Ну от ми і підійшли до ще однієї дуже важливої теми - прoтоколів. Взагалі протоколи поділяються на:

•       прикладні - (ftp;sntp;nntp;http), що займаються передачею файлів мережею;

•       транспортні - (TCP;UDP), що керують передачею інформації мережею;

•       міжмережеві - (IP), що "розшукують" мінімальний шлях проходження інформації;

•       мережеві - (IPX/SPX) - внутрішній протокол мережі.

Докладніше про це буде йти мова в розділі "Протоколи родини TCP/IP", принцип дії якої є головним чинником справної роботи мережі. Але я виніс в окремий розділ принцип дії протокола HTTP, бо він, як правило, працює поверх транспортного протоколу TCP/IP, хоча деякі автори відносять його до родини ТСР/IP. Я вирішив зробити компромісс і зробив розгляд цього протоколу як окремий розділ, між тим не заперечуючи його приналежність до родини TCP/IP: я гадаю, що таким чином я, що називається, відразу "вб'ю двох зайців".

А ось протоколи електронної пошти - це взагалі щось особливе. Справа в тому, що вони можуть працювати навiть у мережах, що не пiдтримують стiк протоколiв TCP/IP. Врахувавши це, а також дуже великий обсяг матеріалу, я вирішив зробити окремий підпункт.

Інтернет - це глобальна комп'ютерна мережа, яка об'єднує мережі різноманітних регіонів, держав, наукових організацій, тощо в єдину мережу. Для зв'язку між різноманітними мережами, з яких складається Інтернет і для передачі даних між комп'ютерами мережі використовується сім'я протоколів TCP/IP, яка є основою-основ всього принципу переміщення інформації мережею.

Tочнiше можна охарактеризувати даний набiр протоколiв як "Комплекс протоколiв Internet". Цей комплекс охоплює цiлу сiм'ю протоколiв, прикладнi програми i навiть саму мережу. До його складу входять протоколи UDP, ARP, ICMP, TELNET, FTP i багато iнших. Але оскiльки ТСР i IР найбiльш вiдомi протоколи цього комплексу, то часто посилаючись на даний набiр протоколiв, використовують термiн ТСР/IP. По сутi, ТСР/IР - це технологiя мiжмережевої взаємодiї.

ТСР/IР був розроблений спiльно членами об'єднання, що використовує процес експертної оцiнки документацiї, який називається Request for Comments (RFC). З часом RFC (першi RFC опублiкованi у 1969 р.) перетворився у набiр стандартiв i став використовуватися у побудовi продуктiв, котрi пiдпорядковуються одному чи декiльком стандартам RFC. Iснуючi RFC доступнi для масового використання. В основному вони призначенi для тих розробникiв i органiзацiй, хто проектує продукти i сервiси для використання в Internet, а також для тих, хто хоче краще зрозумiти iдеї i принципи, закладенi в основу сучасного кiберпростору.

ТСР/IР - це сiм'я протоколiв. Частина з них забезпечує виконання низькорiвневих мережевих функцiй для багатьох додаткiв, таких, як робота з апаратними протоколами, пiдтримка механiзму доставки пакета за адресою призначення через багато мереж i хостiв, забезпечення достовiрностi i надiйностi з'єднань та iн. Iнша частина протоколiв призначена для виконання прикладних завданнь, таких як передача файлiв, мiж комп'ютерами, вiдправлення електронної пошти або читання гiпертекстової сторiнки WWW-сервера.

Розглянемо, наприклад, процес вiдправлення пошти. Перш за все, тут використовується протокол роботи з поштою. Вiн визначає систему команд, якi один компiютер посилає iншому. Цi команди визначають, хто буде вiдправником повiдомлення, хто одержувачем, в якiй формi буде вiдправлятись саме повiдомлення. Цей протокол, як i iншi прикладнi протоколи, передбачає, що мiж комп'ютерами встановлено надiйне з'єднання. Саме за встановлення i забезпечення цього з'єднання i вiдповiдають низькорiвневi протоколи ТСР i IР.

