Что такое ip, tcp, udp, icmp, mac и прочее

Содержание:

Протоколы TCP против SCTP

И TCP (протокол управления передачей), и SCTP (протокол управления передачей данных) находятся на транспортном уровне и обеспечивают транспортные функции в основном в интернет-приложениях. TCP обеспечивает надежную передачу данных со строгим порядком доставки пакетов, но для некоторых приложений требуется надежная передача, но не 100% последовательность доставки пакетов. В этих случаях TCP может вызвать ненужную задержку во втором варианте, когда важна надежность, но не 100% последовательная доставка.

При транспортировке пакетов существует два основных ограничения: одно — надежность, другое — время ожидания. Надежность гарантируется доставкой пакета, а задержка — своевременной доставкой пакета. Оба не могут быть достигнуты пика одновременно, но могут быть оптимизированы.

SCTP разработан в основном для передачи сигналов PSTN по IP-сетям. (СИГТРАН). Но в наши дни другие приложения также считают, что SCTP хорошо соответствует их требованиям.

TCP:

Определено в RFC 793

TCP — это сквозной надежный протокол, ориентированный на соединение, обеспечивающий гарантированную передачу данных. TCP гарантирует надежность от самого установления соединения. Некоторые из основных функций TCP — это трехстороннее подтверждение (SYN, SYN-ACK, ACK), обнаружение ошибок, медленный запуск, управление потоком, управление перегрузкой.

TCP — надежный транспортный механизм, поэтому он будет использоваться там, где доставка пакетов необходима даже в условиях перегрузки. Типичный пример для приложений TCP и номеров портов: данные FTP (20), управление FTP (21), SSH (222), Telnet (23), почта (25), DNS (53), HTTP (80), POP3 (110). , SNMP (161) и HTTPS (443). Это хорошо известные приложения TCP.

SCTP:

Определено в RFC4960

SCTP (Stream Control Transmission Protocol) — это транспортный протокол IP, например TCP и UDP. SCTP — это протокол одноадресной рассылки, который поддерживает сквозную доставку данных ровно через две конечные точки. Но конечные точки могут иметь более одного IP-адреса.

SCTP — это полнодуплексный протокол передачи с такими функциями, как повторная передача, управление потоком и поддержание последовательности.

Помимо TCP, SCTP имеет больше функций, некоторые из которых перечислены ниже.

Функция многопотоковой передачи SCTP

SCTP позволяет разделять данные на несколько потоков, и каждый поток имеет свою собственную последовательность доставки. Рассмотрим случай телефонной сигнализации: необходимо поддерживать последовательность пакетов, которая влияет на один и тот же сеанс или ресурс. (Пример: тот же вызов или та же внешняя линия). Таким образом, отслеживания последовательности на основе потоков достаточно, и это приведет к более высокой производительности, чем одна полная потоковая передача.

SCTP множественная адресация

Эта функция позволяет одной конечной точке SCTP иметь несколько IP-адресов. Основная причина этого — поддерживать доступность конечной точки через несколько избыточных маршрутов маршрутизации.

Выбор пути

Счетчик поддерживается для отслеживания неуспешных подтверждений передачи конкретному адресату. Определен порог, и если он превышает адрес назначения, он объявляется неактивным, и SCTP начинает отправлять на альтернативный адрес.

Резюме:

(1) TCP и SCTP поддерживают надежные транспортные службы. (2) TCP поддерживает единый поток доставки данных, тогда как SCTP поддерживает множественные потоки доставки данных. (3) TCP поддерживает одну конечную точку TCP, чтобы иметь один IP-адрес, тогда как, поскольку SCTP поддерживает, одна конечная точка SCTP может иметь несколько IP-адресов в основном для целей избыточности. (4) Скорее TCP, SCTP более безопасен. (5) Процессы инициации и завершения SCTP отличаются от TCP.

