2018-01-21
1188
Сеть Internet объединяет десятки миллионов компьютеров самых разных типов: от персональных компьютеров разных моделей и фасонов до больших и сверхбольших ЭВМ – мэйнфреймов. Найти общий язык общения таких разношерстных машин друг с другом – весьма сложная задача. Она разрешается благодаря использованию созданной для этой сети системы протоколов общения компьютеров.
Основу этой системы составляют два главных протокола:
· Internet Protocol (IP) – четырехбайтовое (32-разрядное) двоичное число, представляемое в виде четырех десятичных чисел, разделенных точкой и позволяющее однозначно идентифицировать компьютер, подключенный к Internet.
Например, в двоичном коде цифровой адрес записывается следующим образом 100110001001010100100010001010. В десятичном коде он имеет вид: 152.37.72.138.
Адрес сети – 152.37; адрес подсети 72; адрес компьютера – 138.
Для удобства пользователей сети Internet цифровой адрес можно представить в виде цепочки символов. Это означает, что у компьютера есть имя или доменный адрес. Каждая часть доменного имени называется доменом, разделенных в имени, между собой точкой. Доменное имя расшифровывается справа налево как последовательное уточнение адреса подобно почтовой системе адресов. Сервер DNS (Domain Name System, система наименование доменов) - программа, осуществляющая преобразование доменного адреса в цифровой ( IP – адрес ) и обратно. Всего в сети в настоящее время насчитывается более 120 000 доменов.
|
|
|
Например, географические двухбуквенные домены некоторых стран:
· Австрия – at;
· Болгария – br;
· Канада – ca;
· Россия – ru;
· США – us;
· Франция – fr.
Существуют и домены, выделенные по тематическим признакам. Такие домены имеют трехбуквенное сокращенное название:
· правительственные учреждения – gov;
· коммерческие организации – com;
· учебные заведения – edu;
· военные учреждения – mil;
· сетевые организации – net;
· прочие организации – org.
Пример. Доменный адрес comp.enges.spb.ru домен верхнего уровня ru указывает на то, что компьютер размещен в России, spb – домен г. Санкт-Петербурга. Следующий уровень определяет домен организации, представляющий доступ к Internet, в нашем случае enges – Государственной инженерно-экономической академии. Наконец, последний домен (справа налево) comp – связанный с компьютерами.
Кроме этого, Internet Protocol организует разбиение сообщений на электронные пакеты, маршрутизирует отправляемые пакеты и обрабатывает получаемые.
· Transmission Control Protocol (TCP) – протокол, являющийся стандартом для передачи данных между сетями Internet, т.е. является типичным протоколом транспортного уровня: он управляет потоком данных, обрабатывает ошибки и гарантирует, что информационные пакеты получены и собраны в нужном порядке.
|
|
|
Последовательность процедур использования этих протоколов следующая.
Информация для передачи упаковывается средствами прикладной программы в блоки определенного формата. Протокол IP разделяет эти блоки на пакеты, каждый из которых получает номер, чтобы можно было проверить потом полноту полученной информации, и заголовок.
Механизм работы межсетевых протоколов TCP/IP подобен действиям почтовой службы:
· Пересылаемые по обычной почте письменные сообщения упаковываются в конверты (письма), на котором должны стоять адреса отправителя и получателя. Точно также действуют и компьютеры: разделяют и упаковывают информационные блоки в электронные пакеты и передают их оптимальным путем от одного компьютера к другому. У этих электронных информационных пакетов, как и у почтовых, есть стандартная упаковка: текст информационного сообщения запаковывается в кодовый конверт, формируемый из специальных символов начала и конца, и заголовка сообщения, в котором указываются адреса отправителя и получателя (так называемые IP-адреса). Такой кодовый конверт обеспечивает целостность сообщения и служит его проводником в сети.
· После того как письмо отправлено, оно находится в распоряжении почтовой службы. Каждое почтовое отделение читает адрес получателя, определяет, через какие почтовые отделения следует отправить письмо получателю оптимальным образом и посылает письмо к следующему выбранному отделению связи. Примерно такой же алгоритм пересылки электронных пакетов реализован в сети Internet. Роль почтовых отделений выполняют компьютеры – маршрутизаторы, объединяющие отдельные участки сети между собой.