Завданням ТСР є доставка всiєї iнформацiї комп'ютеру одержувача, контроль послiдовностi iнформацiї, що передається, повторна вiдправка не доставлених пакетiв у випадку збоїв роботи мережi. Крiм того, якщо повiдомлення велике, щоб вiдправити його в одному пакетi, ТСР дiлить i вiдправляє його декiлькома блоками. ТСР також здiйснює контроль за складанням початкового повiдомлення iз цих блокiв на компiютерi одержувача. Оскiльки цi функцiї необхiдно виконувати для багатьох додаткiв, їх об'єднали i видiлили в єдиний протокол, який мiг би користуватися всiма прикладними протоколами. ТСР можна розглядати як бiблiотеку процедур, яку використовують прикладнi протоколи, якщо необхiдно встановити надiйне i достовiрне з'єднання мiж комп'ютерами. Подiбно тому, як поштовий протокол використовує ТСР, сам ТСР використовує протокол IР, який забезпечує доставку пакета за адресою, тобто, адресацiю i маршрутизацiю. Функцiї, якi пропонує ТСР, необхiднi для роботи багатьох додаткiв. Однак iснують додатки, що використовують замiсть ТСР свiй протокол, наприклад, UDP, якому для роботи також необхiдний механiзм, що здiйснював би доставку пакета за адресою (тобто рiвня IР).

Схему використання протоколiв легше уявити у виглядi дерева. На ньому листям будуть додатки користувачiв, якi працюють з протоколами найвищого рiвня (наприклад, поштовими протоколами). В свою чергу, протоколи верхнього рiвня являють собою гiлки крони. Рiвень ТСР можна передати як товстi сучки, якi ростуть iз стовбура i тримають крону. А сам стовбур - рiвень IР.

Подiбна модель побудови декiлькох рiвнiв протоколiв називається "багаторiвневим представленням мережевих протоколiв". Пiд цим ми розумiємо, що протокол на бiльш високому рiвнi при своїй роботi використовує сервiси запропонованi протоколами нижчого рiвня. Сiм'я протоколiв ТСР/IР має чотири яскраво виражених рiвнi:

•       прикладний рiвень - iдентифiкує i встановлює наявнiсть передбачуваних партнерiв для зв'язку, синхронiзує спiльно працюючi приладнi програми, встановлює домовленiсть з процедур позбавлення помилок i керує цiлiснiстю iнформацiї. Крiм того, протоколи прикладного рiвня визначають, чи є в наявностi достатньо ресурсiв для передбачуваного зв'язку. Прикладний рiвень вiдповiдає також за те, щоб iнформацiю, яка посилається з прикладного рiвня однiєї системи, можна було прочитати на прикладному рiвнi iншої системи. За необхiдностi вiн здiйснює трансляцiю мiж безлiччю форматiв подання iнформацiї шляхом використання загального формату i структур даних, а також погоджує синтаксис передавання даних для прикладного рiвня. Прикладний рiвень встановлює i завершує сеанс взаємодiї мiж прикладними завданнями, керує цими сеансами, синхронiзує дiалог мiж об'єктами i керує обмiном iнформацiї мiж ними. Крiм того, прикладний рiвень представляє засоби для вiдправлення iнформацiї i повiдомлення про виключнi ситуацiї передавання даних;

•       транспортний рiвень - надає послуги з транспортування даних. Цi послуги позбавляють механiзми передавання даних прикладного рiвня вiд необхiдностi втручатися в деталi транспортування даних. Зокрема, турботою транспортного рiвня є вирiшення таких питань, як надiйне i достовiрне транспортування даних через мережу. Транспортний рiвень реалiзує механiзм установлення, пiдтримки i впорядкованого закриття каналiв з'єднання, механiзми системи пошуку i усунення неполадок транспортування, керування iнформацiйним потоком. Транспортний рiвень сiм'ї ТСР/IР представлений протоколами TCP i UDP. ТСР забезпечує транспортування даних iз встановленням з'єднання, в той час як UDP працює без встановлення з'єднання. Обидва цi протоколи мають справу з конкретними процесами (додатками) на комп'ютерi i можуть забезпечувати зв'язок процесiв на рiзних комп'ютерах мережi, хоча в їхню компетенцiю ще не входить управлiння сеансом роботи. Якщо ТСР забезпечує повний сервiс транспортного рiвня - надiйнiсть, достовiрнiсть i контроль з'єднання, то UDP може тiльки вiдправляти пакети вiд одного процесу до iншого без будь-якого додаткового сервiсу, за винятком, хiба що, перевiрки контрольної суми переданих даних.

