48406

Функціонування Internet: організація, структура, методи

Конспект

Информатика, кибернетика и программирование

Еталонна модель ISOOSI Сучасні мережі побудовані за багаторівневим принципом. Для роботи мереж необхідна множина різноманітних протоколів: наприклад таких що керують фізичним зв'язком встановленням зв'язку по мережі доступом до різноманітних ресурсів і т. Він відповідає за правильну передачу даних пакетів на ділянках між безпосередньо пов'язаними елементами мережі. Цей рівень користується можливостями наданими йому рівнем 2 для забезпечення зв'язку двох будьяких точок у мережі.

Украинкский

2013-12-09

335.69 KB

0 чел.

24. Функціонування Internet: організація, структура, методи.

24.1 Еталонна модельISOOSI

Сучасні мережі побудовані за багаторівневим принципом. Щоб організувати зв'язок двох комп'ютерів, потрібно спочатку створити зведення правил їх взаємодії, визначити мову їх спілкування, тобто визначити, що означають сигнали, які надсилаються ними, і т.д. Ці правила і визначення називаються протоколом. Для роботи мереж необхідна множина різноманітних протоколів: наприклад, таких, що керують фізичним зв'язком, встановленням зв'язку по мережі, доступом до різноманітних ресурсів і т.д. Багаторівнева структура спроектована з метою спростити та впорядкувати цю безліч протоколів і відношень. На рис. 1 показана загальноприйнята 7-рівнева структура відповідно до ISO (International StandardsOrganization). Ця модель відома як "еталонна модель взаємодії відкритих систем" або модель ISOOSI (OpenSystemsInterconnection)".

Взаємодія рівнів у цій моделі - субординарна. Кожний рівень може реально взаємодіяти тільки із сусідніми рівнями (верхнім і нижнім), віртуально - тільки з аналогічним рівнем на іншому кінці лінії. Під реальною взаємодією ми розуміємо безпосередню взаємодію, безпосередню передачу інформації, наприклад, пересилку даних в оперативній пам'яті з області, відведеної одній програмі, в область іншої програми. При безпосередній передачі дані залишаються незмінними увесь час. Під віртуальною взаємодією ми розуміємо опосередковану взаємодію і передачу даних; тут дані в процесі передачі можуть уже визначеним, заздалегідь обговореним чином видозмінюватися. Фізичний зв'язок реально має місце тільки па самому нижньому рівні. Горизонтальні зв'язки між всіма іншими рівнями є віртуальними, реально вони здійснюються передачею інформації спочатку униз, послідовно до самого нижнього рівня, де відбувається реальна передача, а потім, на іншому кінці, обернена передача нагору послідовно до відповідного рівня.

МодельISOOSI визначає дуже сильну стандартизацію вертикальних міжрівневих взаємодій. Така стандартизація гарантує сумісність продуктів, що працюють за стандартом якогось рівня, із продуктами, що працюють по стандартах сусідніх рівнів, навіть у тому випадку, якщо вони випущені різними виробниками. Кількість рівнів може здатися надлишковою, проте така розбивка необхідна для достатньо чіткого поділу необхідних функцій, щоб уникнути зайвої складності, і створення структури, що може підбудовуватися під потреби конкретного користувача, залишаючись у рамках стандарту.

Рівень 0 пов'язаний із фізичнимсередовищем - передавачем сигналу і насправді не включається в цю схему, але дуже корисний для розуміння. Цей почесний рівень представляє посередників, що з'єднують кінцеві пристрої: кабелі, радіолінії і т.д. Існує безліч різноманітних видів кабелів: екрановані і неекрановані виті пари, коаксіальні, на основі оптичних волокон і т.д. Оскільки цей рівень не включений у схему, він нічого і не описує, тільки вказує на середовище.

Рівень 1 - фізичний. Включає фізичні аспекти передачі двійкової інформації по лінії зв'язку. Детально описує, наприклад, напруги, частоти, природу середовища, що передає. Цьому рівню ставиться в обов'язок підтримка зв'язку та прийом і передача бітового потоку. Безпомилковість бажана, але не обов'язкова.

Рівень 2 - канальний. Зв'язок даних. Забезпечує безпомилкову передачу блоків даних (які називають кадрами (frame)) через рівень 1, який при передачі може спотворювати дані. Цей рівень повинен визначати початок і кінець кадру в бітовому потоці, формувати з даних, переданих фізичним рівнем, кадри або послідовності, включати процедуру перевірки наявності похибок і їх виправлення. Цей рівень (і тільки він) оперує такими елементами, як бітові послідовності, методи кодування, маркери. Він відповідає за правильну передачу даних (пакетів) на ділянках між безпосередньо пов'язаними елементами мережі. Забезпечує керування доступом до середовища передачі.

Рівень 3 - мережний. Цей рівень користується можливостями, наданими йому рівнем 2, для забезпечення зв'язку двох будь-яких точок у мережі. Будь-яких, необов'язково суміжних. Цей рівень здійснює проводку повідомлень по мережі, яка може мати багато ліній зв'язку, або по множині спільно працюючих мереж, що потребує маршрутизації, тобто визначення шляху, по якому варто пересилати дані. Маршрутизація проводиться на цьому ж рівні. Головною функцією програмного забезпечення цього рівня є вибірка інформації з джерела, перетворення її в пакети і правильна передача в точку призначення. Існує два принципово різних способи роботи мережного рівня. Перший - це метод віртуальних каналів. Він полягає в тому, що канал зв'язку встановлюється при виклику (початку сеансу (session) зв'язку), по ньому передається інформація, і по закінченні передачі канал закривається (знищується). Передача пакетів відбувається зі зберіганням вихідної послідовності, навіть якщо пакети пересилаються по різноманітних фізичних маршрутах, тобто віртуальний канал динамічно перенаправляється. При цьому пакети даних не включають адреси пункту призначення, тому що він визначається в час встановлення зв'язку. Другий - метод дейтаграм. Дейтаграма - це пакет, переданий по мережі незалежно від інших пакетів без установлення логічного з'єднання і підтвердження прийому. Дейтаграма - цілком самостійний пакет, оскільки сама містить усю необхідну для її передачі інформацію. У той час, як перший метод надає наступному рівню (рівню 4) надійний канал передачі даних, вільний від помилок і такий, що доставляє правильно пакети в місце призначення, другий метод вимагає від наступного рівня роботи над помилками і перевірки доставки потрібному адресату.

