(A) TCP/IP protokoll

Ez valójában nem egy, hanem két, egymással összekapcsolt protokoll rendszere: a TCP (Transmission Control Protocol - átviteli vezérlő eljárás) és az IP (Internet Protocol - internet eljárás) protokolloké. Csomagkapcsolt hálózatok adatátviteli eljárásaként hozták létre. Felépítésében követi az OSI modellt, de egyes rétegeket összevontan kezel.

87.  ábra: Az OSI modell és a TCP/IP modell összehasonlítása

• Host és network réteg (az OSI modell fizikai és adatkapcsolati rétegének egyben történő megvalósításával)

Feladata az adatfolyam kezelése, a keretek hálózati forgalmának lebonyolítása. A fölötte lévő szintek ezeket az adatkereteket adják át adó, és fogadják vevő oldalon.

• Internetwork réteg (az OSI modell hálózati rétegének felel meg)

Feladata az adatok átvitele a hálózaton, függetlenül annak útvonalától. Gyakran hasonlítják ezt a postai szolgáltatáshoz: amikor egy levelet feladunk, a borítékra csak a feladó és a címzett adatai kerülnek rá, és nem tudjuk - de nem is fontos számunkra -, hogy az miként, milyen úton érkezik meg a rendeltetési helyére. Ezen a szinten három protokoll található:

o   IP (Internet Protocol)

Az IP gondoskodik a hálózaton a csomagok átviteléről a hostok között. Ez egy kapcsolat nélküli protokoll, azaz a csomagok forgalmához nem szükséges a küldést megelőző kapcsolatfelvétel. E miatt adatátviteli szempontból nem megbízható, hisz semmi nem garantálja, hogy a csomagok nem vesznek el, sorrendjük nem keveredik össze. Az IP csomag két fő részből áll:

1. IP fejléc
2. Adatmező

o   ARP (Adres Resolution Protocol)

Az adatcsomag fizikai címének megkeresésére szolgál. Egy olyan IP csomagot hoz létre és továbbít adatszórásos (broadcast) elven, melyben egyaránt szerepel a keresett IP cím, a saját IP cím és a fizikai cím. Ha az IP cím alapján egy eszköz magát azonosítja, saját fizikai címével a csomagot kiegészíti, s a csomagot visszaküldi az eredeti feladónak.

o   ICMP (Internet Control Message Protocol)

Hibajelzésre és a kapcsolatban álló két fél egyéb paramétereinek elküldésére szolgál. Ez is IP csomagként halad a hálózaton.

• Transport réteg (az OSI modell szállítási rétegével azonosítható)

Az alkalmazási rétegtől kapott adatot a küldéshez szükséges fejjel egészíti ki. Kétféle, egymástól teljesen független protokollt használ:

o   TCP (Transmission Control Protocol)

Ez az átvitel-vezérlési eljárás. Kezdeményezőként (adóként) küld egy kérés csomagot, bevárja a címzett válaszát, s ezt az adó egy nyugtázó üzenettel hálálja meg. A kapcsolatok azonosítására a portok szolgálnak, az első 1024 TCP port foglalt a standard alkalmazások számára. Figyeli a csomagok sorrendjét is. Ha a csomagok sorrendjétől eltérően egy későbbi csomagról kap nyugtát (egy vagy több csomag nyugtázása kimarad), akkor a sorfolytonosan legutolsó nyugtázott csomagot követő csomagtól kezdve megismétli az adást.

o   UDP (User Datagram Protocol)

Mivel ez az eljárás nem kapcsolathoz kötött, így nincs nyugtázás és hibajavítás sem. Cserébe sokkal gyorsabb adatátvitelt tesz lehetővé. Az olyan alkalmazások használják, amelyeknél a pontosságnál fontosabb a gyorsaság. (Pl. valós idejű hangátvitel esetén kisebb gond, ha pillanatnyi hanghiba adódik, mintha a folyamat egésze időcsúszást szenved.)

• Alkalmazási réteg (az OSI modell viszony-, megjelenítési és alkalmazási rétegeinek egy szinten való megvalósítása)

Ezen a szinten találjuk az alkalmazásokat. Az adatfolyamot a szállítási rétegnek továbbítják, illetve attól fogadják. Ezt a TCP vagy UDP meghatározott portján keresztül valósítják meg. A standard portokhoz vannak olyan szabványosított eljárások rendelve, mint például: SMTP, POP3, FTP, http stb.

 

(B) Az internet címzési rendszere: IP

A TCP/IP protokollstruktúrából következik, hogy minden, a hálózathoz csatlakozó számítógépnek rendelkeznie kell egy egyedi azonosítóval. Ez az IP cím. E szakaszban az IPv4 példáján mutatjuk be az IP címek rendszerét, azonban megemlítjük, hogy a hálózati eszközök egyre nagyobb száma szükségessé tette egy új azonosítási rendszer bevezetését (IPv6). Jelenleg a két szisztéma egymás mellett él.

Az IP cím 4 bájton (azaz 32 biten) tárolt információ, szemléletesen az egyes bájtok értékét pontokkal elválasztva írjuk le (pl. 192.168.190.2).

A címek felépítése hierarchikus rendet képez. Két részre bontjuk:

• Hálózati azonosító

Ez egy hálózatot jelöl ki, a cím első (változó hosszúságú) része azonosítja. Az ütközések elkerülése érdekében ezt a NIC (Network Information Center) adja ki, s tartja nyilván.

