Модель TCP/IP: выделение адресов (DHCP), сервисы имен (DNS), транспортный и прикладной уровни.
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) — автоматическое выделение адресов
Автоматическая выдача IP-адресов, масок подсети, шлюза и DNS-серверов клиентам при подключении к сети. Работает на прикладном уровне, использует протокол UDP.
Процесс получения адреса (DORA):
| Шаг | Название | Действие |
|---|---|---|
| 1 | Discovery | Клиент отправляет широковещательный запрос DHCPDISCOVER, чтобы найти DHCP-сервер в сети. |
| 2 | Offer | DHCP-сервер отвечает предложением DHCPOFFER, в котором предлагает клиенту свободный IP-адрес из области (SCOPE). |
| 3 | Request | Клиент отправляет широковещательное сообщение DHCPREQUEST, принимая предложение и уведомляя все остальные DHCP-серверы, что его услуги не нужны. |
| 4 | Acknowledgement | Сервер подтверждает выдачу адреса пакетом DHCPACK, указывая срок аренды (время жизни адреса), маску подсети, шлюз и DNS. |
После получения DHCPACK клиент может использовать IP-адрес в течение указанного времени аренды. При необходимости он может продлить аренду, отправив новый DHCPREQUEST.
DNS (Domain Name System) — сервис доменных имен
Преобразование удобных для человека символьных имен (например, www.1cloud.ru) в IP-адреса и обратно. Работает на прикладном уровне, использует UDP и TCP.
*Иерархическая структура DNS:
- Корневой домен — обозначается точкой (
.).- Домены первого уровня (TLD):
.ru,.com,.orgи др.- Домены второго уровня:
.1cloud,.yandexи т.д.- Далее идут поддомены и имена конкретных хостов.
Процесс разрешения имени (прямое преобразование):
- Клиент отправляет запрос своему локальному DNS-серверу.
- Если локальный сервер не знает ответа, он обращается к корневому DNS-серверу.
- Корневой сервер перенаправляет к серверу первого уровня .
- Сервер первого уровня перенаправляет к серверу второго уровня.
- Сервер второго уровня возвращает точный IP-адрес запрошенного хоста .
- Ответ возвращается клиенту. Все промежуточные серверы кэшируют полученную информацию, чтобы ускорить ответ на будущие запросы.
Обратное преобразование (IP → Имя):
Используется специальный домен in-addr.arpa. Например, для IP-адреса 11.22.33.44 запрашивается запись 44.33.22.11.in-addr.arpa. Это используется, например, при проверках почтовых серверов.
Транспортный уровень
Обеспечивает связь между приложениями на конечных устройствах с помощью портов (Socket = IP-адрес + номер порта).
| Протокол | Характеристика | Применение |
|---|---|---|
| TCP (Transmission Control Protocol) | • handshake • Отслеживает сессии, управляет перепосылкой потерянных сегментов • Собирает сегменты в правильном порядке • много служебных данных | HTTP, FTP, SSH, SMTP, Telnet |
| UDP (User Datagram Protocol) | • без соединения • «Послал и забыл» • без контроля надежности • макс. скорость, мин. задержки | SNMP, TFTP, DHCP, DNS, потоковое видео/аудио |
Ключевые функции транспортного уровня:
- Отслеживание индивидуальных сеансов между приложениями (только для TCP).
- Сегментация данных и обратная сборка.
- Идентификация приложений по номерам портов (порт 80 — HTTP, 443 — HTTPS, 53 — DNS, 67/68 — DHCP).
Прикладной уровень
Это верхний уровень модели TCP/IP. Здесь работают протоколы, с которыми непосредственно взаимодействуют пользовательские приложения.
Основные протоколы и службы:
- HTTP/HTTPS — передача гипертекстовых страниц (Веб).
- FTP — передача файлов.
- SMTP/POP3/IMAP — электронная почта.
- DNS — преобразование имен в IP-адреса.
- DHCP — автоматическая выдача IP-адресов.
Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, называется сообщением.