Рівень 4 - транспортний. Регламентує пересилку пакетів повідомлень між процесами, які виконуються па комп'ютерах мережі. Завершує організацію передачі даних: контролює на наскрізній основі потік даних, який слідує за маршрутом, визначеним третім рівнем; правильність передачі блоків даних, правильність доставки в потрібний пункт призначення, їх комплектність, цілісність, порядок проходження. Збирає інформацію з блоків у її вихідний вид. Або ж оперує з дейтаграмами, тобто очікує підтвердження прийому з пункту призначення, перевіряє правильність доставки й адресації, повторює посилку дейтаграми, якщо не прийшов відгук. Іншими словами, задачею даного рівня є довести до ума передачу інформації з будь-якої точки в будь-яку у всій мережі. Транспортний рівень приховує від усіх вищих рівнів будь-які деталі і проблеми передачі даних, забезпечує стандартну взаємодію лежачого над ним рівня з прийомом-передачею інформації незалежно від конкретної технічної реалізації цієї передачі.

Рівень 5 - сеансовий. Координує взаємодію користувачів, що зв'язуються: установлює зв'язок, оперує з ним, відновлює аварійним чином завершені сеанси. Цей же рівень відповідальний за картографію мережі - він перетворює регіональні (доменні) комп'ютерні імена в числові адреси, і навпаки. Він координує не комп'ютери й пристрої, а процеси в мережі, підтримує їх взаємодію - управляє сеансами зв'язку між процесами прикладного рівня.

Рівень 6 - рівень представлення даних. Цей рівень мас справу із синтаксисом і семантикою переданої інформації, тобто тут встановлюється порозуміння двох сполучених комп'ютерів щодо того, як вони подають і розуміють після одержання передану інформацію. Тут вирішуються, наприклад, такі задачі, як перекодування текстової інформації і зображень, стиснення і розпакування, підтримка мережних файлових систем, абстрактних структур даних і т.д.

Рівень 7 - прикладний. Забезпечує інтерфейс між користувачем і мережею, робить доступними для людини всілякі послуги. На цьому рівні реалізується, принаймні, п'ять прикладних служб: передача файлів, віддалений термінальний доступ, електронна передача повідомлень, служба довідника і керування мережею.

Зауваження: Варто розуміти, що переважна більшість сучасних мереж у силу історичних причин лише загалом, приблизно відповідають еталонній моделіISOOS1.

22. Системи мережних адрес. Протокол ІР. Протокол ТСР.

22.1. Пересилка бітів

Пересилка бітів відбувається на фізичному рівні схеми ISOOSI. На жаль, тут усяка спроба стислого і доступного опису приречена на провал, оскільки існує настільки велика різноманітність приймачів, передавачів і середовищ, що передають, - важко навіть і оглянути цей океан технологій. Для розуміння роботи мереж цього і не потрібно. Вважайте, що просто є труба, по якій від краю до краю перекачуються біти. Саме біти, без усякого розподілу на які-небудь групи (байти, декади і т.п.).

22.2. Пересилка даних

Про організацію блокової, символьної передачі, забезпечення надійності пересилки поговоримо на інших рівнях моделі ISOOSI. Тобто функції канального рівня вInternet розподілені по інших рівнях, але не вище транспортного. У цьому сенсі Internet не зовсім відповідає стандарту ISO. Тут канальний рівень займається тільки розбивкою бітового потоку па символи і кадри і передачею отриманих даних на наступний рівень. Надійність передачі він не забезпечує.

22.3. Мережі комутації пакетів

Настала пора поговорити проInternet саме як про мережу, а не павутиння ліній зв'язку і множину приймачів-передавачів. Здавалося б, Internet цілком аналогічна телефонній мережі, і модель телефонної мережі достатньо адекватно відображає її структуру і роботу. Справді, обидві вони електронні, обидві дозволяють вам установлювати зв'язок і передавати інформацію.IInternet теж складається, у першу чергу, з виділених телефонних ліній. На жаль, ця картина призводить до багатьох помилок щодо роботиInternet. Телефонна мережа - це так звана мережа з комутацією ліній, тобто коли ви робите виклик, установлюється зв'язок і на весь час сеансу зв'язку є фізичне з'єднання з абонентом. При цьому вам виділяється частина мережі, що для інших вже не доступна, навіть якщо ви мовчки дихаєте в трубку, а інші абоненти хотіли б поговорити про дійсно невідкладні справи. Цс призводить до нераціонального використання дуже дорогих ресурсів - ліній мережі.Internet же с мережею з комутацією пакетів, що принципово відрізняється від мережі з комутацією каналів. ДляInternet більш підходить інша модель: звичайна державна поштова служба. Пошта є мережею пакетного зв'язку. Немає ніякої виділеної вам частини цієї мережі. Ваше послання перемішується з посланнями інших користувачів, кидається в контейнер, пересилається в інше поштове відділення, де знову сортується. Хоча технології сильно відрізняються,пошта є прекрасним і наочним прикладом мережі з комутацією пакетів. Модель пошти точно відбиває суп. роботи і структуриInternet. Нею ми і будемо користуватися далі.

22.4. ПротоколInternet (IP)

Через провід можна пересилати біти тільки з одного його кінця в інший. Але технологіяInternet дозволяє передавати дані в різноманітні точки, розкидані по усьому світі. Як вона це робить? Турбот про це покладено на мережний (міжмережний) рівень в еталонній моделі ISOOS1.

