Основные протоколы и сервисы компьютерной сети Internet

Основные протоколы сети Internet . Internet многогранен, и с технической точки зрения – это объединение транснациональных компьютерных сетей, работающих по самым разнообразным протоколам, связывающих всевозможные типы компьютеров, физически передающих данные по телефонным проводам и оптическому волокну, через спутники и радиомодемы.

Подавляющее большинство компьютеров в Internet работает по протоколам TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internetwork Protocol – управляющий протокол пере дачи/межсетевой протокол), и именно это совместно с требованиями наличия подключения к глобальной сети является критерием присутствия в Internet.

Основой семейства протокола TCP/IP является сетевой уровень, представленный протоколом IP , а также различными протоколами маршрутизации. Этот уровень представляет адресное пространство, обеспечивающее перемещение пакетов в сети, а также управляет их маршрутизацией.

Размеры пакета, параметры передачи, контроль целостности осуществляются на транспортном уровне протоколом TCP .

Протокол UDP (User Datagram Protocol – протокол транспортного уровня) работает на том же уровне, но применяется в том случае, когда требования к надёжности передачи данных менее жёсткие (в отличие от протокола ТСР не обеспечивает безошибочной передачи пакета). Поскольку оба этих протокола в известной степени представляют собой единое целое, как правило, говорят о протоколах TCP/IP.

TCP дробит информацию на несколько частей, присваивает каждой части номер, по которому данные впоследствии соединяются воедино, добавляет к ней «служебную» информацию и укладывает всё это в отдельный «IP-конверт». Далее этот «конверт» отправляется по Сети – Internet обрабатывает IP-информацию. Размер передаваемых в Internet TCP/IP-пакетов составляет, как правило, от 1 до 1500 байт, что связано с техническими характеристиками Сети.

Данные, передаваемые по электронным сетям, могут теряться, а также зачастую искажаться из-за помех на линиях связи. Встроенные в TCP алгоритмы контроля за корректностью передачи данных решают эти проблемы. Одним из самых известных механизмов контроля за правильностью пересылки информации является циклический избыточный код, согласно которому в заголовок каждого передаваемого пакета записывается некая контрольная сумма, вычисленная компьютером-отправителем. Компьютер-получатель по аналогичной системе вычисляет контрольную сумму и сравнивает её с числом, имеющимся в заголовке пакета. Если цифры не совпадают, TCP инициирует повтор передачи.

Следует отметить также, что при отправке информационных пакетов протокол TCP требует от компьютера-получателя подтверждения приёма информации. Это организуется путём создания временных задержек при приёме-передаче – тайм-аутов, или ожиданий. Тем временем отправитель продолжает пересылать данные. Образуется некий объём уже переданных, но ещё не подтверждённых данных. Иными словами, TCP организует двунаправленный обмен информацией, что обеспечивает более высокую скорость её трансляции.

Следующий простой пример проясняет механизм работы протоколов TCP/IP. Когда человек получает телеграмму, весь текст в ней (и адрес, и сообщение) написан на ленте подряд, но есть правила позволяющие понять, где тут адрес, а где сообщение. Аналогично пакет в компьютерной сети представляет поток бит, а протокол IP определяет, где адрес и прочая служебная информация, а где сами передаваемые данные. Протокол TCP предназначен для контроля передачи и контроля целостности передаваемой информации.

Системы, использующие протоколы не TCP/IP подключаются к Internet через шлюзы.

Для того чтобы пакет с информацией не «заблудился» по дороге, узлы Internet, через которые он движется, имеют в своём распоряжении таблицы маршрутизации – электронные базы данных, в которых содержатся указания, куда именно отсылать тот или иной пакет информации, если он следует на такой-то адрес. Таблицы маршрутизации рассылаются на узлы централизованно, периодически меняются и дополняются. На серверах узлов, осуществляющие маршрутизацию, находятся маршрутизаторы, или роутеры (от англ, «router» – «маршрутизатор»). Правила маршрутизации описаны в протоколах ICMP (Internet Control Message Protocol), RIP (Routing Internet Protocol) и OSPF (Open Shortest Path First).

Протоколы TCP / IP являются протоколами нижнего уровня модели OSI. Помимо них существует целый ряд протоколов более высокого уровня, которые отвечают за передачу и обработку данных определённого назначения.

К наиболее важным прикладным протоколам относятся:

    протокол удалённого управления Telnet ;

    протокол передачи файлов FTP ;

    протокол передачи гипертекста HTTP ;

    протоколы для работы с электронной почтой:

    SMTP (Simple Mail Transfer Protocol),

    POP (Post Office Protocol),

    IMAP (Internet Message Access Protocol),

    MIME ((Multiperposal Internet Mail Exchange).

На этом уровне работает система адресации доменных имён DNS, отвечающая за преобразование числовых IP – адресов в имена.

Telnet – протокол удалённого доступа. Даёт возможность абоненту работать в полном объёме на любом компьютере сети Internet, т.е. запускать программы, менять режим работы и т.д.

FTP (File Transfer Protocol) – протокол передачи файлов. Архивы являются одним из основных информационных ресурсов Internet. Фактически, это распределённый депозитарий текстов, программ, фильмов, фотографий, аудио записей и прочей информации, хранящейся в виде файлов на различных компьютерах во всем мире. FTP даёт возможность соединять компьютеры между собой и передавать по сети файлы с одного компьютера на другой. Компьютеры, на которых находится информация для передачи по протоколу FTP, называются FTP-серверами.

