7.3. Стектік хаттамалар: TCP/IP, OSI. IP-адрестеу. DHCP хаттамасы

Желінің пайда болуы және онда әртүрлі типтегі компьютерлердің жұмыс істеуі ақпаратпен алмасу үшін стандарттарды жасаудың қажеттігіне әкелді. Компьютерлердің желіде дұрыс жұмыс жасауы хаттама деп аталатын ережелердің араласуымен жүріп жатады. Ақпаратты жіберу кезінде түрлі деңгейлерде өзара іс қимыл орын ашады. Ашық желілерде байланыстар мен үрдістер түрлі өндірушілердің ашық архитектура жүйелерімен өзара іс қимыл ережесін сипаттайтын ISO, OSI стандартты моделіне сәйкес туындайды.

OSI – қысқартылған сөзі Open System Interconnection – ашық жүйелердің өзара іс-қимылы ұғымымен қатар Optimum Scale Integration – оңтайлы дәрежелі интеграцияланған ақпараттық жүйе мағынасын да береді. Өзара іс-қимыл – құрылымдар жиынтығы, желідегі іс-шараларды өңдеуге жауапты ережелер мен бағдарламалар негізінде жүзеге асады. Бұл жиынтықтар OSI деңгейлер моделі деп аталады. Әрбір деңгей протоколмен сипатталады (жіберуге арналған ережелер жиынтығы). OSI моделінде олардың әрқайсысын өзара функциялардың белгілі жиынтығы бойынша орындау үшін өзара іс-қимылдың жеті деңгейі ерекшеленеді.

1-    деңгей – физикалық деңгей. Байланыс желісі бойынша екілік ақпаратты жіберуді сипаттайды: кернеу, жиілік, жіберу ортасының табиғаты. Бұл деңгейдің хагтамалары байланысты қолдап, биттік ағынның кабылдануын және жіберілуін қамтамасыз етеді.

2-    деңгей – каналдық деңгей. Ортаға қолжетімділікті, байланыс каналдың басқарылуын, деректердің блоктар түрінде жіберілуін қамтамасыз етеді. Осы деңгейде блоктар жасалады, биттік ағында блоктың басы мен соңы анықталады, олардың жіберілуінің дұрыстығы қадағаланады және қателік бар болған жағдайда түзетіледі.

3- деңгей – желілік деңгей. Желідегі кез келген екі нүктенің байланысын қамтамасыз етеді. Бұл деңгейде бағыттау жүргізіледі, яғни адрестер өңделеді, түрлі байланыс желілері арқылы деректер жіберілетін жолдар анықталады. Сонымен қатар ақпаратты берілген нүктеге жеткізу үшін түрлендіру жүреді. Деректерді жіберу виртуалды канал байланысы орнатылғаннан кейін жүреді. Деректер жіберілгеннен кейін канал жабылады. Пакеттер әртүрлі физикалык маршруттар бойынша жүреді, яғни канал динамикалық түрде анықталады. Байланыс орнатылуы уақытында адрес анықталады. Деректер тек пакеттер ғана емес басқа әдістермен де жіберілуі мүмкін. IP (ағылшш. Internet Protocol) – желілік деңгейдің танымал желіаралык хаттамасы.

4-деңгей – тасымалдау деңгейі. Тасымалдау деңгейінің мақсаты ақпаратты желінің бір нүктесінен келесі нүктесіне дейінгі сапалы тасымалдауды қамтамасыз етеді. Бұл деңгей деректер ағымын, блоктардың дұрыс жіберілуін, жүру тәртібін, белгіленген жерге дұрыс жеткізілуін қадағалайды және блоктардағы ақпаратты өзінің бұрынғы түріне келтіріп жинайды. Ақпараттың басқа әдістермен жіберілуі кезінде дұрыс қабылдауды және жеткізуді атқара алады. Көп жағдайда желілік және тасымалдау деңгейдегі хаттамалардың тұтас жанұясын ескере отырып, TCP/IP (ағылшш. Transmission Control Protocol/Intemet Protocol – Жіберуді басқару хаттамасы/ желіаралық хаттама) хаттамаларын бірге атайды, себебі олар өзара желіаралық технологияны жүзеге асырады. TCP ақпаратты қабылдау кезінде олардың орналасу тәртібін қалпына келтіру үшін жіберілетін ақпаратты бірнеше бөлікке бөледі және әрбір бөлікті нөмірлейді. ТСР пакеттері IP пакет ішіне орналасады. Қабылданған кезде бірінші IP пакет ашылады, сосын ТСР пакеті ашылады. Содан кейін барып пакет нөміріне қатысты деректер жинақталады. Бұл деңгейде басқа стандартты хаттамалар да дәл осылай жұмыс істейді.

