Классификация технического обеспечения

    

    Городская сеть 
 

    Интернет 

    Независимо  от того, какую территорию покрывает  сеть, какие технологические решения  лежат в основе ее организации, существуют общие принципы сетевого взаимодействия, которым должно подчиняться функционирование сети. Именно выработка таких общих  принципов способствовала в свое время появлению Интернет (Internet) как объединенной сети (иногда даже используется термин "гиперсеть"), собравшей в своем составе  локальные, городские и глобальные сети всей планеты.

    

    Интернет  как объединенная сеть 
 
 

3. Понятие сетевых протоколов. Описание протоколов TCP/IP.

 

    Протокол — набор правил, благодаря которым возможна передача данных между компьютерами. Эти правила работают в рамках модели ISO/OSI и не могут отступать от нее ни на шаг, поскольку это может повлечь за собой не совместимость оборудования и программного обеспечения.

    Каждый  уровень модели ISO/OSI обладает своими особенностями, и реализовать все  особенности в рамках одного протокола  невозможно. Мало того, это даже невыгодно, поскольку значительную часть логики можно разрабатывать на уровне аппаратного обеспечения, что приводит к ускорению работы с данными.

      Протоколы могут быть двух типов: низкоуровневые и высокоуровневые. 

    

• Низкоуровневые протоколы появились достаточно давно и с тех пор не претерпели никаких кардинальных изменений. За длительное время использования таких протоколов в них были найдены и устранены все возможные «дыры» и ошибки.

 
    

• Что касается высокоуровневых протоколов, то они постоянно разрабатываются и совершенствуются. В этом нет ничего плохого, даже наоборот: всегда существует возможность придумать новый, более эффективный, способ передачи данных

 

    Существует  множество различных протоколов, каждый из которых имеет свои особенности. Одни протоколы узконаправленные, другие имеют более широкое применение. Каждая компания разрабатывает свой собственный стек (набор) протоколов. Хотя разные стеки протоколов изначально несовместимы, существуют дополнительные протоколы, представляющие собой «мосты» между стеками. Благодаря этому в одной операционной системе можно работать с несколькими несовместимыми между собой протоколами.

    Стоит также упомянуть тот факт, что  не все протоколы можно использовать в одинаковых условиях. Иногда применение одного протокола выгодно для небольшой группы компьютеров и крайне невыгодно для большого количества компьютеров, с несколькими маршрутизаторами и подключением к Интернету. 

    Так как стек TCP/IP был разработан до появления  модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, то, хотя он также имеет многоуровневую структуру, соответствие уровней стека TCP/IP уровням модели OSI достаточно условно.

    Протоколы TCP/IP делятся на 4 уровня.  

    

    Стек TCP/IP 

    Самый нижний (уровень IV) соответствует физическому и канальному уровням модели OSI. Этот уровень в протоколах TCP/IP не регламентируется, но поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровня: для локальных сетей это Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN, для глобальных сетей - протоколы соединений "точка-точка" SLIP и PPP, протоколы территориальных сетей с коммутацией пакетов X.25, frame relay. Разработана также специальная спецификация, определяющая использование технологии ATM в качестве транспорта канального уровня. Обычно при появлении новой технологии локальных или глобальных сетей она быстро включается в стек TCP/IP за счет разработки соответствующего RFC, определяющего метод инкапсуляции пакетов IP в ее кадры.

    Следующий уровень (уровень III) - это уровень межсетевого взаимодействия, который занимается передачей пакетов с использованием различных транспортных технологий локальных сетей, территориальных сетей, линий специальной связи и т. п.

    В качестве основного протокола сетевого уровня (в терминах модели OSI) в стеке  используется протокол IP, который изначально проектировался как протокол передачи пакетов в составных сетях, состоящих из большого количества локальных сетей, объединенных как локальными, так и глобальными связями. Поэтому протокол IP хорошо работает в сетях со сложной топологией, рационально используя наличие в них подсистем и экономно расходуя пропускную способность низкоскоростных линий связи. Протокол IP является дейтаграммным протоколом, то есть он не гарантирует доставку пакетов до узла назначения, но старается это сделать.