•       мережевий рiвень - це комплексний рiвень. Вiн забезпечує можливiсть з'єднання i вибiр маршруту мiж двома кiнцевими системами, пiдключеними до рiзних мереж, якi можуть знаходитися в рiзних географiчних пунктах. Оскiльки двi кiнцевi системи, бажаючi органiзувати взаємодiю, можуть бути роздiленi значною географiчною вiддаллю i безлiччю iнших пiдмереж, мережевий рiвень забезпечить маршрутизацiю пакетiв вiд одного вiддаленого вузла до iншого. До цього рiвня в ТСР/IР належить мiжмережевий протокол IР, який є базовим у структурi ТСР/IР i забезпечує доставку пакета за адресою призначення - маршрутизацiю, фрагментацiю i збирання отриманих пакетiв на хостi одержувача. Цьому рiвню належить протокол IСМР, у функцiї якого входять в основному повiдомлення про помилки i збирання iнформацiї про роботу мережi. Отриманий маршрут через послiдовнiсть з'єднаних мiж собою пiдмереж вибирає протоколи маршрутизацiї. До них належать такi протоколи, як RIP, EGP, BOP, OSPF та iн.

•       канальний рiвень - або, як його ще назвають, рiвень взаємодiї з фiзичним середовищем, забезпечує надiйний транзит даних через фiзичний канал. Цей рiвень вирiшує завдання фiзичної адресацiї (на противагу мережевiй або логiчнiй адресацiї), топологiї мережi, лiнiйної дисциплiни (яким чином кiнцевiй системi використати мережевий канал), повiдомлення про неполадки, впорядкування доставки блокiв даних i управлiння потоком iнформацiї. Нижче цього рiвня розташований тiльки апаратний рiвень, який визначає електротехнiчнi i функцiональнi характеристики активiзацiї, пiдтримки i деактивацiї фiзичного каналу мiж кiнцевими системами (рiвнi напруги, синхронiзацiю змiн напруги, швидкiсть передачi фiзичної iнформацiї, максимальна вiддаль передачi iнформацiї, фiзичнi з'єднувачi i т.д.) Протоколи, якi забезпечують функцiї канального рiвня, тiсно зв'язанi з фiзичним (апаратурним) середовищем, в якому вони працюють, наприклад, Ethernet, Token Ring, FDDI, PPP, ISDN та iн. В сiм'ї ТСР/IР немає протоколiв, що належать цьому рiвню, за рахунок цього i досягається апаратна незалежнiсть сiм'ї ТСР/IР. Однак до складу сiм'ї входять протоколи ARP, RARP, що забезпечують взаємодiю мiж даними - канальним рiвнем i наступним мережевим рiвнем ТСР/IР, а саме, що забезпечують трансляцiю мережевих адрес в адреси локальної мережi.

Якщо ми продовжимо аналогiю з деревом, то фiзичний рiвень буде представлений корiнням дерева, оскiльки "залiзо" комп'ютера i в прямому, i в переносному значеннi - його корiнь. Так само, як i корiння дерева складається iз багатьох пагонiв, так i конкретнi фiзичнi реалiзацiї мережi досить рiзноманiтнi.

Тепер давайте докладніше роздивимось деякі інші протоколи родини TCP/IP:

Протокол UDP

Протокол UDP (User Datagram Protocol - протокол діаграм користувачів) є одним з двох основних протоколів, які розміщені безпосередньо над IP. Він надає прикладним процесам транспортні послуги, які мало чим відмінні від послуг, які надає нам протокол ІР. Протокол UDP забезпечує ненадійну доставку датаграм і не підтримує з'єднання з кінця в кінець. До заголовку ІР-пакету він додає два поля, одне з яких, поле "порт", забезпечує мультиплексування інформації між різними прикладними процесами, а інше поле - "контрольна сума" дозволяє підтримувати цілісність даних.

Прикладами мережевих приложень, які використовують UDP, є NFS (Network File System - мережева файлова система) і SNMP (Simple Network Management Protocol - простий протокол управління мережею).