Что такое сетевые порты

При передаче данных кроме IP-адресов отправителя и получателя пакет информации содержит в себе номера портов. Пример: 192.168.1.1:80, — в данном случае 80 — это номер порта. Порт — это некое число, которое используется при приеме и передаче данных для идентификации процесса (программы), который должен обработать данные. Так, если пакет послан на 80-й порт, то это свидетельствует, что информация предназначена серверу HTTP.

Номера портов с 1-го до 1023-й закреплены за конкретными программами (так называемые well-known-порты). Порты с номерами 1024-65 535 могут быть использованы в программах собственной разработки. При этом возможные конфликты должны решаться самими программами путем выбора свободного порта. Иными словами, порты будут распределяться динамически: возможно, что при следующем старте программа выберет иное значение порта, если, конечно, Вы вручную через настройки не задавали ей порт.

Порты и протоколы

Поскольку он ориентирован на подключение, ему требуются порты для простой передачи и передачи данных и других файлов. Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных протоколов и их соответствующие порты, используемые в TCP. Некоторые из них часто используются в местных офисах, обеспечивая доступность безопасной передачи данных и файлов в корпоративных сетях.

Протокол передачи файлов (FTP RFC 959: Порты 20/21)

Это один из наиболее часто используемых протоколов в Интернете и даже в частных сетях. Любой, у кого мало знаний о работе в сети, может настроить FTP-сервер. Это обеспечит простое перемещение файлов из одной системы в другую. Управление осуществляется через порт TCP 21, в то время как порт передачи данных — через порт TCP 20.

Протокол передачи гипертекста (RFC 2616: порт 80)

HTTP является одним из наиболее широко используемых протоколов в большинстве сетей и в Интернете. Это основной протокол, используемый веб-браузерами и наиболее часто используемый клиентами во всем мире.

Протокол передачи гипертекста по протоколу SSL/TLS (HTTPS RFC 2818: порт 443)

В сочетании с HTTP, основная роль HTTPS заключается в предоставлении тех же услуг через защищенное соединение, которое осуществляется либо с помощью Secure Sockets Layer, либо с помощью Transport Layer Security.

Защищенная оболочка (RFC 4250-4256: порт 22)

Secure Shell (SSH) — это протокол командного уровня, который в первую очередь управляет используемыми сетевыми устройствами. Это обычно используется в качестве альтернативы Telnet, который не обеспечивает безопасное соединение.

Telnet (RFC 854 — порт 23)

В отличие от Secure Shell, Telnet не обеспечивает защищенное соединение. По сути, он обеспечивает незащищенность. Поскольку он незащищен, большинство сетевых устройств более низкого уровня используют его вместо SSH, что требует дополнительной обработки. Справедливое предупреждение: использование Telnet через публичные сети может показать ваши учетные данные для входа в систему под открытым небом.

Протокол простой почтовой передачи (SMTP — порт 25)

SMTP используется в основном для двух функций. Используя порт 25 TCP, он в основном предназначен для передачи почты (электронной почты) от источника к получателю между почтовыми серверами, а также конечным пользователям для отправки почты в почтовую систему.

Уровни стека протоколов TCP/IP

Здесь существует определенная иерархия. Стек протоколов TCP/IP предусматривает четыре уровня, каждый из которых обрабатывает свой набор протоколов:

Прикладной уровень: создан для обеспечения работы пользователя с сетью На этом уровне обрабатывается все то, что видит и делает пользователь. Уровень позволяет пользователю получить доступ к различным сетевым службам, например: доступ к базам данных, возможность прочитать список файлов и открыть их, отправить электронное сообщение или открыть веб-страницу. Вместе с пользовательскими данными и действиям, на этом уровне передается служебная информация.

Транспортный уровень: это механизм передачи пакетов в чистом виде. На этом уровне совершенно не имеет значения ни содержимое пакета, ни его принадлежность к какому бы то ни было действию. На этом уровне имеет значение только адрес узла отправки пакета и адрес узла, на который пакет должен быть доставлен. Как правило, размер фрагментов, передаваемых с использованием разных протоколов, может изменяться, потому на этом уровне блоки информации могут дробиться на выходе и собираться в единое целое в точке назначения. Этим обусловлена возможная потеря данных, если в момент передачи очередного фрагмента произойдет кратковременный разрыв соединения.