Программы FTP стали частью отдельного сервиса Internet. FTP настраивается таким образом, что соединение с ним может происходить не только под именем пользователя, но и под условным именем anonymous (аноним). Тогда становится доступна не вся файловая система компьютера, а некоторый набор файлов на сервере, которые составляют содержимое сервера anonymous FTP – публичного файлового архива.

Web-документы создаются с помощью гипертекстового языка описания документов HTML (Hypertext Markup Language), построенного на базе метаязыка SGML (Structured Generalized Markup Language – структурный универсальной язык разметки, стандарт ISO-8879 1986 года), который, в свою очередь, основан на языке GML (Generalized Markup Language, стандарт ISO c 1984 г.). Для создания конкретных прикладных наборов тегов было введено понятие «SGML-приложение». Так, популярный сегодня язык HTML является SGML-приложением.

HTML-документы могут содержать несколько уровней заголовков, абзацы, списки и их пункты, графику, Web-формы и гипертекстовые ссылки. При щелчке мышью по гипертекстовой ссылке выводится пользователю другой документ. Таким образом, эта ссылка содержит «указатель» на документ, который становится доступным при нажатии кнопки мыши. Такой указатель носит название унифицированного указателя ресурса – URL (Uniform Resource Locator) – фактически это адрес документа в Internet. Указатели URL обычно описывают транспортный протокол документа (например, HTTP или FTP) и имя хост-компьютера, на котором он находится. Кроме того, указатели URL могут включать в себя маршрут доступа к документу на данном компьютере. Эти маршруты указываются в конце строки URL.

С целью специализаций по разработке и стандартизаций Web-технологий в 1994 г. изобретателем Web Тимом Бернерсом-Ли (Tim Bemers-Lee) был основан Консорциумом W3C (WWW Consortium) при Лаборатории компьютерных наук Массачусетского технологического института США (MIT Laboratory for Computer Science) с участием ЦЕРНа (CERN) при поддержке агентства министерства обороны США DARPA (Department Advanced Research Projects Agency) и Европейской комиссии.

В апреле 1995 г. французский исследовательский институт информатики и автоматики INRIA (Institute National de Recherche et en Automatique) стал европейским базовым центром (хостом) для деятельности W3C.

В 1996 г. такие же функции взял на себя японский университет Keio University Shonan Fujisawa. В настоящее время консорциум объединяет более 400 различных организаций-членов, включая изготовителей продуктов ИТ, поставщиков ИТ- услуг и информационных контентов, корпоративных пользователей, исследовательские лаборатории, организации стандартизации, госбюджетные структуры – всех, кто готов работать для достижения стабильности в развитии Web-технологии.

В частности, долгосрочными целями консорциума W3C являются:

    Обеспечение универсального доступа (Universal Access) каждому пользователю к технологиям и ресурсам Internet, учитывая различия людей в культуре, образовании, способностях, материальных возможностях, с учётом их физических ограничений.

    Разработка программного обеспечения Web , позволяющего взаимодействовать с Internet на смысловом или семантическом уровне (Semantic Web).

    Создание инфраструктуры, обеспечивающей необходимый уровень информационной защиты и приватности для решения правовых, экономических и социальных проблем информационного общества – создание доверия .

Консорциум W3C концентрирует свои усилия на решении следующих задач:

    исследование перспектив развития и использования Web-технологий, формирование требований Web-сообщества к информационному пространству и его инфраструктуре;

    реализация Web-технологий, удовлетворяющих требованиям Web-сообщества;

    стандартизация Web-технологий посредством разработки спецификаций в виде Рекомендаций («Recommendations»), описывающих строительные модули Web.

При этом, рассматривая Web как некоторое приложение, построенное над Internet, W3C в своих разработках продолжает следовать принципам этой базовой технологии, а именно, интероперабельности функциональных компонентов, совместимости спецификаций языков и протоколов, способности эволюционировать и взаимодействовать с новыми технологиями (например, с мобильными Web-устройствами и цифровым телевидением), децентрализации функций и масштабируемости.

Процесс разработки и стандартизации спецификаций Web-технологий (W3C process), организован таким образом, чтобы обеспечить:

    независимость от поставщиков (вендоров) технологий (Vendor neutrality);

    выполнение принципов общедоступности и консенсуса для спецификаций на протяжении их жизненного цикла;

    координацию усилий с другими организациями стандартизации и консорциумами (в первую очередь, с IETF (Internet Engineering Task Force), the WAP Forum (Wireless Application Protocols Forum), the Unicode Consortium, the Web3D Consortium, а также рядом комитетов ISO (International Standard Organization).

В 1996 г. Консорциумом W3C была утверждена рекомендованная спецификация CSS (Cascading Style Sheets – каскадные листы стилей), основанная на DSSSL (Document Style Semantics and Specification Language – язык для определения семантики стиля документов SGML). Каскадные листы стилей отделены от содержания Web-страниц для того, чтобы не мешать внутренней логики логической разметки документов. В основе технологии CSS лежит концепция разграничения содержания и представления. Полное разделение содержимого и его представления обеспечивает гарантированную текстуальную доступность материалов сайта, созданного с применением рекомендаций CSS, консорциумома W3C, в любых браузерах.

CSS2, утверждённый в качестве официальной рекомендации в 1998 году, обладает намного более серьёзными возможностями. В частности, в нём появилась модель визуального форматирования (блочная модель), позволяющая представить любую Web- страницу как набор прямоугольных областей с различными свойствами и тем самым избавиться от вёрстки шаблонов страниц при помощи таблиц. Кроме того, CSS2 позволяет определять индивидуальные и открытые пользователю правила представления информации для различных сред и устройств вывода – в частности, экрана настольного ПК или ноутбука, меньшего по размерам экрана КПК (карманного ПК) или смартфоны, речевых браузеров, механических строк Брайля, принтера и т.д.

