3.3.1 Наборы сетевых протоколов (Protocol Suites)

Что такое Protocol Suite?

Protocol Suite (набор протоколов) — это группа взаимосвязанных протоколов, которые работают вместе для обеспечения коммуникации. Каждый протокол в наборе выполняет свою часть работы.

Лучший способ представить это — стек (stack): слои, где каждый верхний уровень опирается на нижний.

Аналогия с людьми (из схемы)

Разговор между двумя людьми тоже можно разложить на слои:

Слой	У людей	В сети
Content Layer (верхний)	Само содержание разговора — “Где кафе?”	HTTP — содержимое запроса
Rules Layer (средний)	Правила разговора: говорить на одном языке, ждать своей очереди, сигнализировать об окончании	TCP — управление сессией
Physical Layer (нижний)	Физический акт речи — голос, звуковые волны между людьми	Ethernet/Wi-Fi — физическая передача

Ключевой принцип стека

Верхние уровни — отвечают за СОДЕРЖАНИЕ
Нижние уровни — отвечают за ТРАНСПОРТИРОВКУ

Каждый уровень не знает, что происходит на других уровнях — он просто получает данные сверху, делает свою работу, и передаёт вниз. Это позволяет заменять протоколы на одном уровне, не затрагивая остальные.

Итог: Protocol Suite — это набор правил, которые совместно решают задачу коммуникации. Именно так работает TCP/IP — главный набор протоколов современного интернета.

3.3.2 Эволюция наборов протоколов

Четыре конкурирующих набора протоколов

Набор	Кто создал	Судьба
TCP/IP	IETF (открытый стандарт)	✅ Победил — используется везде сегодня
OSI (ISO)	ISO + ITU, 1977 год	⚠️ Протоколы вытеснены TCP/IP, но модель OSI используется как эталонная до сих пор
AppleTalk	Apple, 1985 год	❌ В 1995 Apple перешла на TCP/IP
Novell NetWare	Novell, 1983 год	❌ В 1995 Novell перешла на TCP/IP

Сравнение по уровням (из схемы)

Нижний уровень (Ethernet, WLAN) — общий для всех наборов, потому что физическая среда передачи одна и та же.

Главный вывод

TCP/IP победил потому, что он открытый (никто не владеет, любой может использовать бесплатно) и поддерживается IETF. Все конкуренты были проприетарными (принадлежали конкретным компаниям) и в итоге сами перешли на TCP/IP.

3.3.3 Пример стека TCP/IP

Четыре уровня TCP/IP

┌─────────────────────────────────────┐
│  Application  │        HTTP         │  ← что передаём
├───────────────┼─────────────────────┤
│   Transport   │        TCP          │  ← как надёжно передаём
├───────────────┼─────────────────────┤
│   Internet    │         IP          │  ← куда доставляем
├───────────────┼─────────────────────┤
│ Network Access│      Ethernet       │  ← по какой физической среде
└─────────────────────────────────────┘

Важный нюанс

TCP/IP собственных протоколов на уровне Network Access не имеет. На этом уровне работают сторонние протоколы:

Ethernet — для проводных сетей
WLAN — для Wi-Fi
Сотовая связь — для мобильных сетей

Они отвечают за физическую доставку IP-пакета по конкретной среде.

Что происходит при открытии веб-страницы

Уровень	Что делает	Протокол
Application	Формирует HTTP-запрос “дай мне страницу”	HTTP
Transport	Разбивает на сегменты, нумерует, следит за доставкой	TCP
Internet	Добавляет IP-адреса отправителя и получателя	IP
Network Access	Превращает в электрический/радиосигнал и отправляет	Ethernet/WLAN

На схеме видно: пакет (конверт) идёт от компьютера → через интернет → к веб-серверу. Стрелки вверх и вниз у сервера — это деинкапсуляция: сервер “разворачивает” все слои в обратном порядке, чтобы добраться до HTTP-запроса.

TCP/IP — это на самом деле целый стек

Когда говорят “TCP/IP” — обычно имеют в виду не только эти два протокола, а всё семейство протоколов на которых работает интернет:

Прикладной уровень   →  HTTP, DNS, FTP, SMTP...
Транспортный уровень →  TCP, UDP
Сетевой уровень      →  IP
Канальный уровень    →  Ethernet, Wi-Fi...

Просто TCP и IP — самые главные и известные из этого стека, поэтому по ним назвали всё.

3.3.4 TCP/IP Protocol Suite — разбор по слоям

Это твой курс по стеку TCP/IP. Разберём каждый слой по скриншотам.

Структура стека (4 слоя)

Application Layer (Прикладной)

Протоколы которые используют конкретные приложения.