Різні частини Internet - складові мережі - з'єднуються міме собою за допомогою комп'ютерів, що називаються "вузлами"; так Мережа зв'язується воєдино. Виділені лінії і локальні мережі суть аналоги залізниць, літаків пошти і поштових відділень, листонош. За їх допомогою пошта рухається з місця, на місце. Вузли - аналоги поштових відділень, де приймається рішення, як переміщувати дані ("пакети") по мережі, точно так само, як поштовий вузол намічає подальший шлях поштового конверта. Відділення або вузли не мають прямих зв'язків зі всіма іншими.

На кожній поштовій підстанції визначається наступна підстанція, куди буде далі спрямована кореспонденція, тобто намічається подальший шлях (маршрут) - цей процес називається маршрутизацією. Для здійснення маршрутизації кожна підстанція має таблицю, де адресі пункту призначення (або поштовому індексу) відповідає вказівка поштової підстанції, куди варто посилати далі цей конверт (бандероль). їх мережні аналоги називаються таблицями маршрутизації. Вузли, що займаються маршрутизацією, називаються маршрутизаторами.

Протокол Internet (IP) бере на себе турботи з адресації або по підтвердженню того, що вузли розуміють, що варто робити з вашими даними на шляху їх подальшого проходження. Відповідно до нашої аналогії, протоколInternet працює також як правила опрацювання поштового конверта. У початок кожного вашого послання поміщається заголовок, що несе інформацію про адресата мережі. Щоб визначити, куди і як доставити пакет даних, цієї інформації достатньо.

Адреса вInternet складається з 4 байт. При записі байти відокремлюються один від одного точками: 123.45.67.89 або 3.33.33.3. У дійсності адреса складається з декількох частин. Оскільки Internet є мережею мереж, початок адреси говорить вузлам Internet, частиною якої з мереж ви є. Правий кінець адреси говорить цієї мережі, який комп'ютер (або хост) повинний одержати пакет. Кожний комп'ютер у Internet мас в цій схемі унікальну адресу, аналогічно звичайній поштовій адресі, а ще точніше - індексу. Internet знає, де шукати вказану мережу, а ця мережа знає, де в ній знаходиться конкретний комп'ютер. Для визначення, де в локальній мережі знаходиться комп'ютер із даною числовоюIP-адресою, локальні мережі використовують свої власні протоколи мережного рівня. Існує декілька типів адресInternet (типи: А, В, С,D), що по-різному поділяють адреси на поля номера мережі і номера вузла; від типу такого розподілу залежить кількість можливих мереж і машин у таких мережах.

З ряду причин (особливо практичних, через обмеження устаткування) інформація, що пересилається по мережах 1Р, ділиться на частини (по межах байтів), що розкладаються в окремі пакети. Довжина інформації усередині пакета звичайно складає від 1 до 1500 байт. Це захищає мережу від монополізування яким-небудь користувачем і надає всім приблизно рівні права. За цією ж причиною, якщо мережа недостатньо швидка, чим більше користувачів її одночасно використовують, тим повільніше вона буде спілкуватися з кожним.

ПротоколIP є дейтаграмним протоколом, тобто ГР-пакет є дейтаграмою. Це не вкладається в модельISOOSI, у рамках якої вже мережний рівень спроможний працювати за методом віртуальних каналів.

Одна з перевагInternet полягає в тому, що протоколуIP самого по собі вже цілком достатньо для роботи (у принципі). Як тільки дані  поміщаються в оболонкуIP, мережа  має всю необхідну інформацію для передачі їх із вихідного комп'ютера одержувачу. Але варто побудувати на основі послуг, наданихIP, більш досконалу і зручну систему. Для цього спочатку варто розібратися з деякими життєво важливими проблемами, що мають місце під час пересилки інформації:

Більша частина інформації, що пересилається, довша 1500 символів. Якщо би пошта пересилала тільки поштові картки і відмовлялася б від пересилки чого-небудь більшого, то практичної користі від такої пошти було б небагато.

Під час пересилки можливі й невдачі. Як і пошта, Мережа також втрачає пакети або спотворює на шляху інформацію в них. Але на відміну від пошти,Internet може з честю виходити з таких скрутних становищ.

Пакети можуть приходити у послідовності, відмінній від початкової. Пара листів, відправлених один за одним в один день, по завжди приходить до одержувача в тому ж порядку; те ж вірно і для Internet.

Таким чином, наступний рівеньInternet повинний забезпечити спосіб пересилки великих масивів інформації і подбати про спотворення, які можуть виникати з вини мережі.

22.5. Протокол  керування  передачею (TCP) і протокол дейтаграм користувача (UDP)

TransmissionControlProtocol - це протокол, тісно пов'язаний із IP, що використовується з аналогічною метою, але на більш високому, транспортному рівні еталонної моделі ISOOSI. Часто ці протоколи, через їх тісний зв'язок, іменують разом, як TCP/IP. Термін "TCP/IP" звичайно означає усе, що пов'язано з протоколами TCP і IP. Він охоплює ціле сімейство протоколів, прикладні програми і навіть саму Мережу. До складу сімейства входять протоколиTCP, UDP, telnet, FTP і багато інших.

Самий протоколTCP займається проблемою пересилки великих обсягів інформації, базуючись на можливостях протоколу 1Р.

Як це робиться? Цілком розумно можна розглянути таку ситуацію. Як можна переслати книгу поштою, якщо та приймає тільки листи і нічого більш? Дуже просто: розірвати її на сторінки і відправити сторінки окремими конвертами. Одержувач, керуючись номерами сторінок, легко зможе книгу відновити. Цим простим і природним методом користуєтьсяTCP.

TCP поділяє інформацію, яку треба переслати, на декілька частин. Нумерує кожну частину, щоб пізніше відновити порядок. Щоб пересилати цю нумерацію разом із даними, він обкладає кожний шматочок інформації своєю обкладинкою - конвертом, що містить відповідну інформацію. Це і є ТСР-конверт. TCP-пакет, що утворився, поміщається в окремий IP-конверт, і утворюється IP-пакет, із котрим мережа вже вміє поводитися.