Протокол ARP

Для визначення локальної адреси за ІР-адресою використовується протокол погодження адреси Address Resolution Protocol, ARP. Протокол ARP працює різним чином в залежності від того, який протокол канального рівня працює в даній мережі - протокол локальної мережі (Ethernet, Token Ring, FDDI) з можливістю доступу одночасно до всіх вузлів мережі, або ж протокол глобальної мережі, який не підтримує такий доступ.

Протокол ICMP

Протокол обміну керівними повідомленнями ICMP (Internet Control Message Protocol) дозволяє маршрутизатору повідомити кінцевому вузлу про помилки, з якими маршрутизатор зіткнувся при передачі якогось ІР-пакета від даного кінцевого вузла.

Протокол ІСМР - це протокол повідомлення про помилки, а не корекції помилок. Кінцевий вузол може зробити якісь конкретні дії задля того, щоб помилка більше не виникала, але ці дії протоколом ІСМР не регламентуються.

Кожне повідомлення протоколу ІСМР передається мережею всередині пакету ІР. Пакети ІР з повідомленнями ІСМР маршрутизуються так, як і інші пакети, без будь-яких приоритетів, тому вони можуть навіть губитися. Крім цього, в завантаженій мережі вони можуть викликати додаткове завантаження маршрутизаторів. Для того, щоб не викликати лавини повідомлень про різноманітні помилки, втрати пакетів ІР, які переносять повідомлення ІСМР про помилки, не можуть породжувати нові повідомлення ІСМР.

Протокол TELNET

Протокол TELNET дозволяє обслуговуючій машині роздивлятися всі віддалені термінали: як стандартні "мережеві віртуальні термінали" строкового типу, що працюють в коді ASCII, а також забезпечують можливість погодження складніших функцій (наприклад, сторінковий режим, висота й ширина екрана тощо). TELNET працює на базі протокола ТСР. На прикладному рівні над TELNET знаходиться або програма підтримки реального термінала, або прикладний процес в обслуговуючій машині, до якого здійснюється доступ з термінала.

Робота з TELNET нагадує набір телефонного номера. Користувач набирає на клавіатурі щось, на зразок telnet delta і отримує на екрані запрошення на вхід до машини delta.

Протокол FTP

FTP (File Transfer Protocol) - протокол передавання файлiв, який дозволяє користувачам однiєї машини одержувати доступ до файлової системи iншої i передавати файли з однiєї машини на iншу. Першi специфiкацiї FTP належать до 1971 року. З того часу FTP зазнав безлiч модифiкацiй i значно розширив свої можливостi. FTP може використовуватися як у програмах користувачiв, так i у виглядi спецiальної утилiти операцiйної системи. FTP призначений для розв'язання задач щодо подiленого доступу до файлiв на вiддалених хостах, прямого або непрямого використання ресурсiв вiддалених комп'ютерiв, забезпечення незалежностi клiєнта вiд файлових систем вiддалених хостiв, ефективного i надiйного передавання даних.

FTP - це протокол прикладного рiвня, який, як правило, використовується як транспортний протокол TCP. FTP не може використовуватися для передавання конфiденцiйних даних, оскiльки не забезпечує захисту переданої iнформацiї i передає мiж сервером i клiєнтом вiдкритий текст. FTP-сервер може вимагати вiд FTP-клiєнта розпiзнавання (тобто при пiдключеннi до сервера FTP-користувач повинен буде ввести свої iдентифiкатор i пароль). Проте i пароль, i iдентифiкатор користувача будуть переданi вiд клiєнта на сервер вiдкритим текстом.

А взагалі комплект протоколiв Інтернет мiстить в собi велику кiлькiсть протоколiв вищих рiвнiв, що мають найрiзноманiтнiшi застосування, у тому числi керування мережi, передачi файлiв, розподiленi послуги користування файлами, емуляцiя термiналiв i електронна пошта.

HTTP (Hypertext Transfer Protocol, Протокол передачi гiпертексту) являє собою протокол прикладного рiвня. HTTP забезпечує високопродуктивний механiзм тиражування iнформацiї мультимедiйних систем незалежно вiд типу представлення даних. Протокол побудований за об'єктно-орiєнтованою технологiєю i може використовуватися для вирiшення рiзних завдань, наприклад, роботи iз серверами iмен або керування розподiленими iнформацiйними системами.