Name System

DNS (Domain Name System) — переводит доменные имена (google.com) в IP-адреса

Host Config — как устройство получает настройки сети

DHCPv4 (Dynamic Host Control Protocol) version 4) — автоматически выдаёт IPv4-адрес устройству при подключении
DHCPv6 — то же самое но для IPv6
SLAAC (Stateless Address Autoconfiguration) — устройство само настраивает IPv6-адрес без DHCP-сервера

Email

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — отправка почты (от тебя на сервер и между серверами)
POP3 (Post Office Protocol 3) — получение почты, скачивает письма на устройство и удаляет с сервера
IMAP (Internet Message Access Protocol) — получение почты, письма остаются на сервере (современный стандарт)

File Transfer

FTP (File Transfer Protocol) — передача файлов, надёжный, с подтверждением
SFTP (SSH File Transfer Protocol) — FTP через SSH, зашифрованный
TFTP (Trivial File Transfer Protocol) — упрощённый FTP, без подтверждения доставки, лёгкий

Web

HTTP — передача веб-страниц
HTTPS — HTTP с шифрованием
REST (Representational State Transfer) — архитектура API для веб-сервисов

Transport Layer (Транспортный)

Отвечает за то, как данные доставляются между процессами.

	TCP	UDP
Тип	Connection-Oriented (с установкой соединения)	Connectionless (без соединения)
Надёжность	Подтверждает доставку каждого пакета	Отправил и забыл
Скорость	Медленнее	Быстрее
Использование	HTTP, почта, файлы	Видео, голос, DNS

Internet Layer (Сетевой)

Отвечает за адресацию и маршрутизацию пакетов.

Internet Protocol

IPv4 — 32-битный адрес (например 192.168.1.1), основной протокол интернета
IPv6 — 128-битный адрес, создан из-за нехватки IPv4-адресов
NAT (Network Address Translation) — переводит приватные IP (10.x.x.x) в публичные, именно это делает твой роутер

Messaging — служебные сообщения об ошибках

ICMPv4 (Internet Control Message Protocol) — сообщает об ошибках доставки для IPv4 (на нём работает команда ping)
ICMPv6 — то же для IPv6
ICMPv6 ND — находит соседей в сети IPv6, определяет MAC-адреса

Routing Protocols — как роутеры узнают маршруты

OSPF (Open Short Path First) — протокол внутри одной организации, открытый стандарт
EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protoco) — разработан Cisco, тоже внутри организации
BGP (Border Gateway Protocol) — протокол между провайдерами (ISP), именно BGP строит глобальный интернет

Network Access Layer (Канальный + физический)

Самый нижний слой — как данные передаются по физической среде.

Address Resolution

ARP (Address Resolution Protocol) — находит MAC-адрес устройства по его IP-адресу. Важное замечание из курса: в этом курсе ARP относят к Layer 2, хотя в других источниках его иногда помещают на Layer 3.

Data Link Protocols

Ethernet — правила передачи данных по проводной сети (кабели)
WLAN (Wireless LAN) — правила передачи по Wi-Fi на частотах 2.4 и 5 ГГц

abbreviation

Два важных свойства TCP/IP

Open standard — открытый стандарт, любой производитель может использовать бесплатно.

Standards-based — одобрен индустрией, поэтому устройства от разных производителей работают вместе.

3.3.5 Процесс коммуникации TCP/IP

Как данные упаковываются (инкапсуляция)

Это самая наглядная схема того, что происходит при отправке данных. Каждый уровень оборачивает данные предыдущего уровня:

User Data                        ← просто данные (HTML страница)

    ↓ TCP добавляет свой заголовок
    
[ TCP заголовок | User Data ]    ← TCP Segment (сегмент)

    ↓ IP добавляет свой заголовок
    
[ IP | TCP | User Data ]         ← IP Packet (пакет)

    ↓ Ethernet добавляет свой заголовок и трейлер
    
[ Ethernet | IP | TCP | Data | ] ← Ethernet Frame (фрейм)

    ↓ Передаётся по кабелю
    
01010110101001011110110101001001... ← биты

Важные термины — названия единиц данных на каждом уровне

Уровень	Название единицы данных
Application	Data (данные)
Transport	Segment (сегмент)
Internet	Packet (пакет)
Network Access	Frame (фрейм)
Физический	Bits (биты)

Что происходит на стороне получателя

Клиент получает поток битов → собирает фрейм → снимает Ethernet-заголовок → получает IP-пакет → снимает IP-заголовок → получает TCP-сегмент → снимает TCP-заголовок → получает исходные данные (HTML).

Это и есть деинкапсуляция — процесс в обратном порядке.

Аналогия: матрёшка — каждый уровень вкладывает содержимое внутрь своей “оболочки”. Получатель открывает матрёшки одну за другой, пока не доберётся до содержимого.

Запомни суть каждого слоя одной фразой

Слой	Вопрос который он решает	Ключевое слово
Application	Что за сервис нужен пользователю?	Сервис
Transport	Надёжно ли доехало?	Доставка
Internet	Куда отправить и как найти путь?	Адрес/Маршрут
Network Access	По какому проводу/воздуху физически?	Физика

computernetworks

CiscObsidian

Explorer

Protocol Suites