Стоит также упомянуть тот факт, что не все протоколы можно использовать в одинаковых условиях. Иногда применение одного протокола выгодно для небольшой группы компьютеров и крайне невыгодно для большого количества компьютеров с несколькими маршрутизаторами и подключением к Интернету.
В следующих разделах вы познакомитесь с наиболее распространенными протоколами и стеками протоколов.
1.3. NetBIOS и NetBEUI
NetBIOS
NetBIOS (Network Basic Input Output System, базовая система сетевого ввода/ вывода) – протокол (скорее, интерфейс) прикладного программирования, разработанный в конце 1983 года для компьютеров IBM.
На самом деле NetBIOS не является полноценным протоколом, поскольку описывает только программную часть передачи данных – набор сетевых API-функций. Это означает, что с помощью этого протокола можно только подготовить данные для передачи. Физически же передача может осуществляться только с помощью любого транспортного протокола, например TCP.
Благодаря такой ситуации подготовка передачи данных не привязана к транспортному протоколу, что позволяет использовать для этих целей любой подходящий протокол. Кроме того, неоспоримым достоинством NetBIOS является быстродействие.
Однако, к сожалению, для полноценной работы протокола NetBIOS требуется, чтобы на всех компьютерах сети использовался один транспортный протокол, иначе компьютеры не смогут синхронизироваться. Основным недостатком NetBIOS является то, что он не поддерживает маршрутизацию, без которой не обходится любая мало-мальски развернутая сеть.
NetBEUI
NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface, протокол расширенного пользовательского интерфейса базовой системы сетевого ввода/вывода) – протокол, дополняющий NetBIOS. Благодаря NetBEUI появилась возможность не только описывать программный уровень передачи данных, но и передавать их физически по сети, используя специальные встроенные механизмы этого протокола. Кроме того, значительно возросла надежность и скорость передачи данных.
Основной недостаток NetBEUI, как и NetBIOS, – отсутствие механизма маршрутизации, что делает этот протокол бесполезным в больших сетях. Если же ваша сеть состоит из нескольких компьютеров и не располагает маршрутизатором, то более быстрого протокола вы не найдете.
Итак, протокол NetBEUI не поддерживает маршрутизацию в сети, что не позволяет эффективно использовать его скорость в глобальных сетях. Тем не менее, этот протокол является одним из основных компонентов NT-систем, и его установка происходит автоматически.
1.4. TCP, IP и UDP
TCP
TCP (Transmission Control Protocol, протокол управления передачей данных) – распространенный протокол, разработанный много лет назад. Он используется не только в локальных сетях, но и в сети Интернет, что однозначно характеризует TCP с хорошей стороны.
Главным достоинством протокола является его надежность, достигаемая путем использования подтверждающих пакетов, которые присылаются каждый раз в ответ на полученное сообщение. При этом в первую очередь устанавливается логическая связь между компьютером-отправителем и компьютером-получателем, что гарантирует успешную доставку пакетов.
Еще одним механизмом надежности передачи данных является механизм, отслеживающий время жизни пакета, – TTL (Time To Live, время жизни). Если по истечении заданного времени компьютер-получатель не пришлет подтверждение о доставке очередного пакета данных, то компьютер-отправитель перешлет эти данные повторно. Кроме того, данные будут повторно посланы, если пакет оказался поврежденным и компьютер-получатель его отклоняет, о чем сообщает отправителю.
IP
IP (Internet Protocol, протокол межсетевого взаимодействия) – протокол, который обычно применяется вместе с протоколом TCP. Для работы он использует готовые данные маршрутизации, поэтому не контролирует доставку сообщений адресату. Располагая информацией о маршрутизации между выбранными компьютерами, этот протокол просто добавляет к пакету адрес отправителя и получателя[1] и пересылает его дальше. Дальнейшая судьба отправленных данных неизвестна, поэтому функцию контроля должен выполнять другой протокол, в частности TCP.
Чтобы хоть как-то повысить надежность, протокол IP вкладывает в пакет контрольную сумму, что позволяет компьютеру-получателю удостовериться в том, что пакет принят без ошибок или, в противном случае, отвергнуть его.
Преимуществом протокола является возможность фрагментации (разделения на компьютере-отправителе большого пакета на более мелкие) с последующей их дефрагментацией на компьютере-получателе.
UDP
UDP (User Datagram Protocol, протокол пользовательских дейтаграмм) – один из самых быстрых, но не очень надежных протоколов, которые используют в сети для передачи данных. Он работает практически так же, как и протокол IP, однако после удачного приема пакета компьютер-получатель присылает соответствующее подтверждение. При этом логическое соединение между компьютерами не требуется, то есть пакет отсылается в надежде (или с уверенностью) на то, что нужный компьютер находится в сети и может его принять. Если подтверждение доставки не получено, значит, через некоторое время компьютер-отправитель повторно вышлет необходимый пакет данных.
Как ни странно, протокол UDP применяется в сети достаточно часто. Благодарить за это нужно скорость, с которой он работает. Эта скорость достигается за счет отсутствия необходимости соединения с другими компьютерами, что позволяет использовать трафик сети в нужном направлении. Так, протокол UDP часто используется, например, в сетевых играх или для передачи звуковых данных с интернет-радио (когда надежность доставки пакетов не играет большой роли).
1.5. IPX и SPX
Протоколы IPX и SPX являются представителями стека протоколов, разработанных компанией Novell. В свое время эта компания являлась прямым конкурентом Microsoft в области сетевых операционных систем: противостояли операционная система Novell Netware и Windows NT. Соответственно, каждая операционная система использовала собственный набор протоколов.
Как известно, компания Novell сдала свои позиции, и первенство завоевали сетевые версии операционной системы Windows NT. Тем не менее протоколы, разработанные Novell, используются до сих пор и будут использоваться еще очень долго.
IPX
IPX (Internetwork Packet eXchange, протокол межсетевого обмена объектами) – один из самых «ходовых» протоколов, используемых на сетевом уровне. Главной его задачей является определение оптимального маршрута между двумя выбранными компьютерами с использованием для этого данных других протоколов.
В первую очередь данный протокол вычисляет адрес компьютера, которому необходимо отправить пакет – дейтаграмму. Определив адрес нужного компьютера, он снабжает дейтаграмму служебной информацией (адресом отправителя и получателя) и отправляет «в путь» по выбранному маршруту.
Однако самостоятельно этот протокол работать не может, поскольку не способен устанавливать соединение между компьютерами. Соответственно, от IPX нельзя ожидать высокой степени надежности доставки пакетов.
SPX
SPX (Sequenced Packet eXchange, последовательный обмен пакетами) – «родной брат» IPX, без которого его нельзя назвать полноценным протоколом. Эти протоколы используются вместе и имеют общее название – IPX/SPX.