Învăţământul profesional şi tehnic în domeniul tic

Tema 2. Modelul TCP/IP

Fişa de documentare 2 - Modelul TCP/IP: structură şi funcţionare

Modelul de referinţă TCP/IP

Deşi modelul de referinţă OSI a fost creat pentru asigurarea interoperabilităţii echipamentelor de reţea, modelul TCP/IP a fost conceput pentru a oferi o referinţă pentru dezvoltarea de protocoale compatibile.

Modelul de referinţă TCP/IP şi stiva protocolului TCP/IP (TCP/IP protocol stack) au făcut posibilă comunicarea între două computere aflate în oricare parte a lumii, cu viteza luminii.

Astfel, TCP (Tranmission Control Protocol) are rolul de împărţire a datelor în pachete şi asigură transmiterea corectă a mesajelor între computere. Pachetele sunt numerotate, putându-se verifica primirea lor în forma în care au fost transmise şi reconstituirea mesajelor lungi, formate din mai multe pachete.

IP (Internet Protocol) asigură livrarea pachetelor numai dacă în funcţionarea reţelelor nu apar erori. Dacă un mesaj este prea lung, IP cere fragmentarea lui în mai multe pachete. Transmiterea pachetelor IP se face între calculatoare gazdă şi nu direct între programele de aplicaţie.

Protocolul TCP/IP are avantajul că nu depinde de configuraţia hardware, de mediile de transmisie, şi este de documentare at de majoritatea sistemelor de operare.

Spre deosebire de OSI, modelul TCP/IP are doar patru niveluri:

Deşi două dintre niveluri au acelaşi nume ca la modelul OSI, nu trebuie confundate între ele pentru că fiecare nivel are funcţii total diferite pentru fiecare model în parte.

Nivelul Aplicaţie

Proiectanţii TCP/IP au considerat că protocoalele de nivel superior trebuie să includă detaliile nivelurilor prezentării şi sesiunii ale modelului OSI. Pur şi simplu au creat un nivel aplicaţie care manevreaza protocoalele de nivel superior, problemele de reprezentare, codificările şi controlul dialogurilor. TCP/IP combină toate aceste deziderate într-un singur nivel, care asigură împachetarea corectă a datelor pentru nivelul următor.

Nivelul Aplicaţie oferă servicii de reţea aplicaţiilor utilizator cum ar fi browserele web, programele de e-mail, terminalul virtual (TELNET), transfer de fişiere (FTP).

Nivelul Transport

Nivelul transport al modelului TCP/IP administrează transmisia de date de la un computer la altul, asigurând calitatea serviciului de comunicare, siguranţa liniei de transport, controlul fluxului şi detecţia şi corecţia erorilor. Una dintre funcţiile acestui nivel este de a împărţi datele în segmente mai mici pentru a fi transportate uşor prin reţea. El este proiectat astfel încât să permită conversaţii între entităţile pereche din gazdele sursă, respectiv, destinaţie.

În acest sens Nivelul Transport implică două protocoale capăt-la-capăt: protocolul de control al transmisiei (TCP) şi protocolul datagrama al utilizatorului (UDP)

TCP (Trasmission Control Protocol) este un protocol sigur orientat pe conexiune care permite ca un flux de octeţi trimişi de pe o maşină să ajungă fără erori pe orice altă maşină din reţea. Orientarea pe conexiune nu semnifica faptul că există un circuit între computerele care comunică, ci faptul că segmentele nivelului Aplicaţie călătoresc bidirecţional între două gazde care sunt conectate logic pentru o anumită perioadă. Acest proces este cunoscut sub denumirea de packet switching.

TCP/IP fragmentează fluxul de octeţi în mesaje discrete şi pasează fiecare mesaj nivelului Internet. TCP tratează totodată controlul fluxului pentru a se asigura că un emiţător rapid nu inundă un receptor lent cu mai multe mesaje decât poate acesta să prelucreze.

Al doilea protocol din acest nivel, UDP (User Datagram Protocol), este un protocol nesigur, fără conexiuni, destinat aplicaţiilor care doresc să utilizeze propria lor secvenţiere şi control al fluxului. Protocolul UDP este de asemenea mult folosit pentru interogări rapide întrebare-răspuns, client-server şi pentru aplicaţii în care comunicarea promptă este mai importatntă decât comunicarea cu acurateţe, aşa cum sunt aplicaţiile de transmisie a vorbirii şi a imaginilor video.

Nivelul Internet

Iniţial nivelul reţea trebuia să asigure rutarea pachetelor în interiorul unei singure reţele. Cu timpul a apărut posibilitatea interconexiunii între reţele, astfel încât acestui nivel i-au fost adăugate funcţionalităţi de comunicare între o reţea sursă şi o reţea destinaţie.

Pe lângă rolul nivelului Internet de a trimite pachete de la sursă spre reţeaua internetwork (dintre reţele) este şi cel de a controla sosirea lor la destinaţie indiferent de traseul sau reţelele traversate până la destinaţie. Protocolul specific care guvernează acest nivel se numeşte protocol Internet (IP). În acest nivel se realizează alegerea căii optime şi distribuirea pachetelor. Acesta este locul unde acţioneaza routerul în internet.

În stiva TCP/IP, protocolul IP asigură rutarea pachetelor de la o adresă sursă la o adresă destinaţie, folosind şi unele protocoale adiţionale, precum ICMP sau IGMP. Determinarea drumului optim între cele două reţele se face la acest nivel.

Comunicarea la nivelul IP este nesigură, sarcina de corecţie a erorilor fiind plasată la nivelurile superioare (de exemplu prin protocolul TCP). În IPv4 (nu şi IPv6), integritatea pachetelor este asigurată de sume de control.

Nivelul Acces reţea

Pe acest nivel sunt definite Standardele şi tehnologiile Ethernet IEEE 802.3, precum CSMA/CD şi 10BASE-T.

Acest strat se ocupă cu toate serviciile pe care le necesită un pachet IP pentru a realiza o legatură fizică, incluzând şi detalii legate de tehnologiile LAN şi WAN, de medii de transmisie, adică ceea ce fac nivelurile OSI Legătură de date şi Fizic.

Protocoalele TCP/IP

Activitatea de învăţare 2.1.1. Modelul de referinţă TCP/IP

Competenţa/Rezultatul învăţării: Prezintă modelul TCP/IP

Obiectivul/obiectivele vizate: După efectuarea activităţii vei fi capabil:

• 
  să identifici rolul modelului TCP/IP
  

Durata: 20 minute

Tipul activităţii: ÎNVĂŢARE PRIN CATEGORISIRE – STARBURSTING

Sugestii: elevii pot lucra individual sau în grupe de 2 – 3 elevi.

Sarcina de lucru: Realizează un eseu de o pagină descriind generalităţi despre Modelul TCP/IP, urmărind întrebările de mai jos.

Activitatea de învăţare 2.1.2. Ordinea nivelurilor TCP/IP

Competenţa/Rezultatul învăţării: Prezintă modelul TCP/IP

Obiectivul/obiectivele vizate: După efectuarea activităţii vei fi capabil:

• 
  să denumeşti nivelurile modelului TCP/IP
  
• 
  să ordonezi logic nivelurile modelului TCP/IP
  

Durata: 5 minute

Tipul activităţii: CONCASAREA - RECONSTRUCŢIE

Sugestii: - elevii pot lucra individual.
Sarcina de lucru: Aranjează nivelurile din modelul TCP/IP în dreptul numerelor de ordine aşa cum este corect.