    Strict – строгий, предписывающий соблюдение чёткой логической структуры и подразумевающий отказ от большинства возможностей визуального форматирования;

    Transitional – переходный, намного более «либеральный»;

    Frameset – для страниц, использующих фреймы.

Фрейм (Frame) или область – самостоятельный фрагмент HTML-страницы, обладающий всеми её свойствами.

Развитием HTML 4 стал «расширяемый» (eXtensible) язык разметки гипертекста – XHTML 1.0, реализующий концепцию модуляризации и полностью упраздняющий типы документов Transitional и Frameset, который получает всё большее распространение.

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) – это протокол передачи гипертекста, позволяющий Web-браузерам обращаться к файлам на любом Web-сервере. В Internet применяются стандарты, позволяющие «публиковать» информацию – размещать её на хост-узлах, где с ней могут работать другие пользователи. Система компьютеров, публикующих такую информацию, называется World Wide Web, а протокол, составляющий основу Web протоколом передачи гипертекста. Если TCP/IP даёт возможность пользователям обращаться к хост-узлам Internet, то HTTP обеспечивает их доступ к документам World Wide Web.

HTTP позволяет реализовать в рамках обмена данными набор методов доступа, базирующихся на спецификации универсального идентификатора ресурсов URI (Universal Resource Identifier), применяемого в форме универсального локатора ресурсов URL (Universe Resource Locator) или универсального имени ресурса (Universal Resource Name). Сообщения по сети при использовании протокола HTTP передаются в формате, схожим с форматом сообщений MIME с поддержкой графики, аудио- и видеофайлов. HTTP используется для взаимодействия программ-клиентов с программами-шлюзами, разрешающими доступ к ресурсам электронной почты Internet (SMTP, Simple Mail Transfer Protocol), спискам новостей (NNTP, Network News Transfer Protocol), файловым архивам (FTP, File Transfer Protocol), информационно-поисковым системам Gopher и Wais. Протокол разработан для доступа к этим ресурсам посредством промежуточных программ-серверов (proxy), которые позволяют передавать информацию между различными информационными службами без потерь. Протокол реализует принцип «запрос/ответ». Запрашивающая программа- клиент инициирует взаимодействие с отвечающей программой-сервером, и посылает запрос, включающий в себя метод доступа, адрес URI, версию протокола, сообщение с модификаторами типа передаваемой информации, информацию клиента, и содержимое сообщения клиента. Сервер отвечает строкой состояния, включающей версию протокола и код возврата, за которой следует сообщение. Данное сообщение содержит информацию сервера, метаинформацию и содержимое сообщения. Понятно, что в принципе, одна и та же программа может выступать и в роли сервера и в роли клиента (так собственно и происходит при использовании proxy-серверов).

Система WWW (World Wide Web, переводится как «мировая паутина»), разработана в крупнейшем Европейском центре ядерных исследований, расположенном в Женеве, Швейцария. При разработке WWW была поставлена цель создания гипертекстовой системы сетевого взаимодействия, которая доступным для непрофессионалов образом может связывать друг с другом пользователей, компьютеры и данные. Отличительной чертой WWW является ориентация на практически произвольные сетевые протоколы и на работу с документами неограниченной сложности и произвольной природы. Информация большой компании, которая обычно рассредоточена по всему миру, может быть опутана «паутиной» WWW так, что географически разделённые пользователи без особых усилий получают её, не покидая своих рабочих мест. Цель эта была достигнута, и сейчас WWW интенсивно используется для информационного обмена. WWW работает по технологии «клиент/серверы».

Информация в WWW состоит из страниц (документов). Страницы могут содержать графику, сопровождаться анимацией и звуком, воспроизводимыми непосредственно в процессе поступления информации на экран пользователя. Посредством WWW можно смотреть видеофильмы, слушать музыку, играть в компьютерные игры, обращаться к разнообразным информационным источникам. Информация в этой системе организована в форме гипертекста.

Распределённая информационная гипертекстовая система WWW включает технологии:

    язык гипертекстовой разметки документов HTML (HyperText Markup Language);

    универсальный способ адресации ресурсов в сети URL (Universal Resource Locator);

    протокол обмена гипертекстовой информацией HTTP (HyperText Transfer Protocol);

    универсальный интерфейс шлюзов CGI (Common Gateway Interface).

Спецификация CGI (Common Gateway Interface) – составляющая технологии WWW – это стандарт интерфейса (связи) внешней прикладной программы с информационным сервером типа HTTP, Web сервер. Обычно гипертекстовые документы, извлекаемые из WWW серверов, содержат статические данные. С помощью CGI можно создавать CGI- программы, называемые шлюзами, которые во взаимодействии с такими прикладными системами, как система управления базой данных, электронная таблица, деловая графика и др., смогут выдать на экран пользователя динамическую информацию. CGI была специально разработана для расширения возможностей WWW за счёт подключения всевозможного внешнего программного обеспечения. Такой подход логично продолжал принцип публичности и простоты разработки и наращивания возможностей WWW. При реализации CGI очень важное место заняли методы доступа, описанные в HTTP.