Электронные пакеты имеют стандартный размер: одно длинное сообщение может размещаться в нескольких пакетах, и, наоборот, в один пакет могут быть помещены несколько коротких сообщений, если у них одинаковый адрес получателя. Каждый пакет доставляется адресату независимо от всех других по оптимальному на текущий момент маршруту. Иначе говоря, взаимосвязанные пакеты и пакеты от одного компьютера к другому компьютеру могут передаваться разными путями. При этом по одному каналу могут передаваться пакеты, направляющиеся в совершенно разные части сети. Это позволяет наиболее эффективно использовать ресурсы системы телекоммуникаций и обходить поврежденные ее участки.
На приемном конце у получателя проверяется качество каждого поступившего пакета (не произошло ли искажения информации при передаче), все пакеты одного длинного сообщения собираются вместе, проверяется наличие всех пакетов этого сообщения и в случае полноты и достоверности пакетов они объединяются в единое сообщение. Если пакет информации потерялся или исказился, запрашивается его копия. Поскольку сообщение восстанавливается только после получения всех неискаженных пакетов, последовательность их получения значения не имеет.
Протоколы IP и TCP настолько тесно связаны, что их часто приводят под одним названием - протоколы IP/TCP.
На основе этих протоколов разработаны многие сетевые сервисные протоколы, среди которых следует отметить:
· File Transfer Protocol (FTP) – протокол передачи файлов;
· Telnet – протокол удаленного доступа, то есть дистанционного исполнения команд на удаленном компьютере;
· Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) – простой протокол пересылки электронной почты;
· Hyper Text Transfer Protocol (HTTP) – протокол передачи гипертекста ( используется при передаче сообщений в World Wide Web (WWW));
· Network News Transfer Protocol (NNTP) – протокол передачи новостей (телеконференций).
Протокол File Transfer Protocol (FTP) более удобен для передачи файлов, поскольку он может обеспечить дозагрузку файлов после разрывов связи между компьютерами. Необходимо иметь ввиду, что многие фирмы помимо Web-сервера содержат и FTP - сервер, адрес которого можно элементарно составить. Для этого нужно просто протокол HTTP в URL поменять на FTP, а вместо www в имени сервера использовать ftp. Так, из http://www.microsoft.com получим ftp:// ftp.microsoft.com.
|
|
|
Рассмотрим реализацию технологии клиент/сервер на примере FTP.
Сервис FTP имеет свои серверы в сети. Файлы, доступные в пространстве FTP, объединены в так называемые FTP-архивы.
FTP-архив – большая коллекция файлов, обычно объединенных общей тематикой, например, архивы общедоступных программ или архивы документов.
Внутри архива файлы обычно также структурированы в каталоги по тематикам, например, графические программы или утилиты. Практически все крупные и хорошо структурированные FTP-архивы обеспечивают пользователя индексом – списком всех файлов, имеющихся в архиве, обычно с описаниями и названиями каталогов, где эти файлы расположены. Такой индекс традиционно храниться в файле с названием index в корневом каталоге FTP-архива.
FTP-сервер – программа, позволяющая хранить файлы и передавать их по протоколу FTP.
FTP-клиент – программа, позволяющая подключиться к удаленному FTP-серверу и получать/передавать файлы по протоколу FTP.
В отличие от серверов WWW, к которым может получить доступ практически любой желающий, FTP есть две категории серверов. Некоторые серверы доступны только для ограниченного круга зарегистрированных пользователей и при попытке подключения требуют ввод идентификатора или имени пользователя (login) и пароля (password).
Другие серверы открыты для всех желающих. Их называют анонимными.
Анонимный FTP-сервер – сервер с открытым доступом. Стандартным именем пользователя для анонимных FTP-серверов является anonymous, в качестве пароля используется адрес электронной почты.
На FTP-серверах может храниться различное программное обеспечение. Различают два типа программ, которые можно скопировать через Internet.