Одержувач (TCP-модуль) після одержання розпаковує ІР-конверти і бачить TCP-конверти, розпаковує їх і розміщує дані у правильній послідовності. Якщо чогось бракує, він потребує переслати цей пакет знову. Зрештою інформація збирається в потрібному порядку і цілком відновлюється. У реальності пакети не тільки губляться, але й можуть спотворюватися при передачі через наявність перешкод на лініях зв'язку. TCP вирішує і цю проблему. Для цього він користується системою кодів, що виправляють похибки. Існує ціла наука про такі кодування. Найпростішим прикладом служить код із додаванням до кожного пакета контрольної суми (і до коленого байта біту перевірки на парність). При поміщенні в ТСР-конверт обчислюється контрольна сума, що записується в ТСР- заголовок. Якщо при прийомі заново обчислена сума не збігається з тією, що показана на конверті, значить десь на шляху мали місце спотворення, отже, треба переслати цей пакет знову, що й відбувається.

Для ясності і повноти картини необхідно зробити важливе зауваження: модульTCP розбиває потік байтів на пакети, не зберігаючи при цьому меж між записами. Тобто, якщо один прикладний процес робить 5 записів в порт, то зовсім не обов'язково, що інший прикладний процес на іншому кінці віртуального каналу одержить зі свого порту саме 5, записів, причому саме таких (по розбивці), що були передані з іншого кінця. Уся інформація буде отримана коректно і зі зберіганням порядку передачі, але вона може вже бути розбита по іншому і на іншу кількість частин. Не існує залежності між кількістю і розміром повідомлень, що записуються, з однієї сторони і кількістю і розміром повідомлень, що зчитуються, з іншої сторони.

Таким чином, протоколTCP забезпечує гарантовану доставку зі встановленням логічного з'єднання у вигляді байтових потоків. Він звільняє прикладні процеси від необхідності використовувати очікування і повторні передачі для забезпечення надійності. Найбільш типовими прикладними процесами, що використовуютьTCP, єFTP іTELNET.

Коли прикладний процес починає використовуватиTCP, то починають спілкуватися модульTCP на машині користувача і модуль на машині серверу. Ці два кінцевих модуліTCP підтримують інформацію про стан з'єднання - віртуального каналу. Підтримка віртуального каналу споживає ресурси обох кінцевих модулівTCP. Цей канал є дуплексним. Один прикладний процес записує дані в ТСР-порт, звідки вони модулями відповідних рівнів по ланцюжку передаються по мережі і видаються в TCP-порт на іншому кінці каналу, а інший прикладний процес зчитує їх звідти, емулює (створює видимість) виділену лінію зв'язку двох користувачів. Хоча в дійсності ніяка пряма лінія відправнику й одержувачу в безроздільне володіння не виділяється (інші користувачі можуть використовувати ті ж вузли і канали зв'язку в мережі в проміжках між пакетами цих), але зовні це, практично, саме так і виглядає.

Як вже відзначалося, встановлення TCP - каналу зв'язку потребує великих витрат на ініціювання та підтримку з'єднання і призводить до затримок передачі. Якщо всі дані, призначені для пересилки, вміщуються водному пакеті, і якщо вас не особливо турбує надійність доставки, то можна обійтися безTCP.

Існує інший стандартний протокол транспортного рівня, що не обтяжений такими накладними витратами. Цей протокол називається UDP{UserDatagramProtocol) - протокол дейтаграм користувача. Він використовується замістьTCP. Тут дані помішуються не вTCP, а вUDP-конверт, що також помішується вIP-конверт. Цей протокол реалізує дейтаграмний спосіб передачі даних. Дейтаграми самі по собі не містять засобів виявлення і виправлення похибок передачі, тому при передачі даних за їх допомогою варто вживати заходів по забезпеченню надійності пересилки інформації. Для цього звичайно використовується метод підтвердження прийому посилкою відгуку при одержанні кожного пакета з дейтаграмою.

UDP простіший TCP, оскільки він не піклується про можливе зникнення даних, пакетів, про зберігання правильного порядку даних і т.д. UDP використовується для клієнтів, що посилають тільки короткі повідомлення і можуть просто заново надіслати повідомлення, якщо відгук підтвердження не прийде достатньо швидко.

На відміну від TCP, дані, що відправляються прикладним процесом через модуль UDP, досягають місця призначення як єдине ціле. Наприклад, якщо процес-відправник робить 5 записів вUDP-порт, то процес-одержувач повинен буде зробити 5 зчитувань. Розмір кожного записаного повідомлення буде збігатися з розміром відповідного зчитаного. ПротоколUDP зберігає межі повідомлень, обумовлені прикладним процесом. Він ніколи не об'єднує декілька повідомлень в одне ціле і не поділяє одне повідомлення на частини.

Альтернатива TCP-UDP дозволяє програмісту гнучко і раціонально використовувати надані ресурси, виходячи зі своїх можливостей і потреб. Якщо потрібна надійна доставка, то кращим може бути-TCP. Якщо потрібна доставка дейтаграм, то -UDP. Якщо потрібна ефективна доставка по довгому і ненадійному каналу передачі даних, то краще використовуватиTCP. Якщо потрібна ефективність на швидких мережах із короткими з'єднаннями, найкраще буде UDP. Якщо потреби не потрапляють у жодну з цих категорій, то вибір транспортного протоколу не ясний. Прикладні програми, звичайно, можуть усувати деякі недоліки обраного протоколу. Наприклад, якщо ви обрали UDP, а вам необхідна надійність, то прикладна програма повинна забезпечити надійність сама, як описано вище: вимагати підтвердження, пересилки загублених або пошкоджених пакетів і т.д. Якщо ви обрали TCP, а вам потрібно передавати записи, то прикладна програма повинна вставляти мітки в потік байтів так, щоб можна було розрізнити межі записів.

