Важнейшим направлением стандартизации в области информационных сетей является стандартизация коммуникационных протоколов. В настоящее время в сетях используется большое количество стеков коммуникационных протоколов. Наиболее популярными являются стеки: TCP/IP, IPX/SPX, NetBios/SMB, DECnet, SNA и OSI. Все эти стеки, кроме SNA на нижних уровнях — физическом и канальном — используют одни и те же хорошо стандартизированные протоколы: Ethernet, Token Ring и FDDI и некоторые другие, которые позволяют использовать во всех сетях одну и ту же аппаратуру. На верхних уровнях все стеки работают по своим собственным протоколам.

Стек OSI

Существует различие между моделью OSI и стеком OSI. Модель OSI является концептуальной схемой взаимодействия открытых систем, а стек OSI представляет собой набор вполне конкретных спецификаций протоколов. В отличие от других стеков протоколов стек OSI полностью соответствует модели OSI, включает спецификации протоколов для всех семи уровней взаимодействия, определенных в этой модели. На нижних уровнях стек OSI поддерживает Ethernet, Token Ring, FDDI, протоколы глобальных сетей, Х .25 и ISDN, то есть использует разработанные вне стека протоколы нижних уровней, как и все другие стеки. Протоколы сетевого, транспортного и сеансового уровней стека OSI специфицированы и реализованы различными производителями, но распространены пока мало. Наиболее популярными протоколами стека OSI являются прикладные протоколы. К ним относятся: протокол передачи файлов FTAM, протокол эмуляции терминала VTP, протоколы справочной службы Х.500, электронной почты Х.400 и ряд других . Из-за своей сложности протоколы OSI требуют больших затрат вычислительной мощности центрального процессора, что делает их наиболее подходящими для мощных машин, а не для сетей персональных компьютеров. Стек OSI — международный, независимый от производителей стандарт.

Стек TCP/IP

Стек TCP/IP был разработан для связи экспериментальной сети ARPAnet с другими сетями как набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды. Популярность операционной системы UNIX привела к широкому распространению протоколов TCP, IP и других протоколов стека. Сегодня этот стек используют для связи компьютеров всемирной сети Internet, а также в огромном числе корпоративных сетей. Стек TCP/IP на нижнем уровне поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровней: для локальных сетей это Ethernet, Token Ring, FDDI, для глобальных — протоколы работы на аналоговых коммутируемых и выделенных линиях SLIP, PPP, протоколы территориальных сетей Х.25 и ISDN. Основными протоколами стека являются IP и TCP. Эти протоколы в терминологии модели OSI относятся к сетевому и транспортному уровням соответственно. IP обеспечивает продвижение пакета по составной сети, а TCP гарантирует надежность его доставки. За долгие годы использования в сетях различных стран и организаций стек TCP/IP вобрал в себя большое количество протоколов прикладного уровня. К ним относятся такие популярные протоколы, как протокол пересылки файлов FTP, протокол эмуляции терминала telnet, гипертекстовые сервисы службы WWW, почтовый протокол SMTP, используемый в электронной почте сети Internet и многие другие. Существует большое количество локальных, корпоративных и территориальных сетей, непосредственно не являющихся частями Internet, в которых также используют протоколы TCP/IP. Эти сети называют сетями TCP/IP или просто IP-сетями. Поскольку стек TCP/IP изначально создавался для глобальной сети Internet, он имеет много особенностей, дающих ему преимущество перед другими протоколами, когда речь заходит о построении сетей, включающих глобальные связи. В частности, очень полезным свойством, делающим возможным применение этого протокола в больших сетях, является его способность фрагментировать пакеты. Другой особенностью технологии TCP/IP является гибкая система адресации, позволяющая более просто по сравнению с другими протоколами аналогичного назначения включать в интерсеть сети других технологий. В стеке TCP/IP очень экономно используются возможности широковещательных рассылок. Однако все это осуществляется за счет высоких требований к ресурсам и сложности администрирования IP-сетей. Мощные функциональные возможности протоколов стека TCP/IP требуют для своей реализации высоких вычислительных затрат.

Стек IPX/SPX

Этот стек разработан для сетевой операционной системы NetWare. Протоколы сетевого и сеансового уровней Internetwork Packet Exchange (IPX) и Sequenced Packet Exchange (SPX) являются прямой адаптацией и протоколов XNS фирмы XEROX. Стек IPX/SPX непосредственно связан с операционной системой Novell NetWare, которая широко используется. Стек IPX/SPX предназначен для работы в локальных сетях небольших размеров, состоящих из персональ- ных компьютеров с небольшими ресурсами. Следовательно, на реализацию протоколов IPX/SPX требовалось минимальное количество оперативной памяти (ограниченной в IBM совместимых компьютерах под управлением MS-DOS объемом 640 кб и быстро работающей на процессорах большой вычислительной мощности). В результате протоколы стека IPX/SPX до недавнего времени хорошо работали в локальных сетях, но не очень хорошо в больших корпоративных сетях, т.к. слишком перегружали медленные глобальные связи широковещательными пакетами, которые интенсивно используются несколькими протоколами этого стека. Это обстоятельство ограничивало распространенность его только сетями NetWare. Сейчас стек IPX/SPX реализован не только в NetWare, но и в нескольких других популярных сетевых ОС, например SCO UNIX, Sun Solaris, Microsoft Windows NT.

Стек NetBios/SMB

На физическом и канальном уровнях этого стека используются все наиболее распространенные протоколы: Ethernet, Token Ring, FDDI и другие. На верхних уровнях работают протоколы NetBEUI и SMB. Протокол NetBIOS (Network Basic Input/output System) появился в 1984 году как сетевое расширение стандартных функций базовой системы ввода-вывода (BIOS), IBM PC для сетевой программы PCNetwork фирмы IBM. В дальнейшем этот протокол был заменен так называемым протоколом расширенного пользовательского интерфейса NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface). Для обеспечения совместимости приложений в качестве интерфейса к протоколу NetBEUI был сохранен интерфейс NetBIOS. Протокол NetBEUI разрабатывался как эффективный протокол, потребляющий немного ресурсов и предназначенный для сетей, насчитывающих не более 200 рабочих станций. Этот протокол содержит много полезных сетевых функций, которые можно отнести к сетевому, транспортному и сеансовому уровням модели OSI, однако с его помощью невозможна маршрутизация пакетов. Это ограничивает применение протокола NetBEUI локальными сетями, не разделенными на подсети, и делает невозможным его использование в составных сетях. Некоторые ограничения NetBEUI снимаются реализацией этого протокола NBF (NetBEUI Frame), которая включена в операционную систему Microsoft Windows NT. Протокол SMB (Server Message Block) выполняет функции сеансового, представительного и прикладного уровней. На основе SMB реализуется файловая служба, а также службы печати и передачи сообщений между приложениями. Стеки SNA фирмы IBM, DECnet корпорации Digital Equipment и AppleTalk/AFP фирмы Apple применяются в основном в операционных системах и сетевом оборудовании этих фирм.