Hardware / Software por trás do encapsulamento de camadas IP / TCP

Question

Todo tutorial que eu li fala sobre como as camadas "se comunicam" umas com as outras, mas nunca menciona qual hardware / software recebe, adiciona e envia cada camada de dados de controle.

Que peça de hardware e software recebe / encapsula / envia os dados pertencentes a cada camada de IP / TCP?

Por exemplo, em que camada meu roteador trabalha? Qual software traduz um arquivo de texto em SMTP? O que / Onde no meu computador está o software para controle de fluxo / transporte?

    

Answer 1

Layer 1 - Physical - Signaling 

Layer 2 - Data Link - Switching (Ethernet frames) 

Layer 3 - Network - Routing (IP packets)

Layer 4 - Transport - Multiplexing (TCP segments)

Layer 5 - Session

Layer 6 - Presentation

Layer 7 - Application

O motivo pelo qual implementações específicas de software / hardware não são mencionadas é porque esse é o objetivo de desenvolver o padrão. Cada camada não se importa como a camada acima e abaixo cuida de sua função, desde que os dados sejam apresentados de acordo com o padrão. Pode ser em software, hardware, firmware, por meio de um dispositivo mecânico não-eletrônico, ou mesmo manualmente por seres humanos (google "TCP over carrier pigeon" para um exemplo não sério).

O software e hardware específicos envolvidos variam muito no mundo real. É inteiramente possível executar todas as funções no software (barato, mas lento). Também é inteiramente possível fazer todos eles em hardware (rápido, mas caro). Dispositivos de rede dedicados, como roteadores Cisco, etc., executarão mais funções no hardware do que, digamos, um PC executando o Linux configurado como um roteador.

Geralmente, a Camada 1 e principalmente a Camada 2 têm a garantia de ser executada em hardware. A camada 3 é feita principalmente em hardware em um roteador de nível empresarial, como os da Cisco. Muitas NICs vêm com um recurso chamado "TCP Offload Engine" que pode acelerar a maioria das Camadas 3 e 4 via hardware na NIC. Seus roteadores de nível de consumidor do Wal-mart geralmente fazem a função de roteamento inteiramente em software. As camadas 5, 6 e 7 geralmente não são feitas em hardware e, se forem, os dispositivos que fazem isso são chamados de "aceleradores".

    

Answer 2

What piece of hardware and software recieves/encapsulates/sends the data pertaining to each layer of IP/TCP?

O hardware Ethernet normalmente é usado apenas nas camadas mais baixas, nas camadas física e de link. Com base em seu endereço MAC, o hardware aceitará somente quadros unicast correspondentes. O driver de dispositivo Ethernet é normalmente responsável por fornecer a interface do software para este dispositivo. O dispositivo normalmente pode ler e gravar quadros Ethernet completos de e para buffers organizados em um anel (circular) vinculado, e o driver ou serviços interrompe ou pesquisa o status de qualquer alteração no status do buffer (ou seja, operação de leitura ou gravação completa). / p>

O software é coletivamente conhecido como a pilha de protocolos . É uma coleção de procedimentos e funções incorporadas no kernel. Eles são invocados como qualquer hierarquia de software. Quando o programa do usuário faz uma chamada de sistema R / W de soquete, uma rotina de aplicativo de camada superior é chamada. Esta sub-rotina / hierarquia de procedimentos é como qualquer outro software bem construído que imponha modularidade, baixo acoplamento e alta coesão.

Cada camada no protocolo é executada por uma ou mais chamadas de procedimento (aninhadas), até que o pacote de dados seja armazenado em um buffer de quadros, pronto para ser enviado pelo hardware. Na conclusão da gravação bem-sucedida, o status é retornado para a chamada do usuário.

For example, what layer does my router work on?

A Internet é descrita pelo modelo TCP / IP :

• Camada de aplicativo
• Camada de transporte
• camada da Internet
• Camada de links
• Camada física

Seu roteador direciona os pacotes com base no endereço IP, que é a camada da Internet. Mas o roteador tem sua própria pilha de protocolos para executar outros serviços, como o utilitário de configuração baseado na web. Todos os hosts da rede provavelmente terão uma pilha completa de protocolos; as camadas não são distribuídas entre hosts / dispositivos de rede.

What software translates a text file into SMTP?

Seu programa de e-mail faz interface com a camada de aplicativos.

What/Where in my computer is the software for flow control/ transportation?

Provavelmente a camada de transporte, onde o TCP opera.