Принцип коммутации пакетов

В основу информационного обмена в Internet положен принцип коммутации пакетов. Любое информационное сообщение делится на части, которые называют пакетами. Каждый пакет снабжается адресом. Пакеты перемещаются по сети различными маршрутами независимо друг от друга, пока не достигнут места назначения. В момент доставки адресату разрозненные пакеты снова складываются в единое целое.

Для того чтобы пакет данных, который пересылается по Internet попал адресату, он содержит поле адреса, в котором указаны: имя пакета, его позиция в блоке передаваемых данных и инструкция о последующих действиях. Благодаря наличию такой информации, из поступивших к получателю пакетов складывается первоначальное сообщение. В случае, если какой-либо пакет не дошел до адресата, передающий компьютер повторяет его отправку. Данный способ передачи информации гарантирует целостность получаемого сообщения даже при выходе из строя части коммутационных линий.

Различные сети соединяются между собой с помощью машрутизаторов ( routers). Маршрутизатор – это программно-технический комплекс, предназначенный для организации взаимосвязи между локальными сетями, объединения их в сети более высокого уровня, распределения информации между сегментами сети и оптимизации обмена сообщениями между клиентами. Маршрутизаторы просматривают адреса получателей, указанные на пакетах данных, и направляют эти пакеты по назначению. Маршрутизатор контролирует данные, пересылаемые из одной сети в другую.

6.4. Протокол TCP/IP

В Internet работают много пользователей, и на их компьютерах установлены различные операционные системы (Windows, Unix, OS/2, Ms Dos). Сеть Internet, объединяющая большое количество разнообразных сетей, функционирует и развивается благодаря использованию протоколов. Протокол – это набор правил, которых должны придерживаться все компании, чтобы обеспечить совместимость производимого аппаратного и программного обеспечения.

Описать в одном протоколе все правила взаимодействия практически не возможно. Поэтому сетевые протоколы строятся по многоуровневому принципу. Например, на нижнем уровне описываются правила передачи небольших порций информации с одного компьютера на другой. Если какая-то часть информации искажается в процессе передачи, то на данном уровне происходит повторная передача только искаженной части. Протокол следующего уровня описывает, как большие массивы данных разбить на части, а затем их собрать. На следующем, более высоком уровне описывается передача файлов. Все уровни протоколов взаимодействуют друг с другом. Но главный протокол в Internet – это протокол TCP/IP. Протокол TCP/IP специально разработан для обеспечения взаимосвязи компьютеров, разнородных по своему классу и операционной системе. Это один из самых эффективно используемых сетевых протоколов и является единственным способом доступа к большинству возможностей Internet.

В действительности протокол TCP/IP представляет собой два разных протокола. С одной стороны, это протокол IP (Internet Protocol – Протокол Internet), который обеспечивает маршрутизацию IP-пакетов, то есть доставку информации от компьютера-отправителя к компьютеру-получателю. К каждой полученной порции данных протокол IP добавляет служебную информацию – адрес. Когда пакет попадает в сеть, перед каждым очередным ответвлением информационной магистрали он останавливается. Маршрутизатор анализирует его адрес и определяет наиболее эффективный маршрут движения информации. Путь пакета не всегда прямой: он направляется каждый раз туда, где нет «пробок». Поэтому сообщение, посланное, например, из Москвы в Минск, может добираться через США или Японию, то есть, если линия загружена, сообщение передается окольными путями. В этом заключается основное преимущество Internet перед другими средствами связи. Даже если где-то на линии случится обрыв, информация все равно дойдет до адресата.

Другую функцию выполняет протокол TCP (Transmission Control Protocol – Протокол управления передачей). Этот протокол используется для «упаковки» данных в пакеты. На компьютере-получателе протокол TCP собирает из отдельных фрагментов сообщение в его первоначальном виде. В TCP есть система проверки ошибок пересылки, и при их обнаружении происходит коррекция этой ошибки.

Таким образом, IP отвечает за доставку отдельных пакетов, не беспокоясь о том, что в них содержится, а TCP следит за тем, чтобы отправляемый материал был правильно упакован, а потом восстановлен в исходном виде. Так как эти два протокола тесно взаимосвязаны, то их объединяют и говорят, что в Internet базовым протоколом является TCP/IP. Все остальные протоколы Internet строятся на основе именно этого протокола. Поэтому их часто называют протоколами семейства TCP/IP.

Бывает и так, что некоторая сеть не работает с протоколом ТCP/IP. В этом случае из нее можно выйти в Internet через шлюз. Шлюз (gateway) – это программно-аппаратный комплекс, который обеспечивает обмен данными между сетями с разными протоколами. Шлюз переводит информацию с языка TCP/IP на язык конкретной сети, после чего передает ее соответствующему компьютеру.