5) протоколы уровня сеансов связи (канального уровня) отвечают за установку, поддержание и уничтожение соответствующих каналов связи. В Internet этим занимаются TCP и UDP протоколы, а также протокол UUCP (Unix to Unix Copy Protocol);
6) протоколы представительского уровня занимаются обслуживанием прикладных программ. К таким программам относятся telnet– сервер, FTP –сервер, Gopher –сервер, NFS –сервер, NNTP (Net News Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), POP3 (Post Office Protocol) и т. д;
7) протоколы прикладного уровня включают в себя сетевые услуги и программы их предоставления.
60 ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ В ИНТЕРНЕТЕ. СИСТЕМА АДРЕСАЦИИ В ИНТЕРНЕТЕ
В сети Интернет, как и в локальных вычислительных сетях, информация передается в виде отдельных блоков, называемых пакетами.
При передаче длинного сообщения оно разбивается на определенное число блоков. Каждый из этих блоков включает в себя адреса отправителя и получателя данных, а также некоторую служебную информацию. Каждый пакет данных передается по Интернету независимо от остальных, причем они могут передаваться различными маршрутами. По прибытии пакетов к пункту назначения из них формируется исходное сообщение, т.е. происходит коммутация пакетов.
В Интернете используются несколько разновидностей адресов:
1) IP –адрес – это основной сетевой адрес, который присваивается каждому компьютеру при входе в сеть. IP –адрес обозначается как четыре десятичных числа, разделенных точками, например 122.08.45.7. В любой позиции каждое значение может изменяться от 0 до 255. Это глобальная нумерация, т.к. любой компьютер, подключенный к Интернету, имеет свой уникальный IP – адрес. IP –адреса делятся на классы в соответствии с масштабом сети, к которой подключается пользователь. Адреса класса A используются в больших сетях общего пользования. Адреса класса B используются в сетях среднего размера (сетях больших компаний, научно–исследовательских институтов, университетов). Адреса класса C используются в сетях с небольшим числом компьютеров (сетях небольших компаний и фирм). Существуют также адреса класса D, которые предназначены для обращения к группам компьютеров, и зарезервированные адреса класса E;
2) доменный адрес – это символьный адрес, имеющий строгую иерархическую структуру, например yandex.ru . В доменном адресе справа указывается домен верхнего уровня. Он может быть 2-, 3-, 4–буквенным, например:
а) com – коммерческая организация;
б) edu – образовательное учреждение;
в) net – сетевая администрация; д) firm – частная фирма и др. Двухбуквенный домен указывает на географическое расположение ресурса, например: ru – РФ; ua – Украина; us – США и т.д. Слева в доменном адресе указывается название сервера. Перевод доменного адреса в IP– адрес происходит автоматически с помощью системы доменных имен (DNS) – Domain Name System). Система доменных имен определяется как метод назначения имен путем передачи сетевым группам ответственности за их подмножество имен;
3) URL –адрес (Universal Recourse Locator) – это универсальный адрес, который применяется для обозначения имени каждого объекта хранения в Интернете.
Данный адрес имеет определенную структуру: протокол передачи данных: //имя_компьютера/каталог/подкаталог/…/имя_файла, например http://rambler.ru/doc.html .
61 ПРОТОКОЛЫ SLIP И РРР
В сети Internet работает модель взаимодействия открытых систем (OSI). Согласно данной модели в сети выделяются 7 уровней взаимодействия между компьютерами: физический, логический, сетевой, транспортный, уровень сеансов связи, представительский и прикладной уровень. Каждому уровню взаимодействия соответствует определенный набор протоколов, т.е. правил взаимодействия между ниже–и вышестоящими уровнями.
Протоколы логического уровня разработаны соответственно для каждого типа линий связи. Протоколы этого уровня отвечают за управление передачей информации по каналу. Для телефонных линий протоколами логического уровня являются протоколы SLIP (Serial Line Interface Protocol) и PPP (Point to Point Protocol). Протоколами логического уровня для связи по кабелю локальной сети являются пакетные драйверы плат ЛВС.