2.3   Прикладне забезпечення

Отже, існує можливість передавати інформацію між різноманітними точками в мережі. Тепер потрібно розглянути створення дружнього інтерфейсуInternet, який подбає про зручність для користувача. Для цього існує програмне забезпечення, що розуміє мову команд, видає повідомлення про помилки, підказки, використовує для адресації мережних комп'ютерів при спілкуванні з користувачем імена, а не числа, і т.д. У моделі ISOOSI над цим працюють рівні вище транспортного, тобто сеансовий, представлення даних і прикладний. Уся ця діяльність спрямована на підвищення рівня зручності роботи у мережі, на створення систем, що дозволяють користуватися наданими можливостями звичайному користувачу мережі.

Адже більшість користувачів зовсім не хвилює ні наявність надійного потоку бітів між машинами, ні пропускна здатність цих ліній або тонкощі і особливості використаної технології, ні навіть екзотичність цієї технології. Вони хочуть використовувати цей бітовий потік для справи: переслати файл, добратися до якихось даних або просто пограти в гру. Додатки - це частини програмного забезпечення. їх створюють на основі сервісуTCP абоUDP. Додатки дозволяють користувачу достатньо просто впоратися з потрібним завданням, не занурюючись у безодню технічної інформації про конкретну мережу, про протоколи і т.д.

Існує три стандартних типи Internet-додатків: віддалений доступ, передача файлів, електронна пошта; поряд із ними використовуються інші широко поширені нестандартні додатки.

Надання послугInternet побудовано за схемою "клієнт - сервер". Надання послуг здійснюється спільною роботою двох процесів: на комп'ютері користувача і на комп'ютері-сервері. Процес на комп'ютері користувача називається клієнтом, а на комп'ютері сервері -сервером. Клієнт і сервер є, по суті, частинами однієї програми, що взаємодіють через віртуальний канал зв'язку в мережі. Сервер за вказівками клієнта виконує відповідні дії, наприклад, пересилає клієнту файл. Для надання послуги цілком необхідна наявність двох цих модулів - клієнта і серверу, і їх одночасна узгоджена робота. Взаємодія клієнта і серверу описується відповідними стандартними протоколами, тому клієнт і сервер можуть бути випущені зовсім різними виробниками і працювати на різнорідних комп'ютерах. Тому ж існує невеличка проблема нестандартності інтерфейсу клієнта безпосередньо вже з користувачем. Ця взаємодія може мати цілком різноманітну форму: інтерактивну, командну і т.д. Системи команд можуть розрізнятися. Але від цього самі можливості не змінюються, оскільки клієнт і сервер завжди взаємодіють однаково відповідно до протоколу.

2.4   Системи мережних адрес

2.4.1  Регіональна Система Імен

Числові адреси підходять для зв'язку машин, люди ж віддають перевагу іменам. Дуже непросто розмовляти, використовуючи машинну адресацію (як би це звучало: "192.112.36.5 обіцяє незабаром... "?), ще складніше запам'ятати ці адреси. Тому комп'ютерам у Internet для зручності користувачів були надані власні імена. Усі додаткиInternet дозволяють користуватися системними іменами замість числових адрес.

Звичайно, таке іменування має свої власні проблеми. Насамперед, слід переконатися, що ніякі два комп'ютери, включені в мережу, не мають однакових імен. Необхідно також забезпечити перетворення імен у числові адреси.

На початку-існуванняInternet, завдяки її невеликому розміру, мати справу з іменами було досить просто.NIC (NetworkInformationCenter) створив реєстратуру. Можна було надіслати запит і у відповідь висилався список імен і адрес. Цей файл, називався "liest file" (файл робочих ЕОМ), регулярно поширювався по всій мережі розсилався всім машинам. Імена були простими словами, усі були єдиними. Якщо ви використовували ім'я, ваш комп'ютер переглядав цей файл і підставляв замість імені реальну числову адресу. Так само, як працює телефонний апарат із вбудованим списком абонентів. Усім комп'ютерам вистачало простих імен.

Але по мірі розвитку і розширення Internet зростала кількість користувачів, хостів, а тому збільшувався і згаданий файл. Виникали значні затримки при реєстрації й одержанні імені новим комп'ютером, стало важко знаходити імена, які ще ніхто не використовував, занадто багато мережного часу витрачалося на розсилання цього величезного файлу усім машинам. Стало очевидно, - щоб справитися з такими темпами змін і росту мережі, потрібна розподілена оперативна система, що спирається на новий принцип. Така система була створена, її назвали доменною системою імен -DNS (DomainNameSystem), а спосіб адресації способом адресації за доменним принципом.DNS іноді ще називають регіональною системою найменувань.

2.4.2 Структура регіональної системи імен

Доменна система імен - це метод призначення імен шляхом передачі мережним групам відповідальності за їх підмножину імен. Кожен рівень цієї системи називається доменом. Домени в іменах відокремлюються друг від друга крапками, наприклад: wvw.altavista.com, pliys.chsu.cv.ua, www.sacura.nct.У імені може бути різна кількість доменів, але практично їх не більше п'яти. По мірі прямування по доменам зліва направо в імені, кількість імен, що входять у відповідну групу, зростає.

Першим в імені знаходиться назва робочої машини - реального комп'ютера зIP-адресою. Це ім'я створено і підтримується групою, до якої він відноситься. Група входить у більш значний підрозділ (наприклад, міське об'єднання), що у свою чергу, є частиною національної мережі (наприклад, мережі країн колишнього СРСР, домен su). Для США найменування країни за традицією опускається, там найбільш значними об'єднаннями є мережі освітніх (cdu), комерційних (com), державних (gov), військових (mil) заснувань, а також мережі інших організацій (org) і мережні ресурси (net).

Група може створювати або змінювати будь-які підлеглі їй імена. Якщо chsuвирішить поставити інший комп'ютер і назвати його math, він ні в кого не повинен запитувати дозволу, усе, що від нього потребується, - це додати нове ім'я у відповідну частину відповідної всесвітньої бази даних, і, рано чи пізно, кожний, кому буде потрібно, дізнається про це ім'я. Аналогічно, якщо в Чернівцях вирішать створити нову групу, наприклад,schools,вони (доменcv)можуть це зробити також, ні в кого не питаючи ніякого дозволу. І тоді, якщо кожна група притримується таких простих правил і завжди переконується, що імена, які вона привласнює, єдині в множині її безпосередніх підлеглих, то ніякі дві системи, де б ті ні були в мережі Internet, |ІС зможуть мати однакових імен.