На стандартах коммуникации и доступа информации основываются другие стандарты, такие как протокол электронной почты SMTP (Simple Mail Transfer Protocol). SMTP даёт возможность подключенным к Internet пользователям и хост-узлам обмениваться электронной почтой. Благодаря этому и другим стандартам можно передавать электронную почту из одного места в другое, причём не только сообщения, но и программы, графику, звук, видео и другие типы данных.

Стандарт MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions, расширение почты Internet для различных целей) был разработан для того, чтобы обеспечить в Internet передачу данных, которые, кроме текста (в формате ASCII), поддерживают графику, аудио- и видеофайлы. Базовый протокол передачи электронной почты в Интернете, SMTP, допускает только 7-битные сообщения в кодировке ASCII. Это ограничивает электронную почту в Интернете сообщениями, которые при передаче содержат только символы, достаточные, чтобы писать на небольшом числе языков, в основном на английском.Другие языки, основанные на латинскомалфавите,часто включают диакритические знаки,не поддерживаемые в 7-битномASCII, а значит, текст на этих языках нельзя корректно отображать в стандартной электронной почте. MIME определяет механизмы для отправки разного рода информации с помощью электронной почты, включая текст на языках, отличных от английского, для которых используются символьные кодировки, отличные от ASCII, помимо этого, 8-битный бинарный контент, такой как картинки, музыка, фильмы и программы. MIME является также фундаментальным компонентом коммуникационных протоколов, таких как HTTP, которым нужно, чтобы данные передавались в контексте сообщений подобных e-mail, даже если данные реально не являются e-mail.

Отображение в и из MIME-формата в основном делается автоматически e-mail-клиентом или почтовыми серверами при посылке и получении электронных сообщений по Internet (SMTP/MIME).

Адресация и подключение в сети Internet . IP-адрес часто называют адресом Internet , он имеет длину 32 двоичных разряда и обычно записывается побайтно в виде четырех десятизначных идентификаторов, или октетов , разделённых точками, например, 136.203.91.0. Поскольку в десятичной форме один байт может принимать значения от 0 до 255, то все адреса Internet располагаются в диапазоне от 0.0.0.0 до 255.255.255.255, при этом в зависимости от типа (размеров) подсети используется 5 классов левого октета. Три из них: А, B, C – отражают группирование сетей по их мощности (по количеству узлов или подсетей, которые могут входить в сеть).

Четвёртый класс адресов (класс D) используется особо и не служит адресации конкретных сетей, а используется для обращения одновременно к группе адресов групповой адресации компьютеров, начиная с адреса 224.Х.Х.Х. Адреса класса Е пока не используются.

Класс определяется специальным информационным полем (идентификатором класса), занимающим в структуре адреса от одного до пяти старших бит. Значение оставшейся части адреса трактуется в зависимости от его класса (см. рисунок 1)

Рисунок 1. Определения класса

Значения поля идентификатора класса для каждого из пяти классов приведены на рисунке 2.

Адреса первых трех классов предназначены для адресации отдельных узлов (компьютеров и др. устройств). Структурно они состоят из трех частей (см. рисунок 3):

    идентификатора класса;

    номер сети;

    номер узла.

Номер сети – число, уникальным образом определяющее сеть, которой принадлежит узел с данным IP-адресом. Все узлы, относящиеся к одной сети, должны иметь одинаковые номера сетей. Разрядность номера сети и его положение внутри IP-адреса определяется классом адреса.

Номер узла – число, определяющее узел сети. Для узлов одной сети, определяемой номером сети IP-адреса, должна соблюдаться уникальность номеров узлов. Разрядность номера узла также определяется классом, которому принадлежит IP-адрес.

Рисунок 2. Значения поля идентификатора класса

Рисунок 3 - Структура адреса первых трех классов (А, D, C)

Для сетей класса A (см. таблицу 1) на адресацию собственно сети используется один байт, причём первый его бит строго фиксирован.

Таблица 1. Сета класса A

Таким образом, сетей данного класса всего может быть 127 (на самом деле их меньше за счёт особо используемых адресов), однако, количество узлов в каждой из таких сетей может быть очень большим, поскольку на их адресацию отводится 24 двоичных разряда (16 777 216 различных кодов).

Для сетей класса B (см. таблицу 2) на адресацию собственно сетей используется два байта с фиксированными двумя первыми битами так, чтобы адреса этого класса не перекрывали адреса сети класса A.

Сетей этого класса существенно больше, поскольку на их адреса выделено 14 двоичных разрядов (16 384 различных кода), однако узлов в каждой из таких сетей меньше, хотя ещё достаточно много (16 двоичных разрядов – 65 536 различных кодов).

Таблица 2. Сети класса B

Для сетей класса C (см. таблицу 3) на адресацию собственно сети используется три байта с фиксированными тремя первыми битами, чтобы адреса этого класса не перекрывали адреса сетей класса A и B.

Таблица 7.4 - Сети класса С

Сетей класса C достаточно много, поскольку на их адресацию выделен 21 двоичный разряд (2 097 152 различных кода), однако на адресацию узлов при этом остаётся всего 8 двоичных разрядов (256 различных кодов, но фактически адресов не более 254, поскольку коды нулевой и единичный не используются).

Таким образом, в рамках стандарта IP различается несколько подвидов интрасетей, определяемых значением первого октета. Это значение характеризует максимально возможное количество подсетей и узлов, которые может включать такая сеть. В таблице 4 приведено соответствие классов сетей значению первого октета IP-адреса.