• Host azonosító

A hálózati azonosító által meghatározott hálózatban működő célállomás.

 

Címosztályok:

1.    A osztályú címek

0

Network (7 bit)

Host (24 bit)

Az 1.0.0.0 és a 127.0.0.0 közötti hálózatokat foglalja magába. A hálózatot az első bájt, azaz a cím első számjegye azonosítja. A további három bájton ábrázolt értékeket a hálózatot felügyelő szabadon osztja ki. Olyan hálózatoknál alkalmazzák, amelyekben 65 536-nál több gép található. Ezzel a címzéssel mintegy 1,6 millió célállomás címezhető.

Példa A osztályú IP állomás címére: 120.10.20.30

2.    B osztályú címek

10

Network (14 bit)

Host (16 bit)

A 128.0.0.0 és a 191.255.0.0 közötti hálózatokat foglalja magába. A hálózatot az első 16 bit, azaz a cím első két számjegye azonosítja. Az állomások címei a másik 16 biten kiosztott címeken osztozhatnak, ezért ilyet csak a 65 536-nál kevesebb állomást tartalmazó hálózatok esetében lehet alkalmazni.

Példa B osztályú IP állomás címére: 168.10.20.30

3.    C osztályú címek

110

Network (21 bit)

Host (8 bit)

A 192.0.0.0 és 223.255.255.0 közötti hálózatokat foglalja magába. A célállomások címei mindössze 1 bájtnyi címterületen oszthatóak, így az ilyen hálózatokban legfeljebb 256 állomás címezhető.

Példa C osztályú IP állomás címére: 120.10.20.30

4.    Speciális IP címek

• A 224.0.0.0 és 254.0.0.0 a D, E és F kategóriába sorolt tartományi címeket nem adják ki hálózatok számára, azok speciális felhasználásra vannak fenntartva.
• A 127.0.0.0 hálózat a helyi hálózati elemek tesztelési céljára szintén fenn van tartva. A működőképesség ellenőrzésére önmaguknak tudnak csomagot küldeni az eszközök a 127.0.01 címre.
• Broadcast (szórási) címek: az adott hálózat IP címtartományának utolsó címét az állomások szórási címként használhatják. Azaz ha erre a címre csomagot küldenek (pl. útvonal-választási információ céljából említettük ezt az esetet a TCP/IP protokollstruktúra bemutatásakor), akkor azt minden, a hálózathoz csatlakozó állomás egyszerre megkapja.

Bár az előbb vázolt címzési rendszerrel 2³² számú (mintegy 4 294 967 296) állomás címezhető (elvileg), e szám, bármilyen nagynak is tűnik, fogyóban van. Hisz állomáscímeket nem csak a számítógépek, hanem valamennyi, a hálózatot használó eszköz igényel. E probléma kiküszöbölésére is alkalmas megoldás az alhálózatok létrehozása.

Az elválasztást az alhálózati maszk szolgálja. Ez szintén egy 32 bites cím, ahol a hálózatnak megfelelő és az alhálózatot azonosító biteken 1-esek, a többi helyen 0-ák állnak (pl. C osztályú IP cím esetén 255.255.255.0). Ahhoz, hogy eldönthessük, egy számítógép mely hálózathoz tartozik, egy egyszerű ÉS (AND) műveletet kell végrehajtani az IP cím és a hálózati maszk értékeivel.

 

(C) Az internet címzési rendszere: tartománynév

Az előzőekben bemutatott pontozott decimálisnak is mondott IP címek rendszere aligha sarkallna tömegeket hálózati kommunikációra, hisz az egyes címeket nehéz fejben tartani, nem lehet kötni a keresett információhoz. Ezért az egyes IP címekhez domain neveket (tartományneveket) rendelnek. Ezek nem maguk az adott weboldalak, hanem csupán egy felhasználóbarát címzési rendszer.

A tartománynevek felépítése (jobbról balra haladva):

• Felső szintű tartomány (TLD - Top Level Domain)

Ez a név végén ponttal elválasztott utolsó elem. Két csoportja van:

o   nemzetközi fődomain (top level domain): rendszerint három karakteres, a működési területet jelző rövidítés; ilyen például: .com, .org, .mil, de a .eu is ide sorolandó.

o   nemzeti domainek: az adott ország nevére utaló két karakteres rövidítés; így a .hu Magyarországot, a . en és a .gb Angliát jelenti, és sorolhatnánk...

• A második szintű tartomány (SLD)

A tartománynév e részlete szabadon megválasztható. Bár lehetőség van újabban nemzeti karakterkészleteket tartalmazó tartománynevek választására, ez - szerencsére - nem terjed, gondoljunk azokra a nehézségekre, melyek egy-egy magyar ékezetes betű begépelését jelentenék külföldi útjaink során...

• Ez alá is rendelhető névvel ellátott célállomás (subdomain)

A második szintű domaintől ezt is ponttal választjuk el.

Ahhoz, hogy a két különböző címzési rendszer egymásnak megfeleltethető legyen, DNS-eket (Domain Name Server) alkalmazunk a hálózatban. Magán az interneten több ezer ilyen kiszolgáló található, de belső hálózatunk számára magunk is létre hozhatunk ilyet.

A már említett UDP protokollt használják rendszerint a névfeloldási kérések csomagjainak küldésére.