Ця ситуація цілком аналогічна ситуації з присвоєнням географічних назв - організацією поштових адрес. Назви всіх країн відрізняються. Різняться назви всіх областей, республік у федерації, і ці назви затверджуються в державному масштабі з центру. У республіках - суб'єктах федерації - вирішують питання про назви районів і округів, у межах однієї республіки вони відрізняються. Аналогічно з містами і вулицями міст. У різних містах можуть бути вулиця з однаковими назвами. Це вулиці різних міст, і їх не переплутати (пам'ятаючи про міста). У межах одного населеного пункту вулиці обов'язково мають різні назви, причому іменування цих вулиць цілком і повністю під відповідальністю і керівництвом відповідного центрального органа даного населеного пункту (мерії, сільради, міськради). Таким чином, поштова адреса на основі географічних і адміністративних назв однозначно визначає пункт призначення.

Оскільки internet - мережа світова, був потрібний також спосіб передачі відповідальності за імена усередині країн їм самим. Зараз прийняте дволітерне кодування держав. Так, наприклад, домен Канада називається са, Україна - uа, екс-СРСР - su, США - us і т.д. Усього кодів країн майже 300, із котрих біля 100 має комп'ютерну мережу того або іншого роду.

2.4.3 Пошук адреси за доменним іменем

Всі комп'ютериInternet спроможні користуватися доменною системою. І працюючий у мережі комп'ютер завжди знає свою власну мережну адресу.

Коли ви користуєтеся ім'ям, наприклад,phys.clisu.cv.ua, комп'ютер повинен перетворитийого на адресу. Для цього він починає запитувати допомогу уDNS-серверу. Це вузли, робочі машини, що володіють відповідною базою даних, в обов'язки яких входить обслуговування такого роду запитів.DNS-сервер починає обробку імені з правого його кінця і рухається по ньому вліво, тобто спочатку проводиться пошук адреси в найбільшій групі (домені), потім поступово звужує пошук. Але для початку опитується місцевий вузол на предмет наявності у нього потрібної інформації. Тут можливі три випадки:

  1.  Місцевий сервер знає адресу, тому, що ця адреса утримується в його частині всесвітньої бази даних. Наприклад, якщо ви під'єднані до мережі Інституту Фізики Високих Енергій, то ваш місцевий сервер повинен мати інформацію про всі комп'ютери локальної мережі цього інституту (mx, desert, ixwin і т.д.);
  2.  Місцевий сервер знає адресу, тому, що хтось нещодавно вже запитував її. Коли запитується адреса, серверDNS зберігає її у себе в пам'яті якийсь час, саме на випадок, якщо хтось ще захоче взнати пізніше ту ж адресу - це підвищує ефективність системи;
  3.  Місцевий сервер адреси не знає, але знає як її з'ясувати.

Як місцевий сервер може дізнатися запитану адресу? У його-прикладному або системному програмному забезпеченні є інформація про те, як зв'язатися з кореневим сервером. Це сервер, що знає адреси серверів імен вищого рівня (самих правих в імені), тут це рівень держав (рангу домену ви). У нього запитується адреса комп'ютера, відповідального за зону ви. Місцевий Б-сервер зв'язується з цим більш загальним сервером і запитує в нього адресу серверу, відповідального за домен ihep.su. Тепер вже опитується цей сервер і в нього запитується адреса робочої машини mх.

Насправді, для підвищення ефективності, пошук починається не з самого верха, а з найменшого домену, у який входите і ви, і комп'ютер, ім'я якого ви запитуєте. Наприклад, якщо ваш комп'ютер має ім'я nonlin.mipt.su, то опитування почнеться (якщо ім'я не з'ясується відразу) не з усесвітнього серверу, щоб взнати адресу серверу групи ви, а відразу з групи ви, що відразу скорочує пошук і за обсягом, і за часом.

2.4.4 Зауваження по регіональній системі імен

Поширено декілька помилок, із якими ви можете зіткнутися, маючи справу з іменами. Приведемо декілька вірних твер'джень у якості опорних, щоб застерегти від них:

  1.  Частини доменного імені говорять про тс, хто відповідальний за підтримку цього імені, тобто в чийому підпорядкуванні-веденні воно знаходиться. Вони можуть взагалі нічого не повідомляти про власника комп'ютера, що відповідає цій ІР-адресі, або навіть (незважаючи на коди країн), де ж ця машина знаходиться. Цілком можливо мати в Антарктиді машину з ім'ямinr.msk.su.
  2.  Частини доменного імені навіть не завжди вказують локальну мережу, у котрій розташовано комп'ютер. Часто доменні імена і мережі перекриваються, і жорстких зв'язків між ними немає: дві машини одного домену можуть не належати одній мережі. Наприклад, системи mx.decnct.ihcp.su і ms.decnet.ihcp.su можуть знаходитися у зовсім різних мережах.
  3.  У одного комп'ютера може бути багато імен. Зокрема, це вірно для машин, які надають які-небудь послуги, що у майбутньому можуть бути переміщені під опіку іншої машини. Коли ці служби будуть переміщені, те ім'я, під котрим ця машина виступала в якості такого серверу, буде передано повій машині-серверу разом із послугами, а для зовнішніх користувачів нічого не зміниться. Тобто вони будуть продовжувати користуватися цією службою, запитуючи її по тому ж імені, незалежно від того, який комп'ютер насправді займається обслуговуванням. Імена, за змістом стосовні до служби, називаються "канонічними іменами" (cnamcs). У Internet вони зустрічаються досить часто.
  4.  Для зв'язку імена необов'язкові. Як-небудь вам прийде повідомлення: "адресат невідомий", що означає, щоInternet не може перетворити використане вами ім'я в число, - ім'я більш недієздатне в тому вигляді, у якому його знає ваш комп'ютер. Одного разу одержавши числовий еквівалент імені, ваша система перестає використовувати для зв'язку на машинному рівні доменну форму адреси.
  5.  Запам'ятовувати краще імена, а не числові адреси. Декому здається, що система імен це "ще одна ланка в ланцюгу, що може вийти з ладу". Але адреси прив'язані до конкретних вузлів мережі. Якщо комп'ютер, що надає які-небудь послуги, переноситься з одного будинку в інше, його мережне розташування, а значить і адреса, швидше за все зміняться. Ім'я ж змінювати не потрібно. Коли адміністратор привласнює нову адресу, йому потрібно тільки обновити запис імені в базі даних так, щоб ім'я вказувало на нову адресу. Оскільки ім'я працює як і раніше, вас цілком не повинно турбувати те, що комп'ютер розташований вже в іншому місці.
  6.  Регіональна система імен, можливо, і виглядає складно, але це одна з тих складових, що роблять спілкування з мережею більш простим і зручним, Безсумнівна перевага доменної системи полягає в тому, що вона розбиває Internet на набір цілком доступних для огляду і керованих частин. Хоча мережа включає мільйони комп'ютерів, усі вони пойменовані, таіменування це організовано в зручній раціональній формі, що спрощує роботу.

