da± klienta X na ┐▒dania protoko│u X.
NarzΩdzia X (X Toolkits) - Jest to
biblioteka program≤w u│atwiaj▒ca tworzenie element≤w interfejsu u┐ytkownika
(przyciski, paski menu, itp.).
Widget - Jest to okno X, powi▒zane z nim
dane oraz procedury s│u┐▒ce do wykonywania operacji na tych danych.
TCP/IP zawiera protok≤│ zabezpieczaj▒cy nazwany Kerberos. Dzia│anie tego protoko│u
opiera siΩ na wsp≤│pracy serwera kontroluj▒cego z serwerem wydaj▒cym bilety
dostΩpu . Przyk│adowo po wys│aniu przez klienta ┐▒dania wydania biletu,
specjalny serwer sprawdza to┐samo╢µ klienta i po pozytywnym przej╢ciu
weryfikacji wydaje bilet , kt≤ry mo┐e byµ przedstawiony serwerowi
kontroluj▒cemu, kt≤ry udostΩpnia okre╢lone us│ugi sieciowe.
Kolejn▒ us│ug▒ jest CMIS (Common Managment Information Service). Jest to us│uga
udostΩpniana przez protok≤│ zarz▒dzania informacjami CMIP. CMIP jest faktycznie
metod▒ zarz▒dzania sieci▒ modelu OSI. Funkcje protoko│u CMIP zaimplementowane w TCP/IP
okre╢la siΩ jeszcze innym skr≤tem - CMOT. Przy tej implementacji jako mechanizm
transportowy u┐ywany jest protok≤│ TCP. Definicja CMIP jest napisana w jΩzyku ASN.1
(notacja sk│adni abstrakcyjnej) u┐ywanym do ╢cis│ego i jednoznacznego definiowania
typ≤w danych.
W sk│ad TCP/IP wchodzi tak┐e protok≤│ zarz▒dzania sieci▒ SNMP, kt≤ry wykorzystuje
protok≤│ UDP jako mechanizm transportowy. SNMP ma w│asn▒ terminologiΩ, w kt≤rej
zamiast pojΩµ klient i serwer u┐ywa siΩ termin≤w:
agent i mened┐er . Agentem nazywa siΩ program okre╢laj▒cy
status wΩz│a sieci. Aplikacja (mened┐er) komunikuje siΩ z agentami za pomoc▒
komunikat≤w przesy│anych w sieci. Ca│o╢µ informacji o wΩ╝le jest przechowywana w
bazie danych MIB.
Specjalne programy pozwalaj▒ce aplikacjom wywo│ywaµ procedurΩ uruchamiaj▒c▒ serwer
nazywaj▒ siΩ RPC. Serwer zwraca w≤wczas odpowiednie zmienne i kody do adresata. W
skr≤cie mo┐na powiedzieµ, ┐e RPC jest po prostu mechanizmem umo┐liwiaj▒cym
dzia│anie sieci w modelu klient/serwer.
NFS jest to zestaw protoko│≤w opracowanych przez firmΩ SUN MicroSystems. Faktycznie
jest to rozproszony system zarz▒dzania plikami, w kt≤rym ka┐dy komputer korzystaj▒cy z
NFS ma nieograniczony dostΩp do katalog≤w wszystkich innych maszyn w systemie NFS.
TFTP jest bardzo prostym protoko│em przesy│ania plik≤w wykorzystuj▒cym UDP jako
mechanizm transportowy. Z tego wzglΩdu TFTP nie gwarantuje takiego stopnia
bezpiecze±stwa i odporno╢ci na zak│≤cenia, jak FTP.
Ostatnim, choµ bardzo wa┐nym elementem TCP/IP jest system adresowania DNS (Domain Name
Service). Jest to rozproszona baza danych zawieraj▒ca adresy IP i ich aliasy (czyli
przypisane im nazwy). DNS stworzono po to, aby rozwi▒zaµ problem zarz▒dzania plikami
identyfikacyjnymi (host files) na ka┐dym z komputer≤w w sieci TCP/IP. Plik
identyfikacyjny zawiera adresy IP oraz aliasy i musi byµ aktualizowany za ka┐dym razem,
gdy dodaje siΩ nowy podsystem lub wΩze│ sieci. DNS eliminuje potrzebΩ nieustannego
uaktualniania plik≤w identyfikacyjnych na ka┐dym z komputer≤w w sieci.
ELEMENTY WARSTWY TRANSPORTOWEJ
TCP/IP zawiera dwa mechanizmy transportowe. S▒ to nimi protoko│y TCP oraz UDP. TCP jest
zorientowanym po│▒czeniowo bezpiecznym protoko│em, przeprowadzaj▒cym automatyczne
retransmisje w przypadku wykrycia b│Ωd≤w. Steruje on danymi otrzymanymi z g≤ry, z
warstwy aplikacyjnej.
UDP jest protoko│em typu bezpo│▒czeniowego, to znaczy nie sprawdzaj▒cym poprawno╢ci
danych i nie przeprowadzaj▒cym retransmisji. UDP jest u┐ywany w specyficznych warunkach
przez niekt≤re aplikacje sieciowe. Aplikacje korzystaj▒ce z UDP musz▒ mieµ w│asne
mechanizmy weryfikacji i retransmisji danych.