Транспортный уровень включает в себя много протоколов, которые делятся на классы, от простейших, которые просто передают данные, до сложных, которые оснащены функционалом подтверждения приема, или повторного запроса недополученного блока данных.

Данный уровень, предоставляет вышестоящему (прикладному) два типа сервиса:

• Осуществляет гарантированную доставку, с помощью протокола ТСР.
• Осуществляет доставку по возможности по протоколу UDP.

Чтобы обеспечить гарантированную доставку, согласно протоколу TCP устанавливается соединение, которое позволяет выставлять на пакетах нумерацию на выходе и подтверждать их прием на входе. Нумерация пакетов и подтверждение приема — это так называемая служебная информация. Этот протокол поддерживает передачу в режиме «Дуплекс». Кроме того, благодаря продуманному регламенту протокола, он считается очень надежным.

Протокол UDP предназначен для моментов, когда невозможно настроить передачу по протоколу TCP, либо приходится экономить на сегменте сетевой передачи данных. Также протокол UDP может взаимодействовать с протоколами более высокого уровня, для повышения надежности передачи пакетов.

Сетевой уровень или «уровень интернета»: базовый уровень для всей модели TCP/IP. Основной функционал этого уровня идентичен одноименному уровню модели OSI и описывает перемещение пакетов в составной сети, состоящей из нескольких, более мелких подсетей. Он связывает соседние уровни протокола TCP/IP.

Сетевой уровень является связующим между вышестоящим транспортным уровнем и нижестоящим уровнем сетевых интерфейсов. Сетевой уровень использует протоколы, которые получают запрос от транспортного уровня, и посредством регламентированной адресации передают обработанный запрос на протокол сетевых интерфейсов, указывая, по какому адресу направить данные.

На этом уровне используются следующие сетевые протоколы TCP/IP: ICMP, IP, RIP, OSPF. Основным, и наиболее популярным на сетевом уровне, конечно же является протокол IP (Internet Protocol). Основной его задачей является передача пакетов от одного роутера к другому до тех пор, пока единица данных не попадет на сетевой интерфейс узла назначения. Протокол IP разворачивается не только на хостах, но и на сетевом оборудовании: маршрутизаторах и управляемых коммутаторах. Протокол IP работает по принципу негарантированной доставки с максимальными усилиями. Т. е., для отправки пакета нет необходимости заранее устанавливать соединение. Такой вариант приводит к экономии трафика и времени на движении лишних служебных пакетов. Пакет направляется в сторону назначения, и вполне возможно, что узел останется недоступным. В таком случае возвращается сообщение об ошибке.

Уровень сетевых интерфейсов: отвечает за то, чтобы подсети с разными технологиями могли взаимодействовать друг с другом и передавать информацию в том же режиме. Реализовано это двумя простыми шагами:

• Кодирование пакета в единицу данных промежуточной сети.
• Преобразование информации о месте назначения в стандарты необходимой подсети и отправка единицы данных.

Этот подход позволяет постоянно расширять количество поддерживаемых технологий построения сетей. Как только появляется новая технология, она сразу попадает в стек проколов TCP/IP и позволяет сетям со старыми технологиями передавать данные в сети, построенные с применением более современных стандартов и способов.

Сравнение с моделью OSI

Три верхних уровня в модели OSI, то есть уровень приложения, уровень представления и уровень сеанса, отдельно не различаются в модели TCP/IP, которая имеет только прикладной уровень над транспортным уровнем. Хотя некоторые чистые приложения протокола OSI, такие как X.400, также объединяют их, нет требования, чтобы стек протокола TCP/IP должен накладывать монолитную архитектуру над транспортным уровнем. Например, протокол NFS-приложений работает через протокол представления данных External Data Representation (XDR), который, в свою очередь, работает по протоколу Remote Procedure Call (RPC). RPC обеспечивает надежную передачу данных, поэтому он может безопасно использовать транспорт UDP с максимальным усилием.