5- деңгей – сеансты деңгей. Байланысты орнатады, қолдайды және үзеді. Сеанс барысында өзара іс қимылды үйлестіреді: сеансты бастайды, аяқтайды, төтенше ажыратуды қалпына келтіреді. Бұл деңгейде желінің домендік аттары сандық түрге және керісінше түрленеді.

 6- деңгей – көрнекілік деңгей (деректерді беру). Жіберілетін ақпараттың синтаксисі мен семантикасына, шифрлануы мен кодталуына, деректердің сығылуына жауап береді. Мысалы, осы кезенде мәтінді ақпарат, сурет қайта кодталады, сығу, қалпына келтіру жұмыстары орындалады.

7- деңгей – қолданбалы деңгейі. Бағдарламалар арасында аппарат жіберілуін қамтамасыз етеді. Бұл денгей әртүрлі қызметтерді қолжетімді етіп, мысалы, файлдарды жіберу, электронды хабарламалар алу, интернеттегі ақпаратты қарау жұмыстарын жасау үшін желіге пайдаланушыны қосады. Бұл деңгейде FTP (ағылшш. File Transfer Protocol – файлдарды жіберу хаттамасы), HTTP (ағылшш. HyperText Transfer Protocol – гипермәтінді жіберу хаттамалары) пайдаланылады. Әрбір деңгей іргелес жоғары деңгейімен бірге жұмыс жасайды, өзімен іргелес төменгі деңгейден қызмет алады, тапсырмаларды орындау үшін деректер блоктарымен алмасады. Өзара іс кимыл деңгейден денгейге тізбектеле жүзеге асырылады. Пайдаланушыдан жіберілетін ақпарат алдымен қолданбалы жетінші деңгейде өнделуі тиіс. Сосын көрнекілік деңгейден, сеансты денгейден, тасымалдау деңгейлерден өтуі керек. Осыдан кейін аппарат тізбектеле келіп, желілік, каналдық деңгейлерде өңделіп, желінің физикалық ортасына жіберіледі. Физикалық деңгейде өңделіп болғаннан кейін басқа компьютерге жіберіліп, аппарат кері ретте өңделеді, яғни төмеңгі деңгейден келесіне және ақырында қолданбалы деңгейде өңделгеннен кейін пайдаланушыға жетеді.

Ақпаратты жіберу кезінде әрбір деңгейдің жұмысы стандартқа сәйкес деректі дайындау және келесі төменгі денгейге жіберу; ақпаратты қабылдаған кезде келесі жоғарыдағыға жіберу болып табылады. Қазіргі таңда интернет желісіне қосылудың көптеген әдістері бар: аналогтық модем арқылы компьютерге қосылудан бастап жоғары жылдамдықты технологияларды пайдаланып қосылуға дейін. Интернет – интернет технологиясын пайдаланатын деректермен алмасу үшін қажетті, көптеген халықаралық және ұлттық компьютерлік желілердін қауымдастығы. Интернет – TCP/IP хаттамалар жанұясын пайдалануға негізделген деректермен алмасу технологиясы болып табылады.

Интернет желісінде ақпаратты жіберу. IP хаттамасы – желіде байланысты қалпына келтіру және қолдау ережелерін, желілік пакеттердің сипаттамасын, пакеттермен жұмыс істеу ережелері мен оларды өңдеуді анықтайтын интернет желісінің базалық хаттамасы. IP хаттамасы ІР технологиясының үш негізгі компонентін: ІР пакеттің форматын, ІР-адрестің форматы мен ІР пакеттерді бағыттау әдісін сипаттайды. IP-адрес – төрт байттан тұратын желілік интерфейске қосылу нүктесінің адресі, барлық интернет аясында бірегей болып келеді. Адресті жазу барысында байттар өзара нүктелер арқылы бөлінеді: 62.76.177.103 немесе 3.33.33.3. IP-адрес екі бөліктен тұрады: желі адресі мен хост адресі (интернет желісіне қосылған компьютердің адресі).

 DNS (ағылшш. Domain Name System – атаулардың домендік жүйесі) – компьютерлер атауын (мысалы, club33.opa.bolizm секілді) интернеттің сандық адресіне (мысалы, 33.33.33.33) түрлендіретін деректер көршінің тармақталған жүйесі. DNS интернет желісімен жұмысты жеңілдетеді, ол ұзын сандар тізбегін (IР-адрес) сақтамауға мүмкіндік береді. Желілік график жұмыс істегенде бүкіл интернет трафигінің 1%-ын алады.

