Аркадий Воловник - Знакомьтесь, информационные технологии
Рис. П2. Структура Internet
Протоколы
В Internet используются два основных понятия: протокол и адрес. В общем случае протокол – это правила взаимодействия. Сетевой протокол предписывает правила работы компьютерам, которые подключены к сети. Стандартные протоколы позволяют разным компьютерам, работающим под управлением различных операционных систем, общаться между собой. Для каждой из служб Internet существует свой протокол.
Описать в одном протоколе все правила взаимодействия практически невозможно. Поэтому сетевые протоколы строятся по многоуровневому принципу. На нижнем уровне описываются правила передачи небольших порций информации с одного компьютера на другой, т. к. отслеживать правильность передачи небольших частей информации значительно проще. Если какая-либо часть информации была искажена помехами при передаче, то на этом уровне запрашивается повтор передачи только искаженной части. Протокол следующего уровня описывает, как большие массивы данных разбить на небольшие части и собрать обратно. При этом небольшие части пересылаются с помощью протокола нижнего уровня. На следующем, более высоком уровне описывается передача файла. При этом используются протоколы нижних уровней. Таким образом, для реализации нового протокола высокого уровня в Internet не требуется знать особенности функционирования сети, а надо уметь пользоваться протоколами более низкого уровня.
На нижнем уровне используются два тесно взаимосвязанных протокола: IP – Internet Protocol (Протокол Internet) и TCP – Transmission Control Protocol (Протокол управления передачей), которые часто объединяют и говорят, что в Internet базовым протоколом является TCP/IP. Протоколы TCP/IP обеспечивают передачу информации между двумя компьютерами. При передаче информации с одного компьютера на другой протокол TCP разбивает информацию на порции и нумерует их, чтобы при получении можно было правильно собрать информацию. Далее с помощью протокола IP все части передаются получателю, где с помощью протокола TCP проверяется, все ли части получены. При этом скорость и пути прохождения разных пакетов могут быть различными: в Internet неизвестны пути прохождения информации, но правильно оформленные IP-пакеты доходят до получателя. После получения всех частей TCP располагает их в нужном порядке и собирает в единое целое. Для протокола TCP не имеет значения, какими путями информация путешествует по Сети. Этим занимается протокол IP. К каждой полученной порции информации IP добавляет служебную информацию, из которой можно узнать адреса отправителя и получателя информации.
Все остальные протоколы Internet строятся на основе протоколов TCP/IP, которые также называют протоколами транспортного уровня. Протоколы служб Internet называются протоколами уровня приложений. Они и реализуют разные услуги Сети.
Глобальные имена и указатели ресурсов
Даже при временном соединении по коммутируемому каналу компьютеру выделяется уникальный адрес, называемый IP-адресом. В любой момент времени все компьютеры, подключенные к Сети, имеют разные адреса, которые однозначно определяют местонахождение компьютера в Сети. Эти адреса используются при пересылке информации протоколами TCP/IP. Пользователи, как правило, задают имена. Хотя нет центра управления Сетью, но есть организации, занимающиеся проверкой и выдачей адресов. Цифровые адреса в Internet состоят из четырех целых чисел, каждое из которых не превышает 256. При записи числа отделяются друг от друга точками, например: 151.2.56.10. Адрес состоит из нескольких частей. Начало адреса определяет часть Internet, к которой подключен компьютер, а окончание – адрес компьютера в этой части Сети. Цифровые адреса используются пользователем только при настройке программ для работы с Internet.
У большинства компьютеров в Internet есть собственное имя, а не только IP-адрес. Служба, которая обеспечивает перевод имен компьютеров в их IP-адреса, называется DNS – Domain Name System (Доменная система имен). Это распределенный по многим компьютерам справочник с IP-адресами. DNS используется всеми остальными службами Internet. Перевод имен DNS в IP-адреса происходит автоматически. При работе в Internet чаще всего используются не просто доменные адреса, а универсальные указатели ресурсов, называемые URL – Universal Resource Locator (то есть адрес любого ресурса в Internet вместе с указанием того, с помощью какого протокола следует к нему обращаться). В указателе, кроме собственно адреса, имеются сведения о том, каким протоколом следует обращаться к данному ресурсу, какую программу для этого необходимо запустить на сервере и к какому конкретному файлу обратиться. Примером указателя может быть http://www.bhv.ru. Название протокола http в начале указывает, что далее следует адрес Web-страницы.
