Internet layer
| Модель TCP/IP (RFC 1122) |
|---|
| Прикладний рівень |
| Транспортний рівень |
| Мережевий рівень |
| Канальний рівень |
Міжмережевий рівень (англ. internet layer) — це група методів, протоколів і специфікацій міжмережевої взаємодії у наборі інтернет-протоколів, які використовуються для транспортування мережевих пакетів від початкового хоста через межі мереж і, за необхідності, до вузла призначення, визначеного за IP-адресою. Міжмережевий рівень отримав свою назву від своєї функції сприяння міжмережевій взаємодії, яка є концепцією з'єднання кількох мереж між собою через шлюзи.
Міжмережевий рівень не включає протоколи, які виконують завдання підтримання стану ланки між локальними вузлами і зазвичай використовують протоколи, що ґрунтуються на кадруванні пакетів, специфічному для типів ланок. Такі протоколи належать до канального рівня. Протоколи міжмережевого рівня використовують пакети на основі IP.
Поширеним аспектом проєктування міжмережевого рівня є принцип стійкості: «Будьте ліберальними щодо того, що приймаєте, і консервативними щодо того, що надсилаєте»[1], оскільки некоректно функціонуючий вузол може позбавити багатьох інших користувачів послуг Інтернету.
Міжмережевий рівень має три основні функції:
- Для вихідних пакетів вибрати наступний вузол (шлюз) і передати пакет цьому вузлу, передавши його відповідній реалізації канального рівня;
- Для вхідних пакетів приймати пакети та передавати корисне навантаження пакета відповідному протоколу транспортного рівня, якщо це доречно.
- Забезпечувати можливість виявлення помилок і діагностики.
У версії 4 Інтернет-протоколу (IPv4) під час як операцій передавання, так і операцій приймання IP здатний автоматично або навмисно виконувати фрагментацію або дефрагментацію пакетів, ґрунтуючись, наприклад, на максимальному розмірі передавання (MTU) елементів ланки. Однак цю функцію було вилучено з IPv6, оскільки кінцеві точки зв'язку, тобто вузли, тепер мають виконувати визначення MTU шляху та забезпечувати, щоб передавання від кінця до кінця не перевищували виявленого максимального значення.
У своїй роботі міжмережевий рівень не відповідає за надійне передавання. Він надає лише ненадійний сервіс і доставляння за принципом найкращих зусиль (best effort). Це означає, що мережа не дає жодних гарантій щодо належного надходження пакетів. Це відповідає принципу кінцевих точок і є зміною порівняно з попередніми протоколами, що використовувалися в ранній ARPANET. Оскільки передавання пакетів через різнорідні мережі за своєю суттю є ненадійною операцією, схильною до збоїв, відповідальність за забезпечення надійності було покладено на кінцеві точки шляху зв'язку, тобто вузли, а не на мережу. Це є однією з причин стійкості Інтернету до відмов окремих ланок та його доведеної масштабованості. Функція забезпечення надійності сервісу є обов'язком протоколів вищого рівня, таких як Transmission Control Protocol (TCP) у транспортному рівні.
В IPv4 для захисту заголовка кожної дейтаграми використовується контрольна сума. Контрольна сума забезпечує точність інформації в отриманому заголовку, однак IPv4 не намагається виявляти помилки, які могли виникнути в даних кожного пакета. IPv6 не містить цієї контрольної суми заголовка, натомість покладаючись на канальний рівень у забезпеченні цілісності даних для всього пакета, включно з контрольною сумою.
Основними протоколами міжмережевого рівня є Internet Protocol (IP). Він реалізований у двох версіях — IPv4 та IPv6. Internet Control Message Protocol (ICMP) переважно використовується для функцій обробки помилок і діагностики. Для IPv4 та IPv6 існують різні реалізації. Internet Group Management Protocol (IGMP) використовується вузлами IPv4 та сусідніми маршрутизаторами IP-багатоадресної розсилки для встановлення членства в групах багатоадресної розсилки.
Internet Protocol Security (IPsec) — це набір протоколів для захисту IP-зв'язку шляхом автентифікації та шифрування кожного IP-пакета в потоці даних. IPsec також включає протоколи для обміну ключами. IPsec спочатку був розроблений як базова специфікація для IPv6 у 1995 році,[2][3] а пізніше адаптований до IPv4, де він набув широкого застосування для захисту віртуальних приватних мереж.