Freeware Software (свободно распространяемые программы) - программы, которые распространяются бесплатно. Эти программы можно не только копировать, но и использовать совершенно бесплатно.
|
|
|
Shareware Software (условно-бесплатные программы) – распространяются бесплатно с условием использования в течение ограниченного времени. Иногда условно-бесплатные программы обладают не всеми возможностями коммерческой версии программы, но работают сколь угодно долго. Другие shareware-программы ведут отсчет количества запусков, и по достижению предельного числа перестают загружаться.
Telnet – программа работы с удаленным компьютером, позволяет установить связь с удаленным компьютером и использовать его в интерактивном режиме. Если доступ к этому компьютеру Вам разрешен, то Вы можете работать с ним, как если бы находились непосредственно перед этим компьютером. То есть программа Telnet позволяет в некоторых случаях пользователю работать с удаленным компьютером, как со «своим», и временно получить в свое распоряжение все его ресурсы.
Telnet и более современная программа Remote Access эффективно используются при организации «домашних офисов», то есть для надомной работы специалистов.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol, простой протокол пересылки электронной почты) – почтовый протокол, служащий для отправки сообщений с компьютера-клиента на почтовый сервер, а также для пересылки почты между серверами, т.е. SMTP используются на серверах исходящей почты.
Для того чтобы получить доступ к вашему почтовому ящику на сервере и забрать свою почту, нужен другой протокол. В настоящее время самым используемым протоколом для передачи сообщений от сервера к клиенту является протокол POP3 (Post Ofice Protocol, протокол почтового офиса версия 3).
Этот протокол выполняет следующие действия:
· передает имя пользователя и пароль для доступа к почтовому ящику на почтовый сервер;
· определяет, есть ли очередные сообщения в этом почтовом ящике;
· загружает эту почту на Ваш компьютер;
· удаляет переданные сообщения на сервере.
Альтернативным протоколом для доставки почты на локальный компьютер является протокол IMAP (Internet Message Access Protocol, протокол доступа к сообщениям Internet). Это более интеллектуальный протокол, позволяющий пользователю:
· создавать, стирать и переименовывать почтовые ящики;
· производить проверку на наличие новых сообщений;
· разыскивать и удалять сообщения на сервере;
· выполнять выборочную доставку почты с сервера на локальный компьютер.
Протоколы POP3 и IMAP используются на серверах входящей корреспонденции.
В качестве примера почтовых клиентов следует упомянуть программы, входящие в состав самых знаменитых пакетов программ для Internet от фирмы Microsoft (программа Outlook Express) и фирмы Netscape (программа Netscape Messenger).
HTTP (Hyper Text Transfer Protocol, протокол передачи гипертекста) – используется при передаче сообщений в World Wide Web во «всемирной информационной паутине», которая является одной из самых популярных информационных служб Internet.
Долгое время Internet представляла собой лабиринт различных компьютерных сетей, по которым в основном передавались электронные сообщения. Новичок, не искушенный в тонкостях использования компьютерных команд и программ, чувствовал себя в этом лабиринте достаточно скованно и неуверенно. Новая технология, созданная по принципу «указал - нажал», в простой и наглядной форме научила пользователя четко формулировать свои запросы к сети и выбирать именно то, что ему нужно. Эта технология реализуется программой World Wide Web (WWW).
Рассмотрим, как реализуется эта технология.Для полнойхарактеристики ресурса нужна связка клиент – сервер - прикладной протокол. Многочисленные Web - сайты и Web - страницы хранятся на огромном множестве так называемых WWW - серверов, то есть компьютеров, на которых установлено специальное программное обеспечение.
Web- сервер – программа, позволяющая хранить и пересылать Web- страницы. Пользователи, имеющие доступ к сети, получают и просматривают информацию с Web- страниц при помощи программ-клиентов для всемирной паутины, которые получили специфическое название Web-браузеры (браузеры, обозреватели).
Web-browser (браузер) -программа клиент для навигации в WWW и просмотра Web - страниц. В России наибольшее распространение получил браузер Internet Explorer.