    К уровню межсетевого взаимодействия относятся и все протоколы, связанные  с составлением и модификацией таблиц маршрутизации, такие как протоколы  сбора маршрутной информации RIP (Routing Internet Protocol) и OSPF (Open Shortest Path First), а также протокол межсетевых управляющих сообщений ICMP (Internet Control Message Protocol). Последний протокол предназначен для обмена информацией об ошибках между маршрутизаторами сети и узлом - источником пакета. С помощью специальных пакетов ICMP сообщается о невозможности доставки пакета, о превышении времени жизни или продолжительности сборки пакета из фрагментов, об аномальных величинах параметров, об изменении маршрута пересылки и типа обслуживания, о состоянии системы и т.п.

    Следующий уровень (уровень II) называется основным. На этом уровне функционируют протокол управления передачей TCP (Transmission Control Protocol) и протокол дейтаграмм пользователя UDP (User Datagram Protocol). Протокол TCP обеспечивает надежную передачу сообщений между удаленными прикладными процессами за счет образования виртуальных соединений. Протокол UDP обеспечивает передачу прикладных пакетов дейтаграммным способом, как и IP, и выполняет только функции связующего звена между сетевым протоколом и многочисленными прикладными процессами.

    Верхний уровень (уровень I) называется прикладным. За долгие годы использования в сетях различных стран и организаций стек TCP/IP накопил большое количество протоколов и сервисов прикладного уровня. К ним относятся такие широко используемые протоколы, как протокол копирования файлов FTP, протокол эмуляции терминала telnet, почтовый протокол SMTP, используемый в электронной почте сети Internet, гипертекстовые сервисы доступа к удаленной информации, такие как WWW и многие другие. Остановимся несколько подробнее на некоторых из них.

    Протокол  пересылки файлов FTP (File Transfer Protocol) реализует удаленный доступ к файлу. Для того, чтобы обеспечить надежную передачу, FTP использует в качестве транспорта протокол с установлением соединений - TCP. Кроме пересылки файлов протокол FTP предлагает и другие услуги. Так, пользователю предоставляется возможность интерактивной работы с удаленной машиной, например, он может распечатать содержимое ее каталогов. Наконец, FTP выполняет аутентификацию пользователей. Прежде, чем получить доступ к файлу, в соответствии с протоколом пользователи должны сообщить свое имя и пароль. Для доступа к публичным каталогам FTP-архивов Internet парольная аутентификация не требуется, и ее обходят за счет использования для такого доступа предопределенного имени пользователя Anonymous.

    В стеке TCP/IP протокол FTP предлагает наиболее широкий набор услуг для работы с файлами, однако он является и самым  сложным для программирования. Приложения, которым не требуются все возможности FTP, могут использовать другой, более  экономичный протокол - простейший протокол пересылки файлов TFTP (Trivial File Transfer Protocol). Этот протокол реализует только передачу файлов, причем в качестве транспорта используется более простой, чем TCP, протокол без установления соединения - UDP.

    Протокол  telnet обеспечивает передачу потока байтов между процессами, а также между процессом и терминалом. Наиболее часто этот протокол используется для эмуляции терминала удаленного компьютера. При использовании сервиса telnet пользователь фактически управляет удаленным компьютером так же, как и локальный пользователь, поэтому такой вид доступа требует хорошей защиты. Поэтому серверы telnet всегда используют как минимум аутентификацию по паролю, а иногда и более мощные средства защиты, например, систему Kerberos.

    Протокол SNMP (Simple Network Management Protocol) используется для организации сетевого управления. Изначально протокол SNMP был разработан для удаленного контроля и управления маршрутизаторами Internet, которые традиционно часто называют также шлюзами. С ростом популярности протокол SNMP стали применять и для управления любым коммуникационным оборудованием - концентраторами, мостами, сетевыми адаптерами и т.д. и т.п. Проблема управления в протоколе SNMP разделяется на две задачи.