Оскільки міжмережевий рівень моделі TCP/IP легко безпосередньо порівняти з мережевим рівнем (рівнем 3) у стеку Open Systems Interconnection,[4][5][6] міжмережевий рівень часто неправильно називають мережевим рівнем.[1][7]
- J. Postel, ред. (Вересень 1981). INTERNET PROTOCOL - DARPA INTERNET PROGRAM PROTOCOL SPECIFICATION. IETF. doi:10.17487/RFC0791. STD 5. RFC 791. IEN 128, 123, 111, 80, 54, 44, 41, 28, 26. Internet Standard 5.
- J. Postel (Вересень 1981). INTERNET CONTROL MESSAGE PROTOCOL - DARPA INTERNET PROGRAM PROTOCOL SPECIFICATION. Network Working Group. doi:10.17487/RFC0792. STD 5. RFC 792. Internet Standard 5.
- David D. Clark (Липень 1982). IP DATAGRAM REASSEMBLY ALGORITHMS. Internet Engineering Task Force. doi:10.17487/RFC0815. RFC 815. Status Unknown.
- David D. Clark (Липень 1982). FAULT ISOLATION AND RECOVERY. Internet Engineering Task Force. doi:10.17487/RFC0816. RFC 816. Historic.
- J. Postel (Листопад 1983). The TCP Maximum Segment Size and Related Topics. Network Working Group. doi:10.17487/RFC0879. RFC 879. Obsolete.
- J. Mogul; J. Postel (Серпень 1985). Internet Standard Subnetting Procedure. Network Working Group. doi:10.17487/RFC0950. STD 5. RFC 950. Internet Standard 5.
- S. Kent (Листопад 1991). U.S. Department of Defense - Security Options for the Internet Protocol. Network Working Group. doi:10.17487/RFC1108. RFC 1108. Historic.
- S. Deering (Серпень 1989). Host Extensions for IP Multicasting. Network Working Group. doi:10.17487/RFC1112. STD 5. RFC 1112. Internet Standard 5.
- R. Braden, ред. (Жовтень 1989). Requirements for Internet Hosts -- Communication Layers. Network Working Group. doi:10.17487/RFC1122. STD 3. RFC 1122. Internet Standard 3.
- R. Braden, ред. (Жовтень 1989). Requirements for Internet Hosts -- Application and Support. Network Working Group. doi:10.17487/RFC1123. STD 3. RFC 1123. Internet Standard 3.
- R. Bush; D. Meyer (Грудень 2002). Some Internet Architectural Guidelines and Philosophy. Network Working Group. doi:10.17487/RFC3439. RFC 3439. Informational.
- 1 2 R. Braden, ред. (Жовтень 1989). Requirements for Internet Hosts -- Communication Layers. Network Working Group. doi:10.17487/RFC1122. STD 3. RFC 1122. Internet Standard 3. Updated by RFC 1349, 4379, 5884, 6093, 6298, 6633, 6864, 8029 and 9293.
- ↑ R. Atkinson (Серпень 1995). Security Architecture for the Internet Protocol. Network Working Group. doi:10.17487/RFC1825. RFC 1825. Obsolete. Obsoleted by RFC 2401.
- ↑ P. Karn; P. Metzger; W. Simpson (Серпень 1995). The ESP DES-CBC Transform. Network Working Group. doi:10.17487/RFC1829. RFC 1829. Proposed Standard.
- ↑ What's The Difference Between The OSI Seven-Layer Network Model And TCP/IP?. Electronic Design. 2 жовтня 2013.
- ↑ Four Layers of TCP/IP model, Comparison and Difference between TCP/IP and OSI models. www.omnisecu.com.
- ↑ Network Basics: TCP/IP and OSI Network Model Comparisons.
- ↑ R. Braden, ред. (Жовтень 1989). Requirements for Internet Hosts -- Application and Support. Network Working Group. doi:10.17487/RFC1123. STD 3. RFC 1123. Internet Standard 3. Updated by RFC 1349, 2181, 5321, 5966 and 7766.