WWW (World Wide Web, "Всесвiтнє павутиння") складається з комп'ютерiв, що надають графiчний доступ до iнформацiї, яка зберiгається на них. Спроможнiсть берегти мультимедiйну iнформацiю, таку, як вiдео, аудiо, картинки i звуки, робить WWW унiкальним засобом тиражування iнформацiї. WWW-сервер являє собою комп'ютер, на якому працює визначене програмне забезпечення, що надає можливiсть користувачам Internet пiд'єднуватися i користуватися WWW-ресурсами цього комп'ютера для пошуку i вибору iнформацiї.

Протокол HTTP побудований за моделлю "запит/вiдповiдь". Iншими словами, клiєнт встановлює з'єднання iз сервером i вiдправляє запит. У ньому зазначенi тип запиту, URL (URI, URN), версiя протоколу HTTP (оскiльки формат запиту може змiнюватися вiд версiї до версiї) i утримування запиту: iнформацiя клiєнта (параметри) i, можливо, супровiдна iнформацiя або тiло повiдомлення. Сервер HTTP вiдповiдає рядком статусу опрацювання запиту, що мiстить: версiю пiдтримуваного протоколу, код опрацювання запиту або код помилки та iнформацiю, яка повертається на запит. iнформацiя тiла повiдомлень як клiєнта, так i сервера повинна бути подана в MIME-форматi.

HTTP - це протокол прикладного рiвня, що, як правило, працює поверх транспортного протоколу TCP/IP, хоча як будь-який протокол прикладного рiвня може працювати на будь-якому iншому транспортi, що забезпечує надiйне i достовiрне з'єднання. Пiд час роботи з TCP сервер HTTP використовує, як правило, порт - 80, хоча можливо використання й iнших портiв.

HTTP-з'єднання повинно вiдчинятися клiєнтом перед кожним запитом i закриватися сервером пiсля вiдправлення вiдповiдi. Як клiєнт, так i сервер повиннi мати на увазi, що з'єднання може бути передчасно закрито або користувачем, або пiсля закiнчення часу з'єднання, або через збiй системи.

З 1990 року протокол HTTP використовується iнформацiйною системою WWW як один з основних протоколiв роботи.

В Інтернеті для роботи з електронною поштою використовуються прикладнi протоколи SMTP, POP, IMAP.

Протокол SMTP

Протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol - простий протокол передачi пошти) пiдтримує передачу повiдомлень мiж довiльними вузлами Internet. Маючи механiзми промiжного збереження пошти i пiдвищення надiйностi доставки, протокол SMTP припускає користування рiзноманiтних транспортних служб i поштових серверiв. Вiн може працювати навiть у мережах, що не пiдтримують стiк протоколiв TCP/IP. Протокол SMTP дозволяє групувати повiдомлення на адресу одного одержувача i розмноження копiй e-mail- повiдомлення для передачi за рiзними адресами. Протокол SMTP спроектований на основi такої моделi взаємодiї: за запитом користувача вiдправник SMTP (sender - SMTP) встановлює двобiчний канал з одержувачем SMTP (receiver - SMTP). Одержувачем SMTP може бути як хост призначення поштового повiдомлення, так i якийсь промiжний хост. Команди SMTP генеруються вiдправником i вiдправляються одержувачу SMTP, що, в свою чергу, вiдправляє вiдповiдi опрацювання отриманих команд вiдправнику SMTP.

Найпростiший алгоритм роботи протоколу має такий вигляд:

•       пiсля встановлення каналу SMTP-з'єднання за будь-яким транспортним протоколом вiдправник SMTP посилає команду MAIL, що iдентифiкує атрибути вiдправника пошти, наприклад, його адресу. Якщо одержувач SMTP може прийняти поштове повiдомлення, вiн вiдправляє у вiдповiдь команду ОК.
•       пiсля цього вiдправник SMTP вiдправляє команду RCPT, що iдентифiкує атрибути одержувача пошти, наприклад, адресу поштової скриньки. Якщо одержувач SMTP готовий прийняти пошту в дану поштову скриньку, вiн вiдповiдає командою ОК, якщо нi, вiн вiдмовляє прийняти пошту в зазначену поштову скриньку. Якщо вiдправник зазначив декiлька поштових скриньок, у якi варто помiстити повiдомлення, то одержувач SMTP повiдомлення може вiдмовити частинi з них, при цьому транзакцiя з'єднання не закiнчується.
•       вiдправник SMTP вiдправляє данi одержувачу SMTP. Якщо одержувач успiшно прийняв усi данi, вiн вiдправляє команду ОК.