URL (ағылшш. Uniform Resource Locator – ресурстардын бірегей нұсқауышы) – бірыңғайландырылатын ресурстар локаторы, ресурс адресінің сұраныс жіберу формасы.

Сұраныстың толық формасы қолжетімділік хаттамасының түрінен, ресурс серверінің адресінен және сервердегі ресурс адресінен тұрады. Мысалы, http://www.tambov.fio.ru немесе http://www.citforum.ru/ hardware/ modem_tut/index.shtml, бұл жерде http://– қолжетімділік хаттамасының түрі; www.citforum.ru/ – ресурс серверінің адресі; hardware/modemjut/index.html – сервердегі ресурс адресі. Бағыттауыш – желі лабиринті бойымен пакетті бағыттау механизмі, ол жіберуші мен қабылдаушы арасында болады. Әртүрлі IP адресі бар жүйелер арасында деректерді керек бағыт бойынша бағдарлайтын құрылғы бағыттауыш деп аталады. Бағдарлауды жүзеге асыру үшін әрбір бағыттауышта өзінің жергілікті кестесі болады, онда мақсатты жіберу адресіне (IP адрес) осы ақпаратты әрі қарай қайда жіберу керектігін анықтайтын нақтыланған адрес сәйкес келеді. Бұл кестелер бағыттауыш кестесі деп аталады.

Тасымалдау денгейі хаттамасы – TCP және UDP.

TCP – жіберуді басқаратын хаттама, өзара әрекеттесуді ұйымдастыратын сенімді (қателерді дұрыстайтын) байланыс хаттамасы, онда өзара әрекеттесіп тұрған желі станциялары арасында логикалық байланыс – виртуалды канал орнатылады. Бұл канал аркылы тізбектілігі тіркелген кадрлар (пакет) қабылданады және жіберіледі, кадрлар ағыны басқарылады және бұрмаланған кадрларды қайта жіберу ұйымдастырылады. Сеанс соңында канал ажыратылады. TCP ІР- негізделген. Бұл хаттамалар өзара тығыз байланыста болғандықтан TCP/IP хаттамасы деп аталады. «TCP/IP» термині TCP және IP хаттамаларына қатыстының барлығын анықтайды. Ол хаттамалардың толықтай отбасын камтиды;

UDP (ағылшшын. User Datagram Protocol – пайдаланушылар дейтаграммаларының хаттамасы) – пайдаланушылар дейтаграммаларының хаттамасы, өзара байланысты ұйымдастырғанда логикалық байланыс орнатпайтындықтан сенімсіз болып келеді және тасымалдау деңгейі кадрларды тек бір немесе бірнеше желі станцияларына жіберуді ғана қамтамасыз етеді. Жіберілген деректердің дұрыс және толықтай болуы жоғарырақ деңгейде тексеріледі.

 Интернеттің ақпараттық ресурстары – осы технологиялар арқылы қолжетімді ақпараттық технологиялар мен деректер қорының жиынтығы. Олардың қатарына электронды пошта, Usenet телеконференция жүйесі, FTP файлдык архив жүйесі, www, деректер қоры және т.б. жатады.

Интернет ресурстарына қолжеткізу үшін URL адресі қолданылады. Жалпы жағдайда URL желілік хаттамасы: желілік хаттама ақпаратынан; хост адресінен (домен аты); файл адресінен (файл аты) тұрады.

 URL формат :< схема (хаттама)>://: <пайдаланушы> :<құпиясөз>@

<хост>/<жол>

URL-ға мысалдар:

 - http://myserver.com/dirl/dir2/diri/main.html – еркін түрде таңдалынатын web парақ;

- http://www.intel.com/new.html#Iabel – new.html web-құжатындағы label фрагменті;

 -mailto:webmaster@des.tstu.ru – электронды пошта адресі;

 - ftp://lyamin:rt34uwip@ftp.ifmo.ru:21 – FTP серверіне қолжетімділік.

DHCP-TCP/IP моделінің қолданбалы деңгей протоколы, клиентке IP мекенжайын тағайындауға қызмет етеді. Бұл оның атауынан Dynamic Host Configuration Protocol туындайды. IP мекенжайын әр клиентке, яғни жергілікті желідегі компьютерге қолмен тағайындауға болады. Бірақ үлкен желілерде бұл өте көп еңбекті қажет етеді, сонымен қатар жергілікті желі неғұрлым үлкен болса, орнату кезінде қате ықтималдығы соғұрлым жоғары болады. Сондықтан IP тағайындауды автоматтандыру үшін DHCP протоколы құрылды.