Vitajte na [www.pocitac.win] Pripojiť k domovskej stránke Obľúbené stránky
1. Fyzická vrstva príjem:
* Príjem signálu: Karta sieťového rozhrania (NIC) prijíma prichádzajúci signál (elektrický, optický alebo rádio vlny) nesúci paket.
* Konverzia signálu: NIC prevádza signál na digitálny formát, ktorému počítač môže porozumieť (bity a bajty).
* Detekcia chyby fyzickej vrstvy: NIC často vykonáva základnú detekciu chýb, kontroluje veci, ako je integrita signálu a chyby zarámovania vo fyzickej vrstve. Ak sa zistia chyby, paket môže byť okamžite spadnutý.
2. Spracovanie vrstiev dátového prepojenia (zvyčajne Ethernet):
* Vymedzenie rámca: NIC identifikuje začiatok a koniec dátového rámca pomocou rámových delimiérov (napr. Preambula a delimiter frame Start v Ethernete).
* Sekvencia kontroly rámu (FCS) Overenie: NIC vypočíta FCS (tiež známy ako kontrola redundancie CRC - cyklická) pre prijatý rám a porovnáva ho s FCS zahrnutými v rámci. Toto je robustnejšia kontrola chýb ako pri fyzickej vrstve. Ak sa FCS nezhoduje, čo naznačuje korupciu údajov počas prenosu, rám je vyradený.
* Cieľová adresa MAC Skontrolujte: NIC extrahuje cieľovú adresu MAC z hlavičky rámca a porovnáva ju s vlastnou adresou MAC alebo s adresou MAC NIC.
* zhody: Ak sa MAC adresy zhodujú (alebo je to vysielanie), rám je akceptovaný a odovzdaný do ďalšej vrstvy (sieťová vrstva).
* Nesúlad: Ak sa adresy MAC nezhodujú, rám je zvyčajne vyradený. V promiskuitnom režime (používané na monitorovanie siete) môže byť NIC nakonfigurovaná na zachytenie všetkých rámcov bez ohľadu na cieľovú adresu MAC.
* Zdrojové vzdelávanie Adresa MAC (pre prepínače): Ak je prijímajúce zariadenie sieťový prepínač, naučí sa mapovanie zdrojovej adresy MAC do portu, na ktorom bol rám prijatý. To pomáha efektívnejšie prepínanie budúcich rámcov.
3. Spracovanie sieťovej vrstvy (zvyčajne IP):
* Extrakcia paketov: NIC odovzdá užitočné zaťaženie rámca (paket IP) do sieťového zásobníka operačného systému.
* Overenie hlavičky IP: Sieťový zásobník skontroluje platnosť hlavičky IP:
* verzia: Overuje verziu IP (IPv4 alebo IPv6).
* Kontrola hlavičky: Oveľuje kontrolný súčet hlavičky IP, aby sa zabezpečilo, že hlavička nebola poškodená. Ak je kontrolný súčet neplatný, paket sa vyradí.
* Čas naživo (TTL) / Hop Limit: Zníženie poľa TTL (IPv4) alebo Hop Limit (IPv6). Ak limit TTL/Hop dosiahne 0, paket sa vyradí, aby sa zabránilo smerovacím slučkám, a do zdroja by sa mohla odoslať správa „čas prekročenia času“ ICMP.
* Cieľová adresa IP Skontrolujte: Sieťový zásobník porovnáva cieľovú adresu IP v hlavičke IP s vlastnou adresou IP hostiteľa.
* zhody: Ak sa IP adresy zhodujú, paket je určený pre tohto hostiteľa a je spracovaný ďalej.
* Nesúlad: Ak sa IP adresy nezhodujú:
* nie smerovač: Ak hostiteľ nie je nakonfigurovaný ako smerovač, paket je vyradený.
* Router: Ak je hostiteľ nakonfigurovaný ako smerovač, konzultuje svoju smerovaciu tabuľku, aby určil ďalší hop pre paket a podľa toho postúpi paket (po znížení limitu TTL/Hop a aktualizácii kontrolného súčtu hlavičky).
* fragmentácia/opätovné zostavenie (ak je to potrebné): Ak bol paket fragmentovaný pri zdroji (alebo medziprodukte), pretože bol príliš veľký na sieťovú cestu (problémy s MTU), môže potrebovať prijímajúci hostiteľ na opätovné zostavenie fragmentov do pôvodného paketu IP.