Различные авторы интерпретировали модель TCP/IP по-разному и не согласны с тем, что уровень связи или вся модель TCP/IP охватывает проблемы первого уровня модели OSI (физический уровень) или предполагается, что аппаратный уровень ниже уровня канала.

Несколько авторов попытались включить слои 1 и 2 модели OSI в модель TCP/IP, поскольку они обычно упоминаются в современных стандартах (например, IEEE и ITU). Это часто приводит к модели с пятью слоями, где уровень связи или уровень доступа к сети разделяются на слои 1 и 2 модели OSI.

Например, считается, что уровни сеанса и представления пакета OSI включены в прикладной уровень пакета TCP/IP. Функциональность уровня сеанса можно найти в протоколах, таких как HTTP и SMTP, и более очевидна в таких протоколах, как Telnet и протокол инициации сеанса (SIP). Функциональность уровня сеанса также реализована с нумерацией портов протоколов TCP и UDP, которые охватывают транспортный уровень в наборе TCP/IP. Функции уровня представления реализуются в приложениях TCP/IP со стандартом MIME при обмене данными.

Конфликты очевидны также в оригинальной модели OSI, ISO 7498, когда не рассматриваются приложения к этой модели, например, ISO 7498/4 Management Framework или ISO 8648 Internal Organization of the Network layer (IONL). Когда рассматриваются документы IONL и Management Framework, ICMP и IGMP определяются как протоколы управления уровнем для сетевого уровня. Аналогичным образом IONL предоставляет структуру для «зависимых от подсетей объектов конвергенции», таких как ARP и RARP.

Протоколы IETF могут быть инкапсулированы рекурсивно, о чем свидетельствуют протоколы туннелирования, такие как Инкапсуляция общей маршрутизации (GRE). GRE использует тот же механизм, который OSI использует для туннелирования на сетевом уровне.
Существуют разногласия в том, как вписать модель TCP/IP в модель OSI, поскольку уровни в этих моделях не совпадают.

К тому же, модель OSI не использует дополнительный уровень — «Internetworking» — между канальным и сетевым уровнями. Примером спорного протокола может быть ARP или STP.

Вот как традиционно протоколы TCP/IP вписываются в модель OSI:

Обычно в стеке TCP/IP верхние 3 уровня модели OSI (прикладной, представления и сеансовый) объединяют в один — прикладной. Поскольку в таком стеке не предусматривается унифицированный протокол передачи данных, функции по определению типа данных передаются приложению.

Multiplexing

The technique to combine two or more data streams in one session is called Multiplexing. When a TCP client initializes a connection with Server, it always refers to a well-defined port number which indicates the application process. The client itself uses a randomly generated port number from private port number pools.

Using TCP Multiplexing, a client can communicate with a number of different application process in a single session. For example, a client requests a web page which in turn contains different types of data (HTTP, SMTP, FTP etc.) the TCP session timeout is increased and the session is kept open for longer time so that the three-way handshake overhead can be avoided.

This enables the client system to receive multiple connection over single virtual connection. These virtual connections are not good for Servers if the timeout is too long.

Порты

Приложения могут использовать сокеты дейтаграмм для установления связи между хостами. Приложение привязывает сокет к своей конечной точке передачи данных, которая представляет собой комбинацию IP-адреса и порта . Таким образом, UDP обеспечивает мультиплексирование приложений . Порт — это программная структура, которая идентифицируется номером порта , 16-битным целым числом, допускающим номера портов от 0 до 65535. Порт 0 зарезервирован, но является допустимым значением исходного порта, если отправляющий процесс не ожидает сообщений в отклик.

Управление по присвоению номеров в Интернете (IANA) разделило номера портов на три диапазона. Номера портов от 0 до 1023 используются для общих, хорошо известных служб. В Unix- подобных операционных системах для использования одного из этих портов требуется разрешение суперпользователя . Номера портов с 1024 по 49151 — это зарегистрированные порты, используемые для служб, зарегистрированных IANA. Порты с 49152 по 65535 являются динамическими портами, которые официально не предназначены для какой-либо конкретной службы и могут использоваться для любых целей. Они также могут использоваться как временные порты , которые программное обеспечение, работающее на хосте, может использовать для динамического создания конечных точек связи по мере необходимости.