Протокол SLIP используется как на коммутируемых, так и на выделенных линиях, потому что при помощи этих каналов связи к сети подключаются большинство индивидуальных пользователей, а также небольшие локальные сети. Эти линии связи способны обеспечивать скорость передачи данных до 1 1 5 2 0 0 битов за секунду. Несмотря на то что технология TCP/IP позволяет организовать межсетевое взаимодействие, используя различные физические и канальные протоколы обмена данными (IEEE 802.3 – Ethernet, IEEE 802.5 – token ring и т.п.), без обмена данными по телефонным линиям связи с использованием обычных модемов популярность Internet была бы значительно ниже во всем мире. Большинство пользователей Интернета выходят в Сеть с помощью своего домашнего телефона, подключая персональный компьютер через модем к модемному пулу компании–провайдера услуг Интернета.
Протокол SLIP – это наиболее простой способ подключения к Интернету через последовательный порт персонального компьютера. Передача данных с помощью протокола SLIP осуществляется путем разбиения исходной информации на небольшие блоки.
SLIP – пакеты не содержат адресов отправителя и получателя информации, поэтому компьютеры, взаимодействующие по SLIP, обязаны знать свои IP – адреса заранее.
Протокол PPP был создан несколько позже, чем протокол SLIP, однако он имеет то же самое назначение, что и SLIP ( управление передачей данных по выделенным или коммутируемым линиям связи). Согласно RFC–1661 PPP обеспечивает стандартный метод взаимодействия двух узлов сети.
При этом осуществляется двунаправленная одновременная передача данных. Как и в SLIP, информация разбивается на фрагменты или пакеты.
В отличие от SLIP PPP позволяет одновременную передачу по линии связи пакетов различных протоколов.
62 ПРОТОКОЛЫ IP И ARP
Протоколы сетевого уровня отвечают за передачу данных между устройствами в разных сетях, т.е. занимаются маршрутизацией пакетов в сети.
К протоколам сетевого уровня относятся IP (Internet Protocol) и ARP (Address Resolution Protocol).
Протокол ARP предназначен для локальных сетей с целью определения соответствия IP – адреса адресу Ethernet. Упрощенно ARP – таблицу можно представить в виде двух столбцов:
IP – адрес Ethernet – адрес
223.1.2.1 08:00:41:00:6F:C5
223.1.2.3 08:00:7A:21:A5:12
223.1.2.4 08:00:12:99:AC:39
В первом столбце ARP – таблицы показан IP – адрес, а во втором – Ethernet – адрес.
Использование таблицы соответствия необходимо, потому что адреса выбираются произвольно без какого–либо алгоритма для их вычисления. Если компьютер перемещается в другой сегмент сети, то ее ARP – таблица должна быть изменена.
Протокол IP является основным среди всех протоколов семейства TCP/IP. Он предназначен для управления рассылкой TCP/IP пакетов по сети Internet.
Можно выделить несколько ключевых функций протокола IP:
1) определение пакета, т.е. блока информации, который является единицей передачи данных в сети Internet;
2) определение адресной схемы, используемой в сети Internet;
3) передача данных между уровнем доступа к сети (канальным уровнем) и транспортным уровнем;
4) маршрутизация пакетов по сети, т.е. передача пакетов от одного шлюза к другому с целью доставки пакета компьютеру–получателю;
5) разбиение и сборка из фрагментов пакетов транспортного уровня.
Важнейшей характеристикой протокола IP является отсутствие ориентации на физическое или виртуальное соединение. Это означает, что, перед тем как передать пакет в сеть, модуль операционной системы, реализующий протокол IP, не проверяет возможности установки соединения, т.е. никакой управляющей информации, кроме той, что содержится в самом IP – пакете, по Сети не передается.
Протокол IP также не заботится о проверке целостности информации в поле данных пакета, поэтому его относят к протоколам ненадежной доставки.
Целостность данных проверяется протоколами транспортного уровня (TCP) или протоколами приложений. Следовательно, вся информация о пути следования пакета по Сети берется из самой Сети в момент прохождения пакета.
В Интернете достаточно долго действовал стандарт протокола IP, называемый IPv4. Однако данная версия протокола перестала соответствовать характеру трафика в сети, поэтому в 1994 г. программистами IETF была предложена новая версия протокола IP – IPv6 или IPng (next generation).
Однако переход на данный протокол в Интернете осуществляется постепенно.
63 ПРОТОКОЛЫ TCP И UDP
Протоколы транспортного уровня предназначены для управления передачей данных из одной программы в другую. К протоколам транспортного уровня относятся TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol) протоколы.