* Identifikácia protokolu: Sieťový zásobník používa pole „Protocol“ v hlavičke IP (napr. 6 pre TCP, 17 pre UDP, 1 pre ICMP) na určenie, ktorý protokol transportnej vrstvy, ktorý paket používa.
4. Spracovanie transportu (TCP alebo UDP):
* Identifikácia čísla portu: Transportná vrstva extrahuje číslo cieľového portu z hlavičky TCP alebo UDP. Číslo portu identifikuje konkrétnu aplikáciu alebo službu spustenú na hostiteľovi, ktorý by mal prijať údaje.
* Validácia hlavičky transportnej vrstvy: Prepravná vrstva kontroluje integritu hlavičky.
* kontrolný súčet: Hlavičky TCP a UDP obsahujú kontrolný súčet, aby sa zabezpečilo, že údaje neboli počas prenosu poškodené. Ak je kontrolný súčet neplatný, paket sa zvyčajne vyradí.
* Správa pripojenia (iba TCP): Ak je paket paket TCP, transportná vrstva spracováva funkcie orientované na pripojenie:
* Overenie čísla sekvencie: TCP používa sekvenčné čísla na zabezpečenie prijímania paketov v správnom poradí a na detekciu chýbajúcich paketov. Prijímač overuje sekvenčné číslo, aby správne zostavilo dátový tok.
* Potvrdenie (ACK) Odosielanie: Prijímač odosiela poďakovanie (ACKS) späť odosielateľovi, aby potvrdil, že pakety boli úspešne prijaté.
* Ovládanie toku: TCP implementuje mechanizmy riadenia toku, aby sa zabránilo tomu, aby odosielateľ ohromil prijímač údajmi.
* Dodanie údajov: Transportná vrstva poskytuje údaje (užitočné zaťaženie pakety TCP alebo UDP) na príslušnú aplikáciu alebo službu identifikovanú číslom portu.
5. Spracovanie aplikačnej vrstvy:
* Interpretácia údajov: Aplikácia prijíma údaje z transportnej vrstvy. Potom interpretuje údaje podľa svojho špecifického protokolu (napr. HTTP, SMTP, DNS).
* akcia založená na údajoch: Aplikácia podniká príslušné kroky na základe prijatých údajov. To by mohlo zahŕňať:
* Zobrazenie webovej stránky v prehliadači (HTTP).
* Poskytovanie e -mailu (SMTP).
* Vyriešenie názvu domény (DNS).
* Prehrávanie video streamu.
Súhrnná tabuľka:
| Vrstva Kľúčové akcie
| ---------------- | ----------------------------------------------------------------------------------------- |
| Fyzické | Príjem signálu, konverzia, detekcia základnej chyby
| Dátový odkaz Vymedzenie rámca, overovanie FCS, filtrovanie adries MAC |
| Sieť | Overenie hlavičky IP, porovnávanie adresy IP, smerovanie, fragmentácia/opätovné zostavenie |
| Doprava | Identifikácia čísla portu, validácia hlavičky, správa pripojenia (TCP) |
| Aplikácia | Interpretácia údajov, spracovanie špecifické pre aplikáciu
Dôležité úvahy:
* Manipulácia s chybami: Detekcia chýb a manipulácia sú v každej vrstve rozhodujúce. Balíky považované za poškodené sú zvyčajne vyradené.
* multithreading/multiprocessing: Moderné operačné systémy používajú na efektívne zvládnutie sieťovej prevádzky s multithreadingom a multiprocesom. Sieťový zásobník dokáže súčasne spracovať viacero paketov.
* Optimalizácia výkonu: Operačné systémy využívajú rôzne techniky na optimalizáciu výkonu siete, ako je správa vyrovnávacej pamäte, ukladanie do vyrovnávacej pamäte a zmiernenie prerušenia.
* Sieťová zabezpečenie: Firewall a systémy detekcie narušenia (ID) môžu skontrolovať pakety v rôznych vrstvách, aby identifikovali a zablokovali škodlivú premávku.
* Hardvérové zrýchlenie: Niektoré NIC ponúkajú hardvérové zrýchlenie pre určité sieťové úlohy, ako je výpočet kontrolného súčtu TCP, ktorý môže zlepšiť výkon.
Toto podrobné rozdelenie ilustruje zložitý proces spojený s prijímaním a spracovaním paketu. Každá vrstva vykonáva špecifické funkcie, aby sa zabezpečila spoľahlivý a efektívny prenos údajov.