TCP/IP

Протокол управления передачей и межсетевой протокол (TCP/IP) - это стандартный набор протоколов, разработанный в конце 1970-х Агентством передовых оборонных исследовательских проектов (DARPA) как средство взаимодействия между различными типами компьютеров и компьютерными сетями. TCP/IP является движущей силой интернета и поэтому является самым популярным стеком сетевых протоколов на Земле.

Два компонента протокола TCP/IP представляют разные аспекты компьютерного взаимодействия. Межсетевой протокол («IP» в TCP/IP) - это протокол без установления соединения, который предоставляет только маршрутизацию пакетов, используя IP пакет (datagram) как основной блок сетевой информации. IP пакет содержит заголовок с последующим сообщением. Протокол управления передачей («TCP» в TCP/IP) позволяет сетевым хостам устанавливать соединения, которые могут использоваться для передачи потоков данных. TCP также гарантирует, что данные между подключениями будут доставлены и что они придут на сетевой хост в том же порядке, как они были посланы с другого.

Настройка протокола TCP/IP состоит из нескольких элементов, которые должны быть установлены через редактирование конфигурационных файлов, или использования таких решений как сервер DHCP, который будучи включен может быть настроен на раздачу правильных TCP/IP настроек клиентам сети автоматически. Эти параметры настроек должны быть установлены корректно для облегчения правильного сетевого взаимодействия вашей системы Ubuntu.

Общие элементы настройки TCP/IP и их назначение следующие:

1. IP адрес IP адрес - это уникальная идентифицирующая строка, представленная в виде четырех десятичных чисел от 0 до 255, разделенных точками, каждое из которых представляет 8-битный адрес, составляющие полный 32-битный адрес Этот формат называют точечной четверичной записью (dotted quad notation).

2. Сетевая маска Маска подсети (или просто сетевая маска) - это локальная побитовая маска или набор флагов, которые разделяют IP адрес на часть, значимую для всей сети, и биты, значимые для данной подсети. Например, в сети класса C стандартная сетевая маска 255.255.255.0, которая маскирует первые 3 байта IP адреса и делает последний байт адреса доступным для хостов, определенных в подсети.

3. Адрес сети Адрес сети представляет собой байты, составляющие сетевую часть IP адреса. Например, хост 12.128.1.2 в сети класса A будет использовать 12.0.0.0 в качестве адреса сети, где 12 представляет первый байт IP адреса (сетевая часть) и нули в оставшихся трех байтах для предоставления возможных значений для хостов. Сетевой хост, использующий частный IP адрес 192.168.1.100 будет использовать для адреса сети 192.168.1.0, который определяет первые три байта сети 192.168.1 класса C и 0 для всех возможных хостов сети.

4. Адрес рассылки Адрес рассылки - это IP адрес, который позволяет посылать сетевые данные на все хосты заданной подсети вместо того чтобы задавать определенный хост. Стандартный общий адрес рассылки для IP сетей 255.255.255.255, но этот адрес рассылки не может быть использован для отправки сообщения каждому хосту в интернете, поскольку роутеры его блокируют. Более уместно устанавливать адрес рассылки, соответствующий вашей подсети. Например, в частной IP сети класса С 192.168.1.0 адрес рассылки будет 192.168.1.255. Широковещательные сообщения обычно создаются сетевыми протоколами, такими как протокол определения адреса (ARP) и информационный протокол маршрутизации (RIP).

5. Адрес шлюза Адрес шлюза - это IP адрес, через который можно соединится с определенной сетью или хостом в сети. Если один сетевой хост хочет соединиться с другим хостом в сети, и этот хост находится не в этой же сети, необходимо использовать шлюз. В большинстве случаев адрес шлюза является адресом роутера в этой сети, который включается для пропускания трафика к другим сетям или хостам, таким как интернет хостам. Значение адреса шлюза должно быть корректным или система не сможет получать доступ к хостам за пределами этой самой сети.

6. Адрес сервера имен Адрес сервера имен представляет IP адрес системы сервиса доменных имен (DNS), которые разрешают сетевые имена хостов в IP адреса. Существует три уровня адресов серверов имен, которые могут быть определены в порядке старшинства: Первичный сервер имен, Вторичный сервер имен и Третичный сервер имен. Чтобы у вашей системы была возможность разрешения сетевых имен хостов в соответствующие им IP адреса, вы должны определить правильные адреса серверов имен, которые вам разрешено использовать в настройках TCP/IP вашей системы. В большинстве случаев эти адреса могут и предоставляются вашим сетевым провайдером, но есть много свободных и публично доступных серверов имен, которые можно использовать, таких как Level3 (Verizon) сервера с адресами от 4.2.2.1 до 4.2.2.6.