Протоколы уровня сеансов связи отвечают за установку, поддержание и уничтожение соответствующих каналов связи. Иначе уровень сеансов связи называется канальным уровнем. В Internet для решения обозначенных задач также применяются TCP– и UDP – протоколы и протокол UUCP (Unix to Unix Copy Protocol).
Применение протокола TCP обязательно в том случае, если для приложения имеет значение контроль качества передачи данных по Сети, потому что протокол TCP на основе его характеристик также называют надежным, ориентированным на соединение и потокоориентиро–ванным протоколом. Механизм, который обеспечивает надежность протокола TCP, называется Positive Acknowledgement with Retransmission (PAR).
Его суть заключается в следующем: источник данных повторяет их посылку, если только не получит в определенный промежуток времени от адресата подтверждения об их успешном получении.
Единица пересылки (пакет данных, сообщение и т.п.) в терминах протокола TCP называется сегментом. В заголовке TCP существует поле контрольной суммы, и если при пересылке информация повреждена, то по контрольной сумме модуль, вычленяющий TCP – сегменты из пакетов IP, может это определить. После этого поврежденный пакет уничтожается, а источнику ничего не посылается. Если данные не были повреждены, то они пропускаются на сборку сообщения приложения, а источнику отправляется подтверждение.
Ориентация на соединение определяется тем, что перед отправкой сегмента с данными модули TCP источника и получателя обмениваются управляющей информацией. Такой обмен называется handshake ( буквально "рукопожатие").
Протокол UDP является вторым протоколом транспортного уровня, применяемым в стеке протоколов TCP/IP.
С помощью UDP прикладная программа может передавать свои сообщения по Сети с минимальными издержками, связанными с преобразованием протоколов уровня приложения в протокол IP. Однако прикладная программа сама должна заботиться о подтверждении того, что сообщение доставлено по месту назначения.
Протоколом UUCP называется сервис, поддерживающий все операционные системы UNIX. С помощью этого протокола можно пересылать информацию по стандартным телефонным линиям.
Однако протокол UUCP обладает меньшим спектром возможностей, например по сравнению с протоколом SLIP, позволяя только передавать файлы из одной системы в другую.
64 ПРОТОКОЛЫ ПРЕДСТАВИТЕЛЬСКОГО УРОВНЯ
Протоколы представительского уровня предназначены для обслуживания прикладных программ. Программы представительского уровня необходимы для предоставления различных услуг абонентам.
Программа telnet обеспечивает удаленный доступ к Сети, т.е. осуществляется работа на удаленном компьютере в режиме, когда компьютер пользователя эмулирует (воссоздает) терминал удаленного компьютера. Авторы telnet Дж. Постель и Дж. Рейнолдс определили его назначение следующим образом:
"Назначение TELNET – протокола – дать общее описание, насколько это только возможно, двунаправленного, восьмибитового взаимодействия, главной целью которого является обеспечение стандартного метода взаимодействия терминального устройства и терминал–ориентированного процесса. При этом этот протокол может быть использован и для организации взаимодействий "терминал–терминал" (связь) и "процесс–процесс" (распределенные вычисления)".
Telnet является протоколом приложения над транспортным протоколом TCP. Сеанс удаленного доступа можно начать в среде ОС UNIX после ввода команды telnet и указания имени компьютера пользователя.
FTP (File Transfer Protocol) – стандартный протокол передачи файлов в Интернет. Обмен данными в FTP проходит по TCP – каналу. FTP –архивы являются одним из основных информационных ресурсов Internet.
Gopher – это средство поиска информации в Интернете, позволяющее находить данные по заданным ключевым словам и фразам.
В Internet в настоящее время существует более 2000 Gopher –систем. С помощью Gopher – сер–веров не всегда удается найти требуемую информацию. В этом случае можно воспользоваться службой VERONICA, которая осуществляет поиск более чем в 500 системах Gopher, освобождая пользователя от необходимости просматривать их вручную.
NFS (Network File System) – сетевая файловая система, обеспечивающая возможность доступа к файлам на удаленных компьютерах так же, как если бы эти файлы находились на винчестере абонента ПК.