Таблица 4. Соответствие классов сетей значению первого октета IP-адреса

Класс

сети

Диапазон значений первого октета

Возможное количество подсетей

Возможное количество узлов

Устройство, поддерживающее протоколы, которое соединяет два или более участка сети, и может интерпретировать и модифицировать протоколы уровня приложения для обеспечения трансляций адресов передачи и выполнения других функций. ALG может… …

Протоколы передачи данных это набор соглашений, который определяет обмен данных между различными программами. Протоколы задают способы передачи сообщений и обработки ошибок в сети, а также позволяют разрабатывать стандарты, не привязанные к … Википедия

ГОСТ Р МЭК 60870-5-103-2005: Устройства и системы телемеханики. Часть 5. Протоколы передачи. Раздел 103. Обобщающий стандарт по информационному интерфейсу для аппаратуры релейной защиты - Терминология ГОСТ Р МЭК 60870 5 103 2005: Устройства и системы телемеханики. Часть 5. Протоколы передачи. Раздел 103. Обобщающий стандарт по информационному интерфейсу для аппаратуры релейной защиты оригинал документа: 3.2 архитектура повышенной… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

протокол верхнего уровня - Любой протокол в многоуровневой иерархии, использующей протокол IP или TCP, который лежит выше протокола IP или TCP. В число таких протоколов входят протоколы транспортного уровня, протоколы уровня представления и прикладного уровня. Тематики… … Справочник технического переводчика

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия

Общий ресурс, или общий сетевой ресурс в информатике, это устройство или часть информации, к которой может быть осуществлён удалённый доступ с другого компьютера, обычно через локальную компьютерную сеть или посредством корпоративного… … Википедия

SMB (сокр. от англ. Server Message Block) сетевой протокол прикладного уровня для удалённого доступа к файлам, принтерам и другим сетевым ресурсам, а также для межпроцессного взаимодействия. Первая версия протокола была разработана… … Википедия

Для улучшения этой статьи желательно?: Проставить шаблон карточку, который существует для предмета статьи. Пример использования шаблона есть в статьях на похожую тематику … Википедия

Стандарт Международного союза электросвязи по передаче факсимильных сообщений в реальном времени через IP сети. Для факсов, передаваемых по протоколу T.38 зарезервирован тип image/t38. Содержание 1 История 2 Обзор 3 Операции … Википедия

Книги

  • . Net. Сетевое программирование для профессионалов / Professional . NET Network Programming , Винод Кумар,Эндрю Кровчик,Номан Лагари,Аджит Мунгале,Кристиан Нагел,Тим Паркер,Шриниваса Шивакумар. 400 стр. Сетевая организация ПО - одна из центральных задач программирования при разработке бизнес-приложений. Прочитав книгу, вы сможете уверенно программировать сетевые задачи в. NET и…
  • . NET Сетевое программирование , Кумар Винод, Кровчик Эндрю, Лагари Номан. Сетевая организация ПО - одна из центральных задач программирования при разработке бизнес-предложений. Прочитав книгу, вы сможете уверенно программировать сетевые задачи в. NET и будете…

TCP/IP – Transmission Control Protocol / Internet Protocol (Протокол Управления Передачей Данных / Межсетевой Протокол ). Стек TCP / IP – совокупность протоколов организации взаимодействия между структурами и программными компонентами сети; представляет собой программно реализованный набор протоколов межсетевого взаимодействия.

I -й должен обеспечить интеграцию в составную сеть любой др. сети, независимо от технологии передачи данных этой сети.

II -й должен обеспечить возможность передачи пакетов через составную сеть, используя разумный (оптимальный) на данный момент маршрут.

III -й решает задачу обеспечения надежной передачи данных между источником и адресатом.

IV -й объединяет все сетевые службы и услуги, предоставляемые сетью польз-лю.

В TCP/IP достаточно хорошо развит первый уровень, соответствующий 1 и 2 уровням OSI. Второй уровень TCP/IP – IP. Также присутствует ICMP – протокол управляющих сообщений сети. IP не гарантирует надежной передачи данных. Основная задача – выбор наилучшего маршрута. Решение этой задачи IP перекладывает на RIP и OSPF протоколы. Третий уровень – TCP, основная функция – надежность и правильность доставки данных. Также используется UDP, в нем каждый пакет передается независимо. Надежность доставки данных не гарантируется, т.к. не устанавливается связь заранее. Обычно по UDP передаются данные, не критичные к надежности. 4 уровень – набор служб и услуг, предлагаемых пользователю.

Протоколы прикладного уровня.

1) Telnet – протокол удаленного доступа (эмуляция терминала). Обеспечивает подключение пользователя за неинтеллектуальным терминалом (используется крайне редко)

2) FTP – протокол передачи данных

3) SMTP – протокол передачи электронной почты

4) POP3 – почтовый протокол

5) DNS – протокол доменных имен. Устанавливает соответствие символьный адрес – IP адрес.

6) HTTP – протокол передачи гипер текста

7) Kerberos – протокол защиты информации в сетях. Отвечает за пароли и ключи.

Telnet

Telnet – это прикладной протокол стека TCP/IP, обеспечивающий эмуляцию терминалов. Терминал – это устройство, состоящее из монитора и клавиатуры и используемое для взаимодействия с хост- компьютерами (обычно мэйнфреймами или мини-компьютерами), на которых выполняются программы. Программы запускаются на хосте, поскольку терминалы, как правило, не имеют собственного процессора.