URL имеет следующую форму:
служба://имя компъютера/директория/поддиректория//имя файла
Служба обозначается соответствующим протоколом.
В Internet используется так называемая доменная система имен, в которой имена назначаются путем возложения на различные группы пользователей ответственности за подмножество имен. Каждый уровень в такой системе называется доменом. Домены отделяются друг от друга точками, например: www.bhv.ru – это имя сайта издательства, выпустившего эту книгу. Доменная система имен использует принцип последовательных уточнений. Домен верхнего уровня располагается в имени правее, а домен нижнего уровня – левее. Доменная система образования адресов гарантирует, что во всем Internet больше не найдется другого компьютера с таким же адресом. В имени может быть любое число доменов, но чаще всего используются имена с количеством доменов от трех до пяти. Для доменов нижних уровней можно использовать практически любые имена, но для названия доменов самого верхнего уровня существует соглашение. Можно указать две буквы, которые определяют страну, в которой расположен адресуемый узел. Для России используется обозначение ru [128] , но иногда используется обозначение su, оставшееся от Советского Союза. Для Германии используется de, для Украины – иа. Все страны имеют свой уникальный адрес. Однако не всегда домен верхнего уровня обозначает страну: в США приняты трехбуквенные адреса, обозначающие род деятельности. Для коммерческих организаций используется домен com, сетевые организации – net, edu – для учебных и научных заведений, gov – для правительственных учреждений, mil – для военных организаций и org – для прочих организаций.
Адреса электронной почты несколько отличаются от других адресов Internet. Они состоят из двух частей, разделенных символом @: справа от символа располагается Internet-адрес сервера, на котором располагается почтовое отделение абонента (этот адрес формируется так же, как и любое другое доменное имя в Internet), а слева – имя абонента. В качестве примера привожу свой адрес: [email protected]
Сервисы и службы Internet
Internet с самого начала строился на принципах открытой архитектуры. Это означает, что новые службы могут возникать по мере необходимости. Компьютеры – универсальные устройства, и TCP/IP предоставляет им универсальное средство связи. Поэтому в Internet новая служба – это просто другая программа. Люди установят программу на своих компьютерах, и у Internet появится еще одна новая функция.
Наиболее широко используются следующие службы Internet.
• FTP (File Transfer Protocol, Протокол передачи файлов) – одна из старейших служб, применяемая для копирования файлов с компьютера на компьютер. Internet является крупнейшим хранилищем файлов в мире. Сервис ftp позволяет получать и передавать файлы. Этот сервис – один из основных способов распространения программ, а также различных дополнений и исправлений к ним.
• E-mail (электронная почта) выполняет те же функции, что и обычная почта, только быстрее, надежнее и дешевле. С помощью почтовой программы можно подготовить письмо и разместить его в папке для исходящих посланий. Таким образом, можно подготовить любое количество писем. После этого надо соединиться с почтовым ящиком, расположенном на компьютере поставщика услуг Internet, и обменяться почтой: переслать подготовленные письма и получить пришедшую корреспонденцию. Пересылка писем из почтового ящика по Internet осуществляется без участия компьютера пользователя. Так работает пересылка файлов с помощью протокола UUCP – UNIX-to-UNIX Copy Program (программа копирования с UNIX на UNIX). В настоящее время лучше использовать современную электронную почту, работающую по протоколам SMTP (Simple Mail Transfer Protocol – Простой протокол пересылки почты) и РОРЗ (Post Office Protocol – Протокол почтового офиса). В отличие от UUCP, который построен не на базе TCP/IP и, строго говоря, не является протоколом Internet, два этих протокола являются стандартными протоколами Internet, построенными на основе TCP/IP. Технические особенности реализации протоколов SMTP и РОРЗ обеспечивают более быструю пересылку писем по сравнению с UUCP-почтой.
