Компьютерные сети. 6-е изд.

Однако у этих протоколов также имеется множество существенных различий, из-за разных условий, в которых они работают (илл. 6.7). На канальном уровне два маршрутизатора общаются напрямую по физическому каналу (проводному или беспроводному), тогда как на транспортном уровне физический канал заменен целой сетью. Это различие сильно влияет на протоколы.

Илл. 6.7. Окружение: (а) канального уровня; (б) транспортного уровня

Во-первых, при двухточечном соединении по проводу или оптоволоконной линии маршрутизатор обычно не должен указывать, с каким маршрутизатором он хочет обменяться данными, — каждая выходная линия ведет к конкретному маршрутизатору. На транспортном уровне требуется явно указывать адрес получателя.

Во-вторых, процесс установки соединения по проводу (см. илл. 6.7 (а)) прост: противоположная сторона всегда присутствует (если только она не вышла из строя). В любом случае работы не очень много. Даже в случае беспроводного соединения ситуация не слишком отличается. Простой отправки сообщения достаточно, чтобы оно дошло до всех адресатов. Если подтверждение о получении не приходит (вследствие ошибок), сообщение может быть отправлено повторно. На транспортном уровне начальная установка соединения, как будет показано ниже, происходит достаточно сложно.

Еще одно весьма досадное различие между канальным и транспортным уровнями состоит в том, что сеть потенциально обладает возможностями хранения информации. Когда маршрутизатор отправляет пакет по каналу связи, пакет может прийти или потеряться, но он не может побродить где-то какое-то время, спрятаться на краю света, а затем внезапно появиться и прийти в место назначения после пакетов, отправленных гораздо позже него. Если же сеть использует дейтаграммы, которые маршрутизируются в ней независимо, то всегда есть ненулевая вероятность, что пакет пройдет по какому-то странному пути и придет к получателю позже, чем нужно, и в неправильном порядке; возможно также, что при этом будут получены копии пакета. Последствия способности сети задерживать и копировать пакеты порой катастрофичны и требуют применения специальных протоколов, обеспечивающих правильную передачу данных.

Последнее различие между канальным и транспортным уровнями является скорее количественным, чем качественным. Буферизация и управление потоком необходимы в обоих случаях. Однако наличие на транспортном уровне большого и непостоянного числа соединений с пропускной способностью, колеблющейся из-за их конкуренции, может потребовать принципиально другого подхода. Некоторые из рассмотренных в главе 3 протоколов выделяют фиксированное количество буферов для каждой линии, поэтому для входящего фрейма всегда имеется свободный буфер. На транспортном уровне из-за множества управляемых соединений и колебаний пропускной способности выделение нескольких буферов каждому соединению не слишком хорошая идея. В следующих разделах мы изучим эти и другие важные вопросы.

6.2.1. Адресация

Когда один прикладной процесс желает установить соединение с другим прикладным процессом, он должен его конкретно указать. Обычно для этого задаются транспортные адреса, куда процессы отправляют запросы на установление соединения. В интернете такие конечные точки на транспортном уровне называются портами. Для их обозначения мы будем пользоваться нейтральным термином точка доступа к службам транспортного уровня (Transport Service Access Point, TSAP). Аналогичные конечные точки сетевого уровня (то есть адреса сетевого уровня) называются точками доступа к сетевым службам (Network Service Access Point, NSAP). Примерами NSAP являются IP-адреса.

На илл. 6.8 показаны взаимоотношения между NSAP, TSAP и транспортным соединением. Прикладные процессы клиента и сервера могут связываться с локальной TSAP для установления соединения с удаленной TSAP. Такие соединения проходят через NSAP на каждом хосте, как показано на рисунке. TSAP нужны для того, чтобы различать конечные точки, совместно использующие NSAP, в сетях, где у каждого компьютера есть своя NSAP.

Возможный сценарий для транспортного соединения выглядит следующим образом.

1. Процесс почтового сервера подсоединяется к точке доступа TSAP 1522 на хосте 2 и ожидает входящего вызова. Вопрос о том, как процесс соединяется с TSAP, лежит за пределами сетевой модели и полностью зависит от локальной операционной системы. Например, может вызываться примитив типа LISTEN.

2. Прикладной процесс хоста 1 хочет отправить почтовое сообщение, поэтому он подключается к TSAP 1208 и обращается к сети с запросом CONNECT, указывая TSAP 1208 на хосте 1 в качестве адреса отправителя и TSAP 1522 на хосте 2 в качестве адреса получателя. Это действие в результате приводит к установке транспортного соединения между прикладным процессом и сервером.

3. Прикладной процесс отправляет почтовое сообщение.

4. Почтовый сервер отвечает, что сообщение будет доставлено.

5. Транспортное соединение разрывается.

Илл. 6.8. Точки доступа к службам транспортного и сетевого уровня и транспортные соединения