Протокол Telnet функционирует поверх TCP/IP и имеет две важные особенности, отсутствующие в других эмуляторах: он присутствует практически в каждой реализации стека TCP/IP, а также является открытым стандартом (т. е. каждый производитель или разработчик легко может, реализовать его). Для некоторых реализаций Telnet нужно, чтобы хост был сконфигурирован как Telnet-сервер. Протокол Telnet поддерживается многими рабочими станциями, работающими под управлением MS-DOS, UNIX и любых версий Windows.

File Transfer Protocol (FTP), Trivial File Transfer Protocol (TFTP) и Network File System (NFS)

Стек TCP/IP содержит три протокола для передачи файлов : File Transfer Protocol (FTP), Trivial File Transfer Protocol (TFTP) и Network File System (NFS). Самым распространенным протоколом является FTP, поскольку именно его чаще всего выбирают для передачи файлов пользователи Интернета. С помощью FTP можно, работая на компьютере в одном городе, подключиться к хост- компьютеру, расположенному в другом городе, и скачать один или несколько файлов. (При этом, конечно, нужно знать имя учетной записи и пароль для удаленного хоста.) Пользователи Интернета нередко с помощью FTP скачивают различные файлы (например, сетевые драйверы или обновления системы).

FTP – это приложение, позволяющее с помощью протокола TCP передать данные от одного удаленного устройства к другому. Как и в протоколе Telnet, заголовок FTP и соответствующие данные инкапсулируются в поле полезной нагрузки пакета TCP. Преимущество FTP по сравнению с протоколами TFTP и NFS заключается в том, что FTP использует два TCP-порта: 20 и 21. Порт 21 – это управляющий порт для команд FTP, которые определяют способ передачи данных. Например, команда get служит для получения файла, а команда put используется для пересылки файла некоторому хосту. FTP поддерживает передачу двоичных или текстовых (ASCII) файлов, Для чего применяются команды binary и ascii. Порт 20 служит только для Передачи данных, задаваемых командами FTP.

FTP предназначен для передачи файлов целиком, что делает его удобным средством для пересылки через глобальную сеть файлов большого размера FTP не позволяет передать часть файла или некоторые записи внутри файла. Поскольку данные инкапсулированы в пакеты TCP, коммуникации с использованием FTP являются надежными и обеспечиваются механизмом служб с установлением соединения (что подразумевает отправку подтверждения после приема пакета). При FTP- коммуникациях выполняется передача одного потока данных, в конце которого следует признак конца файла (EOF).

TFTP – это файловый протокол стека TCP/IP, предназначенный для таких задач, как передача с некоторого сервера файлов, обеспечивающих загрузку бездисковой рабочей станции. Протокол TFTP не устанавливает соединений и ориентирован на пересылку небольших файлов в тех случаях, когда появление коммуникационных ошибок не является критичным и нет особых требований к безопасности. Отсутствие соединений при работе TFTP объясняется тем, что он функционирует поверх протокола UDP (через UDP-порт 69), а не с использованием TCP. Это означает, что в процессе передачи данных отсутствуют подтверждения пакетов или не задействованы службы с установлением

соединений, гарантирующие успешную доставку пакетов в пункт назначения.

Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)

Протокол Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) предназначен для передачи сообщений электронной почты между сетевыми системами. С помощью этого протокола системы UNIX, OpenVMS, Windows и Novell NetWare могут пересылать электронную почту поверх протокола TCP. SMTP можно рассматривать как альтернативу протоколу FTP при передаче файла от одного компьютера к другому. При работе с SMTP не нужно знать имя учетной записи и пароль для удаленной системы. Все, что нужно, – это адрес электронной почты принимающего узла. SMTP может пересылать только текстовые файлы, поэтому файлы в других форматах должны быть конвертированы в текстовый вид, только после этого их можно поместить в SМТР-сообщение.

Domain Name System (DNS) (служба имен доменов ) представляет собой службу стека TCP/IP, преобразующую имя компьютера или домена в IP-адрес или, наоборот, конвертирующую IP-адрес в компьютерное или доменное имя. Этот процесс называется разрешением (имен или адресов). Пользователям легче запоминать имена, а не IP-адреса в десятичном представлении с разделительными точками, однако поскольку компьютерам все равно нужны IP-адреса, то должен быть способ преобразования одного способа адресации в другой. Для этого служба DNS использует таблицы просмотра, в которых хранятся пары соответствующих значений.

Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)

Протокол Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP ) (Протокол динамически конфигурации хоста) позволяет автоматически назначать в сети 1Р-адреса с помощью DHCP-сервера. Когда новый компьютер, настроенный на работу с DHCP, подключается к сети, он обращается к DHCP-серверу, который выделяет (сдает в аренду) компьютеру IP-адрес, передавая его посредством протокола DHCP. Длительность аренды устанавливается на DHCP-сервере сетевым администратором.

Address Resolution Protocol (ARP)

В большинстве случаев для отправки пакета принимающему узлу отправитель должен знать как IP-адрес, так и МАС-адрес. Например, при групповых передачах используются оба адреса (IP и MAC). Эти адреса не моя совпадать и имеют разные форматы (десятичный с разделительными точками и шестнадцатеричный соответственно).

Address Resolution Protocol (ARP) (Протокол разрешения адресов) позволяет передающему узлу получить МАС-адреса выбранного принимающего узла перед отправкой пакетов. Если исходному узлу нужен некоторый МАС-адрес, то он посылает широковещательный ARP-фрейм, содержащий свой собственный МАС-адрес и IP-адрес требуемого принимающего узла. Принимающий узел отправляет обратно пакет ARP-ответа, содержащий свой МАС-адрес. Вспомогательным протоколом является Reverse Address Resolution Protocol (RARP) (Протокол обратного разрешения имен), с помощью которого сетевой узел может определить свой собственный IP-адрес. Например, RARP используется бездисковыми рабочими станциями, которые не могут узнать свои адреса иначе как выполнив RARP-запрос к своему хост-серверу. Кроме того, RARP используется некоторыми приложениями для определения IP-адреса того компьютера, на котором он выполняются.