23. Типи доступу до Internet

Існує декілька типів доступу до Internet. Чим більше можливостей надає тип доступу і чим більш він швидкий, тим він дорожчий. Розглянемо їх у порядку зменшення вартості.

23.1 Безпосередній доступ

Корпораціям і великим установам, котрим бажано мати доступ уInternet, варто звернутися до безпосереднього або прямого доступу. Він надає повний доступ до всіх можливостей мережі. Постачальник послуг орендує виділену телефонну лінію з обраною вами пропускною здатністю (чим,швидше, тим дорожче; види ліній зв'язку див. у таблиці 1) і розміщує вузловий комп'ютер (мережний сервер) безпосередньо у вас. Цей вузол відповідальний за зв'язок вашого співтовариства з іншими вузлами і пересилку даних в обидві сторони. Цей спосіб найдорожчий, але, якось установивши такс з'єднання, ви зможете підключати до цього вузла стільки комп'ютерів, скільки забажаєте. Щоб зробити це, вам треба просто зв'язати їх у локальну обчислювальну мережу разом із вузломInternet.

Таблиця 1. Типи телефонних зв'язків

Вид послуг

Швидкість

Примітка

Стандартна звукова лінія

0-33.6Kbps

Ніякої додаткові оплати. Доступ поSLIP або "по виклику"

Виділена лінія

56-64Kbps

Невелике пряме підключення до постачальника

Т1

1.544 Mbps

Пряме підключення для напруженого використання

Т2

6 Mbps

Звичайно в мережах не використовується

Т3

45Mbps

Основна мережна артерія для великої корпорації або університету

Безпосередній доступ пропонує найбільше гнучке підключення. Кожний із комп'ютерів є повноправним членом Internet і може скористатися будь-якою з функцій мережі. Проте, оскільки пряме з'єднання є дорогим, воно більш підходить для групового використання і цілком непрактичне для "домашніх користувачів". Але, в даному випадку ви спроможні надавати платні послуги різноманітним приватним особам, тим самим зменшуючи свої загальні витрати.

23.2 SLIP і РРР

Існують також і менш дорогі методики "майже прямого доступу". Вони називаються SLIP і РРР і є версіями програмного забезпечення Internet, яке працює на звичайних телефонних лініях, використовуючи стандартні високошвидкісні модеми. Отже, ви знаходите мережного постачальника, що надає такий вид послуг, домовляєтеся про такий доступ, встановлюєте на своєму комп'ютері програмне забезпечення, що підтримує роботу за цим протоколом, і працюєте, коли вам потрібно. Вам навіть не потрібно використовувати виділену лінію: ваша робота з SLIP або РРР відбувається по звичайній лінії, яку ви звільняєте по закінченні сеансу роботи, і цією ж лінією можуть скористатися інші аналогічні користувачі. ПеревагаSLIP і РРР полягає в тому, що вони дозволяють працювати в режимі повноправного входу вInternet.

SLIP (SerialLineInternetProtocol) - це протокол, що дозволяє в якості ліній зв'язку використовувати послідовні лінії, наприклад, разом з модемом - звичайні телефонні лінії. Програмне забезпечення, що реалізує роботу з протоколомSLIP, приймає символи, які приходять з пристрою послідовної передачі, даних (модему, послідовного порту і т.д.). Розглядає і тлумачить їх як складові ІР-пакета. Вкладає отримані дані в нормальний IP-пакет і передає цей пакет відповідній програмі, що опрацьовує IP-пакети, наприклад, модулю TCP. На зворотному шляху SLIP отримує від програми мережного рівня IP-пакет, виділяє його вміст, відповідним чином перетворює, потім поділяє насимволи і відправляє через пристрій послідовної передачі по послідовній лінії в мережу - сусідньому вузлу Internet.

Для коректності зазначимо:SLIP і РРР - це протоколи канального рівня. РРР (PointtoPointProtocol) - це новіший і досконаліший протокол, що займається тим же самим, що і SLIP. SLIP і РРР дуже зручні для підключення домашнього комп'ютера до локальної мережі, яка, у свою чергу, входить уInternet. Наприклад, ви можете користуватисяSLIP, щоб підключити ваш домашній комп'ютер до мережі вашої компанії або інституту. Тоді ваш комп'ютер буде мати повний доступ у Internet. Ваш домашній комп'ютер у такій схемі буде мати такі ж можливості, як і всі мережі підключення вашої фірми. SLIP і РРР також підходять для підключення домашнього комп'ютера (або дуже маленької локальної мережі) до постачальника послуг, який може надати безпосередній доступ уInternet.Ці протоколи зовсім не призначені для підключення доInternet мереж середнього розміру або великих мереж: вони не можуть спілкуватися достатньо швидко, щоб обслуговувати одночасно велику кількість користувачів.