Для получения страницы браузер посылает по компьютерной сети запрос Web- серверу, на котором хранится необходимый документ. В ответ на запрос сервер высылает программе просмотра, требуемую Web- страницу или сообщение об отказе, если она по тем или иным причинам недоступна. Взаимодействие клиент-сервер происходит по определенным правилам, или, иначе говоря, по прикладному протоколу. Протокол, принятый в WWW, называется Hyper Text Transfer Protocol, сокращенно – HTTP.
Таким образом, HTTP – протокол, который использует Web- клиент для получения Web- страницы с Web- сервера.
Web- документ может содержать формализованный текст, графику и гипертекстовые ссылки на различные ресурсы Internet. Чтобы реализовать все эти возможности и обеспечить независимость документов всемирной паутины от системного программного обеспечения персонального компьютера, на котором они будут просматриваться, был разработан специальный язык. Он получил название Hyper Text Markup Language (HTML), то есть Язык Разметки Гипертекста. Более подробно работа с HTML будет рассмотрена в разделе 2.3.1. ЯзыкHTML.
NNTP (Network News Transfer Protocol, протокол транспортировки новостей в сети) – протокол, используемый при передаче сообщений групп новостей (телеконференций). Наиболее известной системой телеконференций является Usenet (User Network, пользовательская сеть). Usenet – глобальная распределенная система для дискуссий, включающая множество групп новостей, хранящихся на серверах по всему миру.
Таким образом, группы новостей выполняют функции, подобные спискам рассылки, но используют для этого специализированное программное обеспечение и свой протокол NNTP. Существуют несколько десятков тысяч групп новостей, посвященных различным вопросам, от компьютерных протоколов до туризма. В отличие от списков рассылки они существуют не по отдельности, а объединены в общую иерархию. Сообщения, направленные на сервер группы новостей, отправляются с него на все связанные с ним серверы, на которых данного сообщения еще нет. На каждом из серверов сообщение хранится ограниченный период времени, поэтому эта служба Internet имеет новостной характер. Основная цель использования групп новостей заключается в возможности задать вопрос, обращаясь ко многим людям одновременно, и получить ответ или полезный совет от более опытного коллеги.
Таким образом, для каждого из ресурсов Internet существует свой протокол. Протоколы ресурсов Internet называются прикладными протоколами; все они используют IP/TCP в качестве протокола транспортного/сетевого уровня. В табл. 4.1. представлены основные службы Internet и соответствующие протоколы.
Таблица 4.1. Службы Интернет и прикладные протоколы
| Служба | Прикладной протокол |
| WWW | HTTP |
| SMTP, POP3, IMAP | |
| Группа новостей | NNTP |
| FTP | FTP |
Протоколы службы Internet можно использовать и в рамках локальной сети. В этом случае такая сеть имеет название Intrаnet (интерсеть).
Возможны два варианта общения пользователя с сетью Internet:
· off-line – режим общения с отложенным ответом;
· on-line – активный режим общения.
В режиме off-line абонент может посылать в сеть те или иные запросы или сообщения (по электронной почте, например), но между запросом и сетевым ответом на него может пройти значительное время.
В режиме on-line, называемом также режимом прямого доступа, информация на запрос абонента сети возвращается практически немедленно.
В этом режиме можно:
· получить свой адрес в сети, посылать и получать по электронной почте письма и любые другие послания своим друзьям и партнерам по бизнесу;
· пользоваться для перекачки интересующих Вас файлов из сети в свой компьютер;
· читать информацию, свободно циркулирующую в сети и др.
Второй вариант обеспечивает непосредственный активный выход в сеть Internet в реальном времени. В этом случае, компьютер пользователя получает свой уникальный адрес, полноценный доступ ко всем телекоммуникациям сети и весь комплекс услуг предусмотренных в сети: это в первую очередь путешествие по World Wide Web, просмотр с помощью браузеров или специальных серверов поиска всех Web узлов сети и получение оттуда всей интересующей Вас информации, создание собственных информационных Web -страниц и Web- серверов, доступных для пользователей сети, интерактивный диалог с другими пользователями.