PROTOKOúY WARSTWY SIECIOWEJ
W warstwie sieciowej funkcjonuje protok≤│ IP transportuj▒cy DATAGRAMY w sieci. Datagram
sk│ada siΩ z danych przekazywanych przez warstwΩ aplikacyjn▒ oraz nag│≤wka i bloku
ko±cowego dodanego w warstwie transportowej. Protok≤│ IP korzysta z 32-bitowych
adres≤w identyfikuj▒cych sieci i wΩz│y. IP opracowano w tym celu, aby umo┐liwiµ
sterowanie ROUTERAMI (urz▒dzeniami wyznaczaj▒cymi trasΩ danych w sieci) i innymi
urz▒dzeniami sieciowymi produkowanymi przez r≤┐nych producent≤w.
Protok≤│ ICMP s│u┐y do wysy│ania komunikat≤w okre╢laj▒cych status wΩz│≤w sieci.
Komunikat taki mo┐e byµ powiadomieniem o b│Ωdzie lub po prostu zawieraµ informacje o
bie┐▒cym stanie wΩz│a. ICMP umo┐liwia wydawanie polece± dla urz▒dze± sieciowych,
kt≤re odpowiadaj▒ zwracaj▒c informacje o swoim stanie. W tym celu
wykorzystywany jest specjalny program PING. Protoko│y ICMP i IP s▒ implementowane razem,
poniewa┐ musz▒ ╢ci╢le wsp≤│dzia│aµ udostΩpniaj▒c mechanizmy wyznaczania trasy i
uzyskiwania informacji.
Protok≤│ ARP zwraca adres fizyczny (zwany te┐ adresem twardym) dowolnego wΩz│a o
znanym adresie IP. ARP kojarzy adres IP z odpowiadaj▒cym mu adresem fizycznym, np.
adresem Ethernetu. Logiczne po│▒czenie pomiΩdzy tymi dwoma adresami okre╢la siΩ
skr≤tem BIND.
W sieciach zgodnych protoko│owo z TCP/IP zawiraj▒cy wΩz│y Ethernet, wyr≤┐nia siΩ
fizyczny adres sieciowy i generowany programowo adres protoko│u IP. Fizyczny adres
Ethernet sk│ada siΩ z kodu zapisanego na karcie sieciowej. Zadaniem ARP jest ustalenie,
kt≤ry fizyczny adres sieciowy odpowiada adresowi IP w pakiecie. Gdy wΩze│ wysy│a
pakiet IP, konieczne jest ustalenie fizycznego adresu sieciowego r≤wnowa┐nego zapisanemu
w pakiecie adresowi IP. WΩze│ rozsy│a pakiet ARP, zawieraj▒cy adres IP wΩz│a
docelowego, a wΩze│ docelowy w odpowiedzi zwraca sw≤j adres fizyczny.
Uzyskana informacja przechowywana jest w podrΩcznym buforze. Gdy wΩze│ ponownie bΩdzie
chcia│ wys│aµ pakiet IP, sprawdzi najpierw, czy w buforze nie ma ju┐ odpowiedniego
adresu fizycznego stacji docelowej. Je╢li jest, to skorzysta z niego, a procedura z
rozsy│aniem pakietu ARP nie bΩdzie (niepotrzebnie) powtarzana. Pozwala to na
zmniejszenie ruch w sieci.
Niejako odwrotne zadanie wykonuje protok≤│ RARP wyznaczaj▒cy adresy IP na podstawie
adresu fizycznego. W tym celu RARP zmusza wΩze│ do rozes│ania swojego
adresu fizycznego - w≤wczas inny wΩze│ sieci LAN odpowiada na przekaz zwracaj▒c adres
IP wΩz│a ╝r≤d│owego.
Protoko│y bramkowe umo┐liwiaj▒ wzajemne komunikowanie siΩ urz▒dze± trasuj▒cych
(router≤w). Istnieje wiele protoko│≤ bramkowych. Przyk│adem mo┐e byµ protok≤│
wymiany informacji miΩdzy routerami nazywany RIP (Routing Information Protocol). Innym
protoko│em bramkowym jest OSPF (Open Shortest Path First). Obecnie nazwa protoko│y
bramkowe jest nieco myl▒ca, poniewa┐ bramki s▒ urz▒dzeniami sieciowymi
pe│ni▒cymi specyficzne funkcje, najczΩ╢ciej inne ni┐ wyznaczanie trasy.
PROTOKOúY WARSTWY úíCZA DANYCH
W TCP/IP nie ma okre╢lonych standardowych protoko│≤w na poziomie warstwy │▒cza.
Wyb≤r zale┐y od przeznaczenia i wymaga± stawianych sieci. W sieci TCP/IP mog▒ byµ
wykorzystywane r≤┐ne protoko│y │▒cza, np.:
- Ethernet
- Token Ring
- FDDI (Fiber Distributed Data Interface)
- X.25
STOSOWANY NOªNIK
Sieµ TCP/IP mo┐na zaimplementowaµ z wykorzystaniem r≤┐nych no╢nik≤w. Przyk│adowo
dla sieci TCP/IP o architekturze Ethernet no╢nikiem jest skrΩtka dwu┐y│owa lub kabel
koncentryczny. W nowoczesnej sieci TCP/IP no╢nikiem mog▒ byµ ╢wiat│owody. W
rozleg│ej sieci TCP/IP typu X.25 no╢nikiem s▒ najczΩ╢ciej linie satelitarne,
mikrofale lub szeregowe linie telefoniczne.
|