TCP/IP

Swoją funkcjonalność TCP/IP uzyskuje dzięki modułowej budowie. Każdy protokół w stosie pełni unikalną i odrębną rolę w procesie komunikacji.

Powyższy rysunek przedstawia uproszczony model stosu TCP/IP. Można wyodrębnić cztery warstwy, zawierające odpowiednie protokoły stosu.

1. Warstwa aplikacji zawiera protokoły dostarczające i formatujące dane używane przez aplikację użytkownika. Przykładem są tu protokoły HTTP i FTP, z którymi każdy ma, na co dzień do czynienia.

2. Warstwa transportowa daje możliwość gwarantowania dostarczania danych między komputerami. W tej warstwie znajdują się również informacje o aplikacji, dla której te dane są przeznaczone, tak zwane gniazdo (socket). W warstwie tej znajdziemy dwa protokoły:

• UDP (User Datagram Protocol), odpowiedzialny i używany w przypadku transmisji nie gwarantowanej, np. rozgłoszenie (broadcast),

• TCP (Transmission Control Protocol), gwarantuje dostarczenie danych dzięki potwierdzeniu odbioru, do zapewnienia niezawodności wykorzystuje mechanizm „potrójnego podania ręki” (three way handshake).

Warstwa internetowa odpowiada za prawidłowe adresowanie, pakowanie, diagnostykę i przede wszystkim routing transmitowanych danych.

Warstwa interfejsu sieciowego odpowiada za umieszczenie danych w medium sieciowym. W tej warstwie znajdują się fizyczne elementy takie jak karta sieciowa, czy też okablowanie.

Jak to działa?

Dane przesyłane przy użyciu protokołu TCP/IP przechodzą przez każdą warstwę i w każdej z nich dokładane są informacje związane z używanymi protokołami danej warstwy. Proces ten jest nazywany „owijaniem” pakietów.

Jak dostarczyć dane?

Każdy z komputerów korzystających z protokołu TCP/IP musi posiadać unikalny identyfikator, tzw. adres IP. W wolnym rozumieniu można go porównać do adresu pocztowego (zawierającego miasto dostarczenia przesyłki oraz ulice, numer domu czy mieszkania), który pozwala nam odbierać i wysyłać listy (funkcję urzędu pocztowego realizuje warstwa interfejsu sieciowego). W trakcie procesu adresacji jeden z protokołów dodaje dwa adresy, adres maszyny źródłowej i adres maszyny docelowej. Jest to oczywiście protokół IP (Internet Protocol) w warstwie internetowej. W warstwie tej znajduje się jeszcze jeden protokół odpowiedzialny za adresację. Jest to ARP (Address Resolution Protocol), którego rolę można porównać do roli listonosza, który bezpośrednio dostarcza listy. Protokół ARP jest odpowiedzialny za znalezienie adresu MAC (Media Access Control) maszyny, do której wysyłane są dane. MAC adres jest to unikalny identyfikator, który posiada każdy fizyczny interfejs sieciowy (karta sieciowa, modem). W przypadku, kiedy maszyna docelowa znajduje się w innej sieci, to adresem MAC docelowym jest adres rutera, ale o tym opowiemy w kolejnym artykule. Reasumując: mechanizm adresowania w protokole TCP/IP podaje następujące składniki:

• adres IP stacji źródłowej,

• adres IP stacji docelowej,

• adres MAC stacji źródłowej,

• adres MAC stacji docelowej.

Jak skonfigurować?

Adres IP, by zapewnić poprawność komunikacji, musi być unikalny, ale nie do końca dowolny, na każdym komputerze w ramach sieci. Czym jest sam adres? Jest to cztero bajtowy numer (32 bity). Jest to, więc zbiór trzydziestu dwóch zer i jedynek, aby było łatwiej zarządzać adresami IP w systemach operacyjnych jest on wprowadzany w postaci dziesiętnej.

Z tego wynika, że najniższy adres IP to 0.0.0.0 a najwyższy 255.255.255.255. Na początku artykułu pojawiła się informacja, że protokół jest rutowalnym, czyli daje możliwość tworzenia odseparowanych logicznie (niekoniecznie fizycznie) sieci. Oznacza to w praktyce, że unikalny adres IP komputera powinien zawierać informację o adresie sieci, w której znajduje się dany komputer. Do identyfikacji sieci wewnątrz adresu IP wykorzystywana jest maska podsieci. Jest to drugi parametr, który musi być obowiązkowo podany w konfiguracji TCP/IP. Podobnie jak adres IP składa się ona z czterech bajtów. Jeżeli w bicie maski podsieci znajduje się „jedynka” to oznacza, że odpowiadający jej bit adresu IP jest identyfikatorem sieci.

Jeżeli chcemy by dwie maszyny były wpięte do jednej logicznej sieci IP to ich adresy muszą:

• mieć takie same maski podsieci,

• mieć różne adresy IP,

• mieć taką samą część adresu IP, która jest identyfikatorem sieci.

Jeżeli chcemy by dwie maszyny były wpięte do różnych logicznych sieci IP to ich adresy muszą:

• mieć różne adresy IP,

• mieć różne części adresu IP, które są identyfikatorem sieci.

Kolejnymi parametrami, które można podać w konfiguracji stosu TCP/IP są:

• adres bramy (rutera), jest on niezbędny w przypadku, kiedy następuje segmentacja na sieci logiczne i daje możliwość komputerom na komunikację między sieciami,

• adres serwera DNS, jeśli w sieci jest wykorzystywana usługa DNS. Serwis ten znajduje się na pewno w każdej domenie 2000/2003,

• adres serwera WINS, usługa kojarząca nazwy NetBIOS z adresem IP (więcej w kolejnych artykułach).

Jak sprawdzić czy działa?

Po konfiguracji na stacjach protokołu TCP/IP można skorzystać z jednego z wielu narzędzi do testowania połączenia, które są integralnymi składnikami stosu TCP/IP. Najczęściej i najchętniej wykorzystywanym jest ping.exe, którym można sprawdzić czy jest kontakt ze zdalnym komputerem. Inną aplikacją jest tracert.exe pokazujący „drogę” pakietów do maszyny docelowej. Inną godną uwagi aplikacją jest pathping.exe, który działa podobnie do tracert.exe, ale dodaje dodatkowe statystyki.

---