Доступ к странице системного руководства по интерфейсам следующей командой:

man interfaces

Доступ к странице системного руководства по resolv.conf следующей командой:

man resolv.conf

IP маршрутизация - это средства по обнаружению и изучению путей в сети TCP/IP по которым могут передаваться сетевые данные. Маршрутизация использует набор таблиц маршрутизации для непосредственного направления сетевых пакетов данных от источника к точке назначения, обычно через множество узлов сети, известных как роутеры. Существует две простейшие формы IP маршрутизации: статическая и динамическая.

Статическая маршрутизация предполагает ручное добавление IP маршрутов в системную таблицу маршрутизации, и обычно это делается через изменение таблицы маршрутизации командой route. Статическая маршрутизация предоставляет много преимуществ по сравнению с динамической маршрутизацией, такие как простота реализации на небольших сетях, предсказуемость (таблица маршрутизации всегда составлена заблаговременно и поэтому всегда используется маршрут, который в точности повторяется каждый раз), и низкая нагрузка на другие роутеры и сетевые соединения из-за недостатков протокола динамической маршрутизации. Однако у статической маршрутизации есть и слабые места. Например, статическая маршрутизация ограничена небольшими сетями и не может наращиваться. Статическая маршрутизация также не приспосабливается к сетевым обрывам и сбоям на маршруте из-за статичной природы своих маршрутов.

Динамическая маршрутизация полагается на большие сети с несколькими возможными IP маршрутами от источника к приемнику и использует для этого специальные протоколы маршрутизации, такие как RIP, который управляет автоматическим регулированием таблиц маршрутизации, что и делает динамическую маршрутизацию возможной. Динамическая маршрутизация имеет ряд преимуществ над статической, таких как хорошая масштабируемость и возможность адаптации к сбоям и обрывам в сетевых соединениях. Кроме того она требует меньше ручного администрирования таблиц маршрутизации, поскольку роутеры узнают один от другого об их существовании и доступных маршрутах. Эта черта также исключает возможность внесения ошибок в таблицу маршрутов из-за человеческого фактора. Динамическая маршрутизация не совершенна, поскольку существуют и слабые места, такие как повышенная сложность и дополнительная нагрузка от взаимодействия роутеров, которые не дают немедленного эффекта конечным пользователям, а только используют полосу пропускания сети.

TCP is a connection-based protocol, offering error correction and guaranteed delivery of data via what is known as flow control. Flow control determines when the flow of a data stream needs to be stopped, and previously sent data packets should to be re-sent due to problems such as collisions, for example, thus ensuring complete and accurate delivery of the data. TCP is typically used in the exchange of important information such as database transactions.

The User Datagram Protocol (UDP), on the other hand, is a connectionless protocol which seldom deals with the transmission of important data because it lacks flow control or any other method to ensure reliable delivery of the data. UDP is commonly used in such applications as audio and video streaming, where it is considerably faster than TCP due to the lack of error correction and flow control, and where the loss of a few packets is not generally catastrophic.

The Internet Control Messaging Protocol (ICMP) is an extension to the Internet Protocol (IP) as defined in the Request For Comments (RFC) #792 and supports network packets containing control, error, and informational messages. ICMP is used by such network applications as the ping utility, which can determine the availability of a network host or device. Examples of some error messages returned by ICMP which are useful to both network hosts and devices such as routers, include Destination Unreachable and Time Exceeded.

Daemons are special system applications which typically execute continuously in the background and await requests for the functions they provide from other applications. Many daemons are network-centric; that is, a large number of daemons executing in the background on an Ubuntu system may provide network-related functionality. Some examples of such network daemons include the Hyper Text Transport Protocol Daemon (httpd), which provides web server functionality; the Secure SHell Daemon (sshd), which provides secure remote login shell and file transfer capabilities; and the Internet Message Access Protocol Daemon (imapd), which provides E-Mail services.

  There are man pages for TCP and IP that contain more useful information.

  Also, see the TCP/IP Tutorial and Technical Overview IBM Redbook.

  Another resource is O'Reilly's TCP/IP Network Administration.