Сетевые протоколы TCP/IP, NWLink IPX/SPX, NetBEUI

Давайте начнем с того, что вообще такое сетевой протокол и с чем его едят.Сетевой протокол — это набор программно реализованных правил общения между компьютерами. Этакий язык, на котором компьютеры разговаривают друг с другом и передают информацию. Ранее компьютеры были, так сказать, многоязычны и в старых версиях Windows использовался целый набор протоколов, — TCP/IP, NWLink IPX/SPX, NetBEUI. Ныне же пришли к общей договоренности, и стандартом стало использование исключительно протокола TCP/IP, а посему речь далее пойдет именно о нем.

Когда говорят о TCP/IP, то обычно подразумевают под этим именем множество различных.. правил или, скажем, стандартов, которые прописаны с использованием (или под использование) этого протокола. Так, например, есть правила, по которым осуществляется обмен сообщениями между почтовыми серверами и есть правила, по которым конечный пользователь получает в свой ящик письма. Имеются правила для проведения видео-конференций и правила для организации «телефонных» переговоров по Интернету. Фактически, это даже не то чтобы правила.. Скорее этакая грамматика, что ли. Ну знаете, в английском одна структура построения диалогов, в французском другая.. Вот и в TCP/IP нечто подобное, т.е. некая связка различных грамматических правил представляет собой как раз цельный протокол TCP/IP или, точнее говоря, стек протоколов TCP/IP.

Differences between OSI and TCP/IP models

Here, are some important differences between the OSI and TCP/IP model:

Устранение неполадок

Проблемы сети TCP/IP часто возникают из-за неправильной конфигурации трех основных записей в свойствах TCP/IP компьютера. Понимая, как ошибки в конфигурации TCP/IP влияют на сетевые операции, можно решить множество распространенных проблем TCP/IP.

Неправильная маска подсети. Если сеть использует подсетевую маску, не подлежащую маске по умолчанию для своего класса адресов, и клиент по-прежнему настроен с помощью маски подсети по умолчанию для класса адресов, связь не будет работать с некоторыми соседними сетями, но не с удаленными. Например, если вы создаете четыре подсети (например, в примере подсетей), но используете неправильную подсетевую маску 255.255.255.0 в конфигурации TCP/IP, хосты не смогут определить, что некоторые компьютеры находятся на разных подсетях, чем их собственные. В этой ситуации пакеты, предназначенные для хостов различных физических сетей, которые являются частью одного и того же адреса класса C, не будут отправлены в шлюз по умолчанию для доставки. Распространенным симптомом этой проблемы является то, что компьютер может общаться с хостами, которые находятся в локальной сети, и может общаться со всеми удаленными сетями, за исключением тех сетей, которые находятся поблизости и имеют один и тот же адрес класса A, B или C. Чтобы устранить эту проблему, просто введите правильную подсетевую маску в конфигурации TCP/IP для этого хоста.

Неправильный IP-адрес. Если вы ставите компьютеры с IP-адресами, которые должны быть на отдельных подсетях в локальной сети друг с другом, они не смогут общаться. Они будут пытаться отправлять пакеты друг другу с помощью маршрутизатора, который не может переадретировать их правильно. Симптомом этой проблемы является компьютер, который может общаться с хостами в удаленных сетях, но не может общаться с некоторыми или всеми компьютерами в локальной сети. Чтобы устранить эту проблему, убедитесь, что все компьютеры одной физической сети имеют IP-адреса в одной подсети IP. Если в одном сегменте сети иссякли IP-адреса, существуют решения, которые выходят за рамки этой статьи.

Неправильный шлюз по умолчанию: компьютер, настроенный с неправильным шлюзом по умолчанию, может взаимодействовать с хостами в своем сетевом сегменте. Но он не сможет общаться с хостами в некоторых или всех удаленных сетях. Хост может общаться с некоторыми удаленными сетями, но не с другими, если верны следующие условия:

• Одна физическая сеть имеет несколько маршрутизаторов.
• Неправильный маршрутизатор настроен как шлюз по умолчанию.