Існує версія протоколуSLIP, пристосована для роботи на повільних лініях -CSLIP. Це SLIP зі стиснутими заголовками. Він використовує в шість разів менше надлишкової інформації (у виді заголовків), ніж протокол SLIP. На низьких швидкостях передачі даних ця різниця помітна тільки при роботі з пакетами, що несуть малі об'єми інформації; такі пакети породжуються, наприклад, при роботі telnet або rlogin. На великих же швидкостяхCSLIP дає менший виграш і зовсім майже нічого не дає для пакетів із більшими обсягами даних, наприклад,ftp-пакетів.

CSLIP для архівації та розархівації і перевірки правильності пересилки пакета (і заголовка) використовує інформацію з попереднього пакета, тобто передача має структуру ланцюжка. Перший пакет у ланцюжку - стиснутий. Якщо якийсь пакет губиться, то ланцюжок розривається, не можна цей же пакет запросити в самому кінці передачі, його потрібно пересилати наново відразу, тобто припиняти процес передачі і починати новий ланцюжок. Таким чином, ця технологія при зникненні або спотворенні пакетів призводить до більших втрат часу, ніж. звичайнийSLIP. Це відбувається через затримки на зупинку і передачу нового стиснутого пакета.

23.3 Доступ UUCP

Усі системи UNIX підтримують сервіс UUCP (UnixtoUnixCopyProgram), що дозволяє пересилати дані по стандартних телефонних лініях. UUCP - це також протокол канального рівня, але пін не володіє повним спектром можливостей, які можна було б реалізувати на цьому рівні, як, наприклад, у протоколіSLIP.UUCP дозволяє лише пересилати файли з однієї системи в іншу.

Якщо ви знайдете постачальникаUUNET, то ви можете скористатисяUUCP для того щоб отримати у себе поштуInternet і новини USENET. Ваша система може використовуватиUUCP, щоб зв'язуватися з віддаленою системою і регулярно пересилати новини і пошту до вас. Ви не зможете одержати чогось більшого, ніж просто користуватися поштою і новинами, тому що насправді ви доInternet не під'єднані. Просто ваш комп'ютер дзвонить іншому, який залучений доInternet, і обмінюється з ним файлами. Будь-яка системаUNIXмістить у собі всі програми, які можуть для цього знадобитися.

23.4 Доступ через інші мережі

Різні мережі, залучені до Internet, у різному ступені інтегровані в неї. Більшість мережних служб, таких як Bitnet або CompuServe, встановлюють мережні засоби (шлюзи), що дозволяють обмінюватися електронною поштою між цими системами і Internet. Деякі шлюзи дозволяють користувачам залучених мереж читати дошки оголошеньInternet (новиниUSENET). І є декілька серверів, розкиданих по усьому світі, що дозволяють замовляти файли по електронній пошті; такі служби автоматично добувають потрібний файл і відсилають його по e-mail користувачеві.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69447. Социально-философская проблематика и стилевое своеобразие прозы А. Платонова (1899-1951) 38.02 KB
  Платонова 1899-1951. Гурвич Андрей Платонов статья 37г творчество Платонова оценивает как пример религиозного монашеского большевизма большевистского великомученичества как апофеоз одиночества и обреченности совершенно несовместимых с социалистическим оптимизмом.
69448. Подготовка преподавателя к преподаванию права и научная организация труда преподавателя 158 KB
  Этому в значительной степени способствует включение проблемы прав человека прав ребёнка в содержание учебно-воспитательного процесса педагогического вуза а также педагогического колледжа и училища. Выпускник получивший квалификацию учитель права должен знать структуру системы...
69449. Позитивизм 75.5 KB
  По мнению позитивистов философия должна исследовать лишь факты а не их внутреннюю сущность освободиться от любой оценочной роли руководствоваться в исследованиях именно научным арсеналом средств как и любая другая наука опираться на научный метод.
69450. Правительственная административная вертикаль и органы местного сибирского самоуправления в Московской Руси 67 KB
  Должность главы этого приказа считалась чрезвычайно выгодной прибыльной ведь от него зависело назначение воевод в крае который давал основной экспортный товар России пушнину. Воеводы являлись представителями административной властной вертикали в городах России.
69451. Государство: понятие, признаки, функции, формы 1.3 MB
  Государство – исторически сложившаяся особая политическая организация, обладающая суверенитетом, располагающая аппаратом управления и принуждения и придающая своим велениям обязательную для населения всей страны силу.
69452. ПРАВОВОЕ ОБРАЗОВАНИЕ КАК ВАЖНЕЙШИЙ ФАКТОР СОЦИАЛИЗАЦИИ ЧЕЛОВЕКА В УСЛОВИЯХ ПРАВОВОГО ГОСУДАРСТВА 34.5 KB
  Разве не зависит от государства поток криминальной терминологии в средствах массовой информации в художественной литературе в бизнесе Происходит социализация человек комфортно чувствует себя в криминальной среде. Правовые знания займут особое место в условиях правового государства.
69453. ПРАВОВОЕ ОБРАЗОВАНИЕ КАК ФАКТОР ПРОФИЛАКТИКИ ПРАВОНАРУШЕНИЙ НЕСОВЕРШЕННОЛЕТНИХ 39 KB
  Практика работы центра временной изоляции несовершеннолетних правонарушителей волгоградской области показывает что около 60 детей имеют возраст от 8 до 14 лет. По различным оценкам в России насчитывается от 3 до 5 миллионов детей-беспризорников.
69454. Правовая культура и воспитание, формирование правового сознания 121.5 KB
  Реальное воздействие правовой нормы на поведение личности зависит от соответствия юридических предписаний реальным потребностям общества от состояния законности психол. Только педагогически и целесообразно организованная педагогическую деятельность в области правового...
69455. Педагогико–правовая дидактика: понятие, объект и предмет 57 KB
  Дидактика отрасль педагогики разрабатывающая теорию обучения. Предмет дидактики закономерности и принципы обучения его цели научные основы содержания образования методы формы средства обучения. Задачи дидактики: состоят в том чтобы описывать и объяснять...