SMTP пiдтримує декiлька механiзмiв передавання пошти: вiд хоста користувача - вiдправника до хосту користувача - одержувача, коли два хости сполученi мiж собою через той самий транспортний сервiс або через сервери SMTP (тобто хости - посередники), якщо вiдправник i одержувач не можуть з'єднатися.

Протокол POP

Для невеликих органiзацiй невигiдно тримати у себе систему для передавання повiдомлень (message transport system). Це позв'язано з тим, що в невеликих органiзацiях, якi не спецiалiзуються на комп'ютерних технологiях, як правило, робочi станцiї клiєнтiв мережi не мають досить ресурсiв (продуктивностi або дискового простору) для забезпечення роботи повного SMTP-сервера. Крiм того, таким користувачам електронної пошти може бути просто невигiдно тримати персональний комп'ютер постiйно пiдключений до Internet.

Для вирiшення цiєї проблеми був розроблений поштовий протокол для роботи в офiсi - POP (Post Office Protocol). Його найбiльш поширений варiант -РОРЗ (протокол поштового вiддiлення версiї 3). Цей протокол дозволяє робочим станцiям динамiчно одержувати доступ до своїх поштових скриньок, розташованих на серверi, призначеному для обслуговування електронної пошти в данiй органiзацiї.

РОРЗ - це найпростiший протокол для роботи користувача з вмiстом своєї поштової скриньки. Вiн дозволяє тiльки забрати пошту з поштової скриньки сервера на робочу станцiю клiєнта i видалити її з поштової скриньки на серверi. Всю подальшу обробку поштове повiдомлення проходить на комп'ютерi клiєнта.

POP-сервер не вiдповiдає за вiдправлення пошти, вiн працює тiльки як унiверсальна поштова скринька для групи користувачiв. Коли користувачу необхiдно вiдправити повiдомлення, вiн повинен встановити з'єднання з яким-небудь SMTP-сервером i вiдправити туди свої повiдомлення по SMTP. Цей SMTP-сервер може бути тим же хостом, де працює РОРЗ-сервер, а може розташовуватися зовсiм в iншому мiсцi (в iншому доменi або взагалi де завгодно в Internet).

Як правило, пiд час роботи з електронною поштою невеликi органiзацiї використовують для одержання своєї кореспонденцiї РОРЗ-сервер, встановлений на будь-якому комп'ютерi в офiсi, а вiдправляють пошту по SMTP на один iз добре доступних загальновiдомих SMTP-серверiв мiста (знайти такi зовсiм нескладно).

Протокол IMAP

Протокол IMAP (Internet Message Access Protocol - протокол доступу до поштових повідомлень через Інтернет). Програма IMAP-клієнт дає доступ до поштових каталогів на IMAP сервері з будь-якої платформи комп`ютера користувача розташованого будь-де в Інтернеті. Це перспективний новий протокол, основною перевагою протоколу IMAP перед POP - протоколом є можливість використання більше ніж одного комп`ютера для роботи з поштою. Ще одною перевагою є здатність IMAP до селективного доступу до різних частин листів (наприклад, з поштового сервера на Ваш комп`ютер не буде стягуватися доданий до листа аудіофайл розміром 2 Мб, без Вашої на те згоди). Це дуже важливо для для повільних з`єднань (напр. dialup). Сьогодні використовується версія IMAP4.

Принцип передавання даних IМАР4 такий же, як i в iнших подiбних протоколах. Спочатку клiєнт i сервер обмiнюються вiтаннями. Потiм клiєнт вiдправляє на сервер команди i данi. Сервер вiдповiдно передає клiєнту вiдповiдi на обробку команд i даних. Пiсля завершення обмiну канал закривається.

За матеріалами сайтів "www.franko.lviv.ua", "www.meduniv.lviv.ua" і "www.sumdu.edu.ua".

|

|

На головну сторінку | All rights reserved | Copyright 2002-2006 © | v. 6.2