Simple Network Management Protocol (SNMP) (Простой протокол сетевого управления) позволяет администраторам сети непрерывно следить за активностью сети. Протокол SNMP был разработан в 1980-х годах для того, чтобы снабдить стек TCP/IP механизмом, альтернативным стандарту OSI на управление сетями – протоколу Common Management Interface Protocol (CMIP) (Протокол общей управляющей информации). Хотя протокол SNMP был создан для стека TCP/IP, он соответствует эталонной модели OSI. Большинство производителей предпочли использовать SNMP, а не CMIP, что объясняется большой популярностью протоколов TCP/IP, а также простотой SNMP. Протокол SNMP поддерживают многие сотни сетевых устройств, включая файловые серверы, карты сетевых адаптеров, маршрутизаторы, повторители, мосты, коммутаторы и концентраторы. В сравнении с этим, протокол CMIP применяется компанией IBM в некоторых сетях с маркерным кольцом, однако во многих других сетях он не встречается.

4.3 Прикладные протоколы

Протоколы прикладного уровня служат для передачи информации конкретным клиентским приложениям, запущенным на сетевом компьютере. В IP-сетях протоколы прикладного уровня опираются на стандарт TCP и выполняют ряд специализированных функций, предоставляя пользовательским программам данные строго определенного назначения. Ниже мы кратко рассмотрим несколько прикладных протоколов стека TCP/IP.

Протокол FTP

Как следует из названия, протокол FTP (File Transfer Protocol) предназначен для передачи файлов через Интернет. Именно на базе этого протокола реализованы процедуры загрузки и выгрузки файлов на удаленных узлах Всемирной Сети. FTP позволяет переносить с машины па машину не только файлы, но и целые папки, включающие поддиректории на любую глубину вложений. Осуществляется это путем обращения к системе команд FTP, описывающих ряд встроенных функций данного протокола.

Протоколы РОРЗ и SMTP

Прикладные протоколы, используемые при работе с электронной почтой, называются SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) и РОРЗ (Post Office Protocol), первый «отвечает» за отправку исходящей корреспонденции, второй - за доставку входящей.

В функции этих протоколов входит организация доставки сообщений e-mail и передача их почтовому клиенту. Помимо этого, протокол SMTP позволяет отправлять несколько сообщений в адрес одного получателя, организовывать промежуточное хранение сообщений, копировать одно сообщение для отправки нескольким адресатам. И РОРЗ, и SMTP обладают встроенными механизмами распознавания адресов электронной почты, а также специальными модулями повышения надежности доставки сообщений.

Протокол HTTP

Протокол HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) обеспечивает передачу с удаленных серверов на локальный компьютер документов, содержащих код разметки гипертекста, написанный на языке HTML или XML, то есть веб-страниц. Данный прикладной протокол ориентирован прежде всего на предоставление информации программам просмотра веб-страниц, веб-браузерам, наиболее известными из которых являются такие приложения, как Microsoft Internet Explorer и Netscape Communicator.

Именно с использованием протокола HTTP организуется отправка запросов удаленным http-серверам сети Интернет и обработка их откликов; помимо этого HTTP позволяет использовать для вызова ресурсов Всемирной сети адреса стандарта доменной системы имен (DNS, Domain Name System), то есть обозначения, называемые URL (Uniform Resource Locator) вида http:/ /www.domain.zone/page.htm (.html).

Протокол TELNET

Протокол TELNET предназначен для организации терминального доступа к удаленному узлу посредством обмена командами в символьном формате ASCII. Как правило, для работы с сервером по протоколу TELNET на стороне клиента должна быть установлена специальная программа, называемая telnet-клиентом, которая, установив связь с удаленным узлом, открывает в своем окне системную консоль операционной оболочки сервера. После этого вы можете управлять серверным компьютером в режиме терминала, как своим собственным (естественно, в очерченных администратором рамках). Например, можно изменять, удалять, создавать, редактировать файлы и папки, а также запускать на исполнение программы на диске серверной машины, можно просматривать содержимое папок других пользователей. Какая бы операционная система ни использовалась, протокол Telnet позволит общаться с удаленной машиной «на равных». Например, вы без труда можно открыть сеанс UNIX на компьютере, работающем под управлением MS Windows.

Протокол UDP

Прикладной протокол передачи данных UDP (User Datagram Protocol) используется на медленных линиях для трансляции информации как дейтаграмм.

Дейтаграмма содержит полный комплекс данных, необходимых для ее отсылки и получения. При передаче дейтаграмм компьютеры не занимаются обеспечением стабильности связи, поэтому следует принимать особые меры для обеспечения надежности.

Схема обработки информации протоколом UDP, в принципе, такая же, как и в случае с TCP, но с одним отличием: UDP всегда дробит информацию по одному и тому же алгоритму, строго определенным образом. Для осуществления связи с использованием протокола UDP применяется система отклика: получив UDP-пакет, компьютер отсылает отправителю заранее обусловленный сигнал. Если отправитель ожидает сигнал слишком долго, он просто повторяет передачу.

На первый взгляд может показаться, что протокол UDP состоит сплошь из одних недостатков, однако есть в нем и одно существенное достоинство: прикладные интернет-программы работают с UDP в два раза быстрее, чем с его более высокотехнологичным собратом TCP.