NNTP (Network News Transfer Protocol) – протокол передачи сетевых новостей в телеконференциях сети Usenet. Поддержка программой этого протокола дает возможность пользователю читать письма с сервера новостей в режиме on–line.
SMPT (Simple Mail Transfer Protocol) – протокол передачи почты, созданный для обмена почтовыми сообщениями в сети Интернет. SMTP не зависит от транспортной среды и может использоваться для доставки почты в сетях с протоколами, отличными от TCP/IP.
POP3 (Post Office Protocol) – специализированный почтовый протокол Интернет, посредством которого можно отправлять и извлекать сообщения электронной почты с сервера Интернета.
65 WORLD WIDE WEB
World Wide Web переводится на русский язык как "Всемирная Паутина". WWW является одним из самых совершенных инструментов для работы в Интернете. WWW отличается от остальных инструментов для работы с Интернет тем, что позволяет работать практически со всеми доступными на компьютере форматами данных (текстовые файлы, графика, звуковая и видеоинформация и т.д.). Проект WWW можно охарактеризовать как попытку представления всей информации в Интернете, а также любой локальной информации по выбору пользователя, как набор гипертекстовых документов.
Как проект WWW начал разрабатываться в лаборатории CERN в начале 1990–х гг. Несколько позже в другой лаборатории NCSA также стартовал проект разработки интерфейса в WWW. Ученый Т. Бернерс–Ли выделил три первостепенных компонента технологии WWW:
1) HTML (HyperText Markup Language) – язык гипертекстовой разметки документов;
2) URL (Universal Resource Locator) – универсальный способ адресации ресурсов в Сети;
3) HTTP (HyperText Transfer Protocol) – протокол обмена гипертекстовой информацией. Позже к этим трем компонентам был добавлен четвертый – CGI (Common Gateway Interface).
Язык гипертекстовой разметки HTML был предложен Т. Бернерсом–Ли в 1989 г. в качестве одного из компонентов технологии разработки распределенной гипертекстовой системы World Wide Web. Суть гипертекстовой информационной системы состоит в том, что у пользователя появляется возможность просматривать документы в том порядке, в котором ему это больше нравится, а не последовательно. Поэтому Т. Нельсон, предложивший термин "гипертекст", определил его как нелинейный текст.
URL – адрес – это универсальный адрес, который применяется для обозначения имени каждого объекта хранения в Интернете. Данный адрес имеет определенную структуру:
протокол передачи данных: //имя_компьюте–ра/каталог/подкаталог/…/имя_файла, например http://rambler.ru/doc.html
HTTP – это протокол прикладного уровня, который был разработан специально для обмена гипертекстовой информацией в сети Интернет.
Common Gateway Interface (CGI) – это средство расширения возможностей технологии WWW. CGI используется для обеспечения единообразного потока данных между сервером и прикладной программой, которая запускается из–под сервера. CGI определяет протокол обмена данными между сервером и программой.
При описании программ, вызванных сервером HTTP и реализованных в стандарте CGI, используются следующие понятия:
1) CGI –скрипт – программа, написанная в соответствии со спецификацией Common Gateway Interface;
2) Шлюз – это CGI – скрипт, используемый для обмена данными с другими информационными ресурсами Internet.
66 ИНТРАНЕТ
Интранет (Intranet) – это локальная или территориально распределенная частная сеть организации, характеризующаяся встроенными механизмами безопасности и базирующаяся на технологиях Интернет. Термин "Интранет" был введен в широкое использование в 1995 г. Этот термин означает, что компания использует технологии Интернет внутри (intra-) своей локальной сети. Преимущество использования интрасети заключается в предоставлении возможности всем сотрудникам компании получать доступ к любой необходимой для работы информации независимо от того, где располагается компьютер сотрудника и какими программно–аппаратными средствами он располагает. Поэтому основной причиной внедрения Интра–нета в коммерческих организациях стала необходимость ускорения процессов сбора, обработки, управления и предоставления информации.
Зачастую фирмы, занимающиеся электронным бизнесом в Internet, создают смешанную сеть, в которой подмножество внутренних узлов корпорации составляет Intranet, а внешние узлы связи с Интернетом называются Extranet.
В основе приложений в сети Интранет лежит применение Internet – технологий, в особенности Web – технологии:
1) гипертекст в формате HTML;
2) протокол передачи гипертекста HTTP;