На рис. 2.1 мы также отмечаем, что программа tracerouteиспользует два сокета: один для IP, другой для ICMP. В главе 25 мы создадим версии IPv4 и IPv6 утилит pingи traceroute.
А сейчас мы опишем каждый из протоколов, представленных на рисунке.
Протокол Интернета версии 4 . IPv4 (Internet Protocol, version 4), который мы часто обозначаем просто как IP, был «рабочей лошадкой» набора протоколов Интернета с начала 80-х. Он использует 32-разрядную адресацию (см. раздел А.4). IPv4 предоставляет сервис доставки пакетов для протоколов TCP, UDP, SCRIPT, ICMP и IGMP.
Протокол Интернета версии 6 . IPv6 (Internet Protocol, version 6) был разработан в середине 90-х как замена протокола IPv4. Главным изменением является увеличение размера адреса, в случае IPv6 равного 128 бит (см. раздел А.5) для работы с бурно развивавшимся в 90-е годы Интернетом. IPv6 предоставляет сервис доставки пакетов для протоколов TCP, UDP, SCRIPT и ICMPv6.
Мы часто используем аббревиатуру «IP» в словосочетаниях типа «IP-адрес», «IP-уровень», когда нет необходимости различать IPv4 и IPv6.
Протокол управления передачей . TCP (Transmission Control Protocol) является протоколом, ориентированным на установление соединения и предоставляющим надежный двусторонний байтовый поток использующим его приложениям. Сокеты TCP типичный пример потоковых сокетов ( stream sockets ). TCP обеспечивает отправку и прием подтверждений, обработку тайм-аутов, повторную передачу и тому подобные возможности. Большинство прикладных программ в Интернете используют TCP. Заметим, что TCP может использовать как IPv4, так и Ipv6.
Протокол пользовательских дейтаграмм . UDP (User Datagram Protocol) это протокол, не ориентированный на установление соединения. Сокеты UDP служат примером дейтаграммных сокетов (datagram sockets). В отличие от TCP, который является надежным протоколом, в данном случае отнюдь не гарантируется, что дейтаграммы UDP когда-нибудь достигнут заданного места назначения. Как и в случае TCP, протокол UDP может использовать как IPv4, так и IPv6.
Протокол управления передачей потоков . SCRIPT (Stream Control Transmission Protocol) ориентированный на установление соединения протокол, предоставляющий надежную двустороннюю ассоциацию. Соединение по протоколу SCRIPT называется ассоциацией ( association ), потому что это многоканальный протокол, позволяющий задать несколько IP-адресов и один порт для каждой стороны соединения. SCRIPT предоставляет также сервис сообщений, то есть разграничение отдельных записей в передаваемом потоке. Как и другие транспортные протоколы, SCRIPT может использовать IPv4 и IPv6, но он отличается тем, что может работать с обеими версиями IP на одной и той же ассоциации.
Протокол управляющих сообщений Интернета . ICMP (Internet Control Message Protocol) обеспечивает передачу управляющей информации и сведений об ошибках между маршрутизаторами и узлами. Эти сообщения обычно генерируются и обрабатываются самостоятельно сетевым программным обеспечением TCP/IP, а не пользовательскими процессами, хотя мы и приводим в качестве примера программы pingи traceroute, использующие ICMP. Иногда мы называем этот протокол «ICMPv4», чтобы отличать его от ICMPv6.
Протокол управления группами Интернета . IGMP (Internet Group Management Protocol) используется для многоадресной передачи (см. главу 21), поддержка которой не является обязательной для IPv4.
Протокол разрешения адресов . ARP (Address Resolution Protocol) ставит в соответствие аппаратному адресу (например, адресу Ethernet) адрес IPv4. ARP обычно используется в широковещательных сетях, таких как Ethernet, Token-ring и FDDI, но не нужен в сетях типа «точка-точка» (point-to-point).
Протокол обратного разрешения адресов . RARP (Reverse Address Resolution Protocol) ставит в соответствие адресу IPv4 аппаратный адрес. Он иногда используется, когда загружается бездисковый узел.
Протокол управляющих сообщений Интернета, версия 6 . ICMPv6 (Internet Control Message Protocol, version 6) объединяет возможности протоколов ICMPv4, IGMP и ARP.
Фильтр пакетов BSD . Этот интерфейс предоставляет доступ к канальному
уровню для процесса. Обычно он поддерживается ядрами, произошедшими от BSD.
Интерфейс провайдера канального уровня . DLPI (Datalink Provider Interface) предоставляет доступ к канальному уровню и обычно предоставляется SVR4 (System V Release 4).
Все протоколы Интернета определяются в документах RFC ( Request For Comments ), которые играют роль формальной спецификации. Решение к упражнению 2.1 показывает, как можно получить документы RFC.
Мы используем термины узел IPv4/IPv6 ( IPv4/IPv6 host ) и узел с двойным стеком ( dual-stack host ) для определения узла, поддерживающего как IPv4, так и IPv6.
Дополнительные подробности собственно по протоколам TCP/IP можно найти в [111]. Реализация TCP/IP в 4.4BSD описывается в [128].
2.3. UDP: протокол пользовательских дейтаграмм
дейтаграмму datagram инкапсулируется encapsulateПроблема, с которой мы сталкиваемся в процессе сетевого программирования с использованием UDP, заключается в его недостаточной надежности. Если мы хотим быть уверены в том, что дейтаграмма дошла до места назначения, мы должны встроить в наше приложение множество функций: подтверждение приема, тайм-ауты, повторные передачи и т.п.