интернет ip протокол шлюз программа


4.4 Сквозные протоколы и шлюзы

Интернет - это единая глобальная структура, объединяющая на сегодня около 13 000 различных локальных сетей, не считая отдельных пользователей. Раньше все сети, входившие в состав Интернета, использовали сетевой протокол IP. Однако настал момент, когда пользователи локальных систем, не использующих IP, тоже попросились в лоно Интернета. Так появились шлюзы.

Поначалу через шлюзы транслировалась только электронная почта, но вскоре пользователям и этого стало мало. Теперь посредством шлюзов можно передавать любую информацию - и графику, и гипертекст, и музыку, и даже видео. Информация, пересылаемая через такие сети другим сетевым системам, транслируется с помощью сквозного протокола, обеспечивающего беспрепятственное прохождение IP-пакетов через не IP-сеть

Разработки специализированных программных средств, обеспечивающих автоматизацию работы отдельной туристской фирмы или отеля, до использования глобальных компьютерных сетей. На сегодняшний день в туризме используется достаточно много новейших компьютерных технологий, например, глобальные компьютерные системы резервирования, интегрированные коммуникационные сети, системы мультимедиа, Smart Cards, ...

Режиме времени. Сеть позволяет совместно использовать ресурсы, например файлы и принтеры, а так же работать с интерактивными приложениями, например планировщиками и электронной почтой. Использование компьютерных сетей сулит множество преимуществ, в частности: Снижение затрат благодаря совместному использованию данных и периферийных устройств; Стандартизацию приложений; Своевременное получение...

Этих решений вполне разумно и верно. Пока Международная Организация по Стандартизации (Organization for International Standartization - ISO) тратила годы, создавая окончательный стандарт для компьютерных сетей, пользователи ждать не желали. Активисты Internet начали устанавливать IP-программное обеспечение на все возможные типы компьютеров. Вскоре это стало единственным приемлемым способом для...

Прямым подключением к сети провайдера.

По модему (телефонному, ADSL или другого типа);

После того, как пользователь соединился с провайдером, компьютер пользователя становится частью сети провайдера. Каждый провайдер имеет свой канал, связывающий его с более крупным провайдером. В свою очередь сети крупных провайдеров объединены между собой магистральными линиями.

Протоколы сети Интернет можно разделить на два типа: базовые и прикладные.

Базовые протоколы – это протоколы нижнего уровня. Они обеспечивают физическую передачу сообщений между узлами в сети Интернет. Примером базового протокола является протокол ТСР/IP.

Прикладные протоколы – протоколы высокого уровня . Эти протоколы обеспечивают функционирование служб сети Интернет. Например, протокол HTTP служит для передачи гипертекстовых документов, протокол FTP – для передачи файлов, а SMTP – для передачи электронной почты.

Базовые и прикладные протоколы находятся в такой же взаимосвязи, что и уровни модели OSI.

На нижнем уровне используются два основных протокола: IP и TCP. Протокол TCP предназначен для управления передачей данных в виде пакетов, регулировкой и синхронизацией передачи на разных скоростях.

Протокол IP необходим для однозначного определения адреса получателя пакетов. Такой адрес называется IP-адресом.

Семь уровней модели OSI преобразованы в четыре уровня протоколов TCP/IP:

Предположим, имеется послание, отправляемое по электронной почте. Передача почты осуществляется по прикладному протоколу SMTP, который использует передачу по протоколам TCP/IP. По протоколу TCP данные разбиваются на небольшие пакеты фиксированной структуры и длины и маркируются так, чтобы при получении собрать из них исходное послание.

Обычно длина одного пакета не превышает 1500 байт. Поэтому одно электронное письмо может состоять из нескольких сотен таких пакетов. Малая длина пакета не приводит к блокировке линии связи и не позволяет отдельным пользователям надолго захватывать канал связи.

К каждому полученному пакету протокола TCP протокол IP добавляет информацию, по которой можно определить адрес отправителя и получателя. Это аналогично записи адреса на конверте письма. Для передачи пакета существует несколько маршрутов. Однако пакет не всегда передается по географически наикратчайшему пути. На направление его передачи влияет загруженность каналов связи, а не их протяженность. Таким образом, более короткий маршрут может оказаться самым долгим по времени передачи. Протокол TCP/IP гарантирует, что независимо от длины пути в результате конечного числа пересылок TCP-пакеты достигают адресата.

Чтобы посмотреть путь пакета до узла с заданным адресом в ОС Windows, необходимо в командной строке набрать команду tracert <адрес узла>.

При получении пакета IP-модуль адресата извлекает пакет протокола ТСР из IP-пакета и передает его TCP-модулю. В свою очередь ТСР-модуль извлекает данные из TCP-пакета и собирает данные принятых пакетов в исходное сообщение. Если пакет отсутствует или принят с ошибками, то производится его повторная передача. Передача одного и того же пакета повторяется до тех пор, пока пакет не будет получен в целостном виде. Для определения ошибок в пакете используются контрольные данные и помехоустойчивые коды, выявляющие и исправляющие ошибки.

Полученное сообщение передается процедурам протокола SMTP, которые далее обрабатывают это сообщение.

Таким образом, по протоколу IP данные непосредственно передаются по сети, а по протоколу ТСР обеспечивается надежная доставка данных адресату. Два узла в сети Интернет могут одновременно передавать в обе стороны по одному каналу несколько ТСР-пакетов от различных узлов.