Эта проблема распространена, если в организации есть маршрутизатор к внутренней сети TCP/IP и другой маршрутизатор, подключенный к Интернету.

UDP — User Datagram Protocol

В отличие от TCP UDP — очень быстрый протокол, поскольку в нем определен самый минимальный механизм, необходимый для передачи данных. Конечно, он имеет некоторые недостатки. Сообщения поступают в любом порядке, и то, которое отправлено первым, может быть получено последним. Доставка сообщений UDP вовсе не гарантируется, сообщение может потеряться, и могут быть получены две копии одного и того же сообщения. Последний случай возникает, если для отправки сообщений в один адрес использовать два разных маршрута.

UDP не требует открывать соединение, и данные могут быть отправлены сразу же, как только они подготовлены. UDP не отправляет подтверждающие сообщения, поэтому данные могут быть получены или потеряны. Если при использовании UDP требуется надежная передача данных, ее следует реализовать в протоколе более высокого уровня.

Так в чем же преимущества UDP, зачем может понадобиться такой ненадежный протокол? Чтобы понять причину использования UDP, нужно различать однонаправленную передачу, широковещательную передачу и групповую рассылку.

Однонаправленное (unicast) сообщение отправляется из одного узла только в один другой узел. Это также называется связью «точка-точка». Протокол TCP поддерживает лишь однонаправленную связь. Если серверу нужно с помощью TCP взаимодействовать с несколькими клиентами, каждый клиент должен установить соединение, поскольку сообщения могут отправляться только одиночным узлам.

Широковещательная передача (broadcast) означает, что сообщение отправляется всем узлам сети. Групповая рассылка (multicast) — это промежуточный механизм: сообщения отправляются выбранным группам узлов.

UDP может использоваться для однонаправленной связи, если требуется быстрая передача, например для доставки мультимедийных данных, но главные преимущества UDP касаются широковещательной передачи и групповой рассылки.

Обычно, когда мы отправляем широковещательные или групповые сообщения, не нужно получать подтверждения из каждого узла, поскольку тогда сервер будет наводнен подтверждениями, а загрузка сети возрастет слишком сильно. Примером широковещательной передачи является служба времени. Сервер времени отправляет широковещательное сообщение, содержащее текущее время, и любой хост, если пожелает, может синхронизировать свое время с временем из широковещательного сообщения.

Заголовок UDP гораздо короче и проще заголовка TCP:

UDP — это быстрый протокол, не гарантирующий доставки. Если требуется поддержание порядка сообщений и надежная доставка, нужно использовать TCP. UDP главным образом предназначен для
широковещательной и групповой передачи. Протокол UDP определен в RFC 786.

Уязвимости безопасности

Веб-серверы обычно, но не исключительно, являются первой точкой воздействия векторов атак через Интернет. Порты локальной сети (LAN) по своей конструкции рекламируют информацию и, следовательно, часто становятся объектом большинства атак на сети клиент-сервер. Многие службы, уязвимые для таких атак, могут быть безопасно отключены — в зависимости от организационного воздействия на рабочие процессы. Это особенно верно в отношении сетевых сервисов, которые по своей сути ориентированы на интранет.

Два таких уязвимых сетевых протокола, которые предоставляют услуги: протокол Server Message Block (SMB) и NetBIOS поверх TCP / IP

Обе службы могут раскрыть невероятное количество подробной и важной информации о безопасности уязвимой сети. В отсутствие защиты NetBIOS через TCP / IP и SMB обеспечивает повторяющиеся векторы злонамеренных атак на сеть

В частности, NetBIOS предоставляет злоумышленникам возможность отображать сеть, а также свободно перемещаться по взломанной интрасети. Что касается общедоступных веб-серверов, ни одна из служб не является необходимой для успешной работы общедоступного веб-сервера, и отключение обеих служб в таких сценариях может значительно повысить статус безопасности сети.