3.2.1 Обзор сетевых протоколов
Четыре типа сетевых протоколов
| Тип протокола | Назначение | Примеры |
|---|---|---|
| Network Communications Protocols (Протоколы сетевой коммуникации) | Обеспечивают передачу данных между устройствами | IP, TCP, HTTP |
| Network Security Protocols (Протоколы сетевой безопасности) | Защищают данные: аутентификация, целостность, шифрование | SSH, SSL, TLS |
| Routing Protocols (Протоколы маршрутизации) | Помогают роутерам обмениваться информацией о маршрутах и выбирать лучший путь | OSPF, BGP |
| Service Discovery Protocols (Протоколы обнаружения сервисов) | Автоматически находят устройства и сервисы в сети | DHCP, DNS |
Кратко о каждом
Коммуникационные — это основа. IP доставляет пакеты, TCP следит за надёжностью, HTTP передаёт веб-страницы.
Безопасности — шифруют и защищают. SSH — безопасное управление устройствами, TLS/SSL — защита веб-трафика (HTTPS = HTTP + TLS).
Маршрутизации — роутеры с их помощью “договариваются” о том, какой путь до сети лучше. OSPF — внутри одной организации, BGP — между провайдерами в интернете.
Обнаружения сервисов — автоматизация. DHCP автоматически выдаёт IP-адреса, DNS переводит google.com в IP-адрес.
Все эти протоколы реализованы либо в программном обеспечении устройства, либо в железе (чипах), либо в обоих сразу.
3.2.2 Функции сетевых протоколов
Главная идея (из схемы)
Все устройства на пути от компьютера до сервера понимают IPv4-заголовок — именно поэтому они могут передавать пакет дальше. Протокол — это общий язык между всеми участниками сети.
Шесть функций протоколов
| Функция | Что делает | Кто реализует |
|---|---|---|
| Addressing (Адресация) | Определяет отправителя и получателя | Ethernet, IPv4, IPv6 |
| Reliability (Надёжность) | Гарантирует доставку — если пакет потерян, отправляет снова | TCP |
| Flow Control (Управление потоком) | Следит за тем, чтобы данные передавались с комфортной скоростью | TCP |
| Sequencing (Последовательность) | Нумерует каждый фрагмент данных, чтобы получатель собрал их в правильном порядке | TCP |
| Error Detection (Обнаружение ошибок) | Проверяет, не повредились ли данные при передаче | Ethernet, IPv4, IPv6, TCP |
| Application Interface (Интерфейс приложений) | Обеспечивает взаимодействие между сетевыми приложениями | HTTP, HTTPS |
Заметь закономерность
TCP встречается в 3 из 6 функций — надёжность, управление потоком, последовательность. Именно поэтому TCP называют надёжным протоколом, в отличие от UDP, который ничего из этого не делает, зато работает быстрее.
3.2.3 Взаимодействие протоколов
Главная идея
Одно простое действие — открыть веб-страницу — задействует сразу несколько протоколов одновременно, каждый из которых выполняет свою роль.
Стек протоколов (снизу вверх)
Данные проходят через все четыре слоя при отправке и в обратном порядке при получении.
Роль каждого протокола
| Протокол | Уровень | Что делает |
|---|---|---|
| HTTP | Приложение | Определяет формат запроса/ответа между браузером и веб-сервером. Говорит “что” передавать |
| TCP | Транспорт | Управляет передачей: гарантирует доставку, управляет потоком, нумерует сегменты |
| IP | Сеть | Доставляет пакет от отправителя к получателю через множество сетей и роутеров |
| Ethernet | Канал | Передаёт данные между двумя устройствами в пределах одной локальной сети (от NIC к NIC) |
Аналогия
Представь отправку посылки курьером:
- HTTP — содержимое письма (что написано)
- TCP — служба доставки (следит, чтобы всё дошло)
- IP — адрес на конверте (куда везти)
- Ethernet — грузовик на последней миле (физическая доставка внутри района)
Каждый протокол не знает и не заботится о работе других — каждый делает только своё дело. Это называется разделение ответственности (separation of concerns).