    Первая  задача связана с передачей информации. Протоколы передачи управляющей  информации определяют процедуру взаимодействия SNMP-агента, работающего в управляемом  оборудовании, и SNMP-монитора, работающего  на компьютере администратора, который  часто называют также консолью управления. Протоколы передачи определяют форматы  сообщений, которыми обмениваются агенты и монитор.

    Вторая  задача связана с контролируемыми  переменными, характеризующими состояние  управляемого устройства. Стандарты  регламентируют, какие данные должны сохраняться и накапливаться  в устройствах, имена этих данных и синтаксис этих имен. В стандарте SNMP определена спецификация информационной базы данных управления сетью. Эта спецификация, известная как база данных MIB (Management Information Base), определяет те элементы данных, которые управляемое устройство должно сохранять, и допустимые операции над ними. 
 

4. Описание  службы сети интернет WWW.

 
 

    Сервис World Wide Web (WWW, W3, Web, "всемирная паутина") является, пожалуй, одним из самых  популярных в настоящее время  сервисов Интернет. Это можно объяснить  тем, что основной концепцией, заложенной при его создании, является концепция "универсальной читаемости" (Universal readership). К 1989 году, когда впервые был  предложена идея этой системы, в Интернет уже существовало достаточное количество разнообразных сервисов - Электронная  почта, FTP, телеконференции, telnet и т.д., каждый из которых позволял манипулировать своими информационными ресурсами. Для того, чтобы иметь возможность  работать с разными ресурсами, пользователь был вынужден запускать параллельно, или что еще менее удобно - последовательно, несколько различных клиентских программ. Естественно, что работа в  таком режиме оказывалась малоэффективной.

    При создании WWW было предложено разработать  универсальный клиент - программу, которая  могла бы взаимодействовать с  серверами различных сервисов - FTP-серверами, NNTP-серверами (телеконференции) и т.д. и предоставлять разнородную  информацию пользователю в удобном  виде.

    Наряду  с этим появилась идея создания на основе ресурсов различных сервисов интегрированного информационного  пространства. Интеграция ресурсов предусматривала  установление взаимосвязей между различными информационными объектами (файлами, сообщениями и т.п.), т.е. по сути - создание своеобразной логической "сети" объектов. Но поскольку объекты, относящиеся  к ресурсам существовавших тогда  сервисов, не позволяли устанавливать  между собой логические связи, то реализация такой идеи потребовала  разработки нового способа представления  информации, который бы позволил создавать  новые информационные объекты (документы) и связывать их с уже существующими. Наиболее удобным для этого представлением данных оказался гипертекст.

     

    Классическим  примером гипертекста являются энциклопедические  словари: в тексте статьи предусмотрен механизм "отсылки" читателя к  другим статьям, связанных с ней  по смыслу. Этот механизм реализуется  выделением терминов в тексте статьи. Таким образом, устанавливаются  связи между различными информационными  фрагментами. В компьютерных технологиях  под гипертекстом понимают форму  представления информационных объектов, позволяющую устанавливать связи  между фрагментами этих объектов. Механизм, обеспечивающий такую связь, принято называть гиперссылкой.

    Практическая  реализация такого подхода потребовала  разработки специального языка для  описания, позволяющего описывать внешнее  представление гипертекстовых документов и устанавливать связи между  информационными объектами. Для  обеспечения работы в гипертекстовой среды оказалось необходимым  также создание дополнительного  программного обеспечения (клиента  и сервера) и протокола взаимодействия.

    Итак, как и любой сервис, WWW включает в себя следующие компоненты:  

1. Информационный  ресурс. Основным информационным объектом WWW является Web-документ. Web-документ (Web-страница) - гипертекстовый документ, содержащий в себе гиперссылки на другие Web-документы, различные информационные объекты (например, графические, звуковые файлы  и т.п.) и ресурсы других сервисов. Адресация объектов обеспечивается с помощью унифицированных указателей ресурса (Uniform Resource Locator, URL)/ Для описания внешнего вида Web-документов и его  связей с другими документами  и объектами был разработан специальный  язык разметки гипертекста HTML (Hyper Text Markup Language).