Протоколы обмена и адресация

Подключение пользователя к Internet может осуществляться разными способами, отличающимися по стоимости, удобству и объему предоставляемых услуг. Этими способами являются:

• электронная почта (E-mail);
• телеконференции (UseNet);
• система эмуляции удаленных терминалов (TelNet);
• поиск и передача двоичных файлов (FTP);
• поиск и передача текстовых файлов с помощью системы меню (Gopher);
• поиск и передача документов с помощью гипертекстовых ссылок (WWW, или Всемирная паутина).

Создание и развитие этих способов связано сложилось исторически. Каждый из них характеризуется своими возможностями и различием в организации протоколов обмена информацией. В общем случае под протоколом понимается набор инструкций, регламентирующих работу взаимосвязанных систем или объектов в сети.

Электронная почта (E-mail) - наиболее простой и доступный способ доступа в сети Internet. Она позволяет выполнять пересылку любых типов файлов (включая тексты, изображения, звуковые вставки) по адресам электронной почты в любую точку планеты за короткий промежуток времени в любое время суток. Для передачи сообщения необходимо знать только электронный адрес получателя. Работа электронной почты основана на последовательной передаче информации по сети от одного почтового сервера к другому, пока сообщение не достигнет адресата. К достоинствам электронной почты относятся высокая оперативность и низкая стоимость Недостаток электронной почты состоит в ограниченности объема пересылаемых файлов.

UseNet разработана как система обмена текстовой информацией. Она позволяет всем пользователям Internet участвовать в групповых дискуссиях, называемых телеконференциями, в которых обсуждаются всевозможные проблемы. Сейчас в мире насчитывается более 10 тысяч телеконференций. Информация, посылаемая в телеконференции, становится доступной любому клиенту Сети, обратившемуся в данную телеконференцию. В настоящее время телеконференции позволяют передавать файлы любых типов, включая текстовые, графические и аудио файлы. Для работы с телеконференциями наиболее часто используются средства программ просмотра и редактирования Web-документов.

TelNet - это протокол, позволяющий использовать ресурсы удаленного компьютера. Другими словами - это протокол удаленного терминального доступа в сети. В данном случае речь идет о передаче команд от локального компьютера удаленному компьютеру в Сети.

FTP - это протокол Сети для работы с любыми типами файлов: текстовыми и бинарными, являющийся примером системы с архитектурой "клиент-сервер". FTP-сервер устанавливается на удаленном компьютере для того, чтобы предоставлять пользователям возможность просматривать файловую систему и копировать требуемые файлы. Для реализации связи по протоколу FTP на удаленной компьютерной системе должна функционировать программа - FTP-сервер. Достоинством данного протокола является возможность передачи файлов любого типа - текстов, изображений, исполняемых программ. К недостатку протокола FTP следует отнести необходимость знания местоположения отыскиваемой информации.

Протокол Gopher и реализующее его программное обеспечение предоставляют пользователям возможность работы с информационными ресурсами, не зная заранее их местонахождение. Для начала работы по этому протоколу достаточно знать адрес одного Gopher-сервера. В дальнейшем работа заключается в выборе команд, представленных в виде простых и понятных меню. При этом пункты меню одного сервера могут содержать ссылки на меню других серверов, что облегчает поиск требуемой информации в сети Internet. Во время работы с системой Gopher программа-клиент не поддерживает постоянного соединения с Gopher-сервером, поэтому сетевые ресурсы расходуются более экономно.

WWW (World Wide Web - Всемирная паутина) представляет собой самое современное средство организации сетевых ресурсов. Она строится на основе гипертекстового представления информации. Гипертекст - это текст, содержащий ссылки на другие части данного документа, на другие документы, на обьекты нетекстовой природы (звук, изображение, видео), а также система, позволяющая читать такой текст, отслеживать ссылки, отображать картинки и проигрывать звуковые и видеовставки. Гипертекст с нетекстовыми компонентами (звук, видео) называется гипермедиа. Конечной целью WWW является объединение всех ресурсов сети (файлов, текстов, баз данных, программ-серверов) в единый всемирный гипертекст.

Работа сети Internet основана на использовании семейства коммуникационных протоколов - Протокол управления передачей данных/Протокол Internet (Transmission Control Protocol/Internet Protocol -TCP/IP), который используется для передачи данных в глобальной сети и во многих локальных сетях. TCP/IP - семейство протоколов. В состав его входят протоколы, которые можно разделить по назначению на следующие группы:

• транспортные протоколы, служащие для управления передачей данных между двумя компьютерами;
• протоколы маршрутизации, обрабатывающие адресацию данных и определяющие кратчайшие доступные пути к адресату;
• протоколы поддержки сетевого адреса, предназначенные для идентификации компьютера по его уникальному номеру или имени;
• прикладные протоколы, обеспечивающие получение доступа к всевозможным сетевым услугам;

• шлюзовые протоколы, помогающие передавать по сети сообщения о маршрутизации и информацию о состоянии сети, а также обрабатывать данные для локальных сетей;
• другие протоколы, не относящиеся к указанным категориям, но обеспечивающие клиенту удобство работы в сети.

Архитектура TCP/IP построена на основе эталонной модели (см. параграф 28.1), однако в ней первые три уровня OSI-модели объединены в один (рис. 29.2).

Рис. 29.2. Уровни эталонной модели и протоколы TCP/IP

Любой документ или сообщение отправляется в сеть из прикладной программы (уровень приложений). Затем через модем и телефонную линию связи (транспортный уровень) сообщение попадает на узел сети Internet и далее с помощью сетевых программ (сетевой интерфейс) передается в линию связи узлов глобальной сети (физический уровень). Программы каждого уровня по-своему обрабатывают сообщение или передаваемый документ, не зная ничего о его содержании.

Сетевые адреса

В Internet каждому компьютеру назначается свой уникальный сетевой адрес - IP-адрес, имеющий длину 32 бита и состоящий из 4 частей по 8 битов. Каждая часть может принимать значения от 0 до 255 и отделяется от других частей точкой. Например, 194.105.195.17 и 147.115.3.27 представляют два IP-адреса.

Сетевой адрес состоит из двух частей: адреса сети и адреса хоста в этой сети. Под хостом понимается компьютер, включенный в сеть и предоставляющий различные сетевые услуги. Благодаря такой структуре IP-адреса компьютеры в разных сетях могут иметь одинаковые адреса.

Для обеспечения максимальной гибкости IP-адреса подразделяются на классы А, В, С и выделяются в зависимости от количества локальных сетей и компьютеров в них. Указанные три класса IP-адресов определяют размер локальной сети организации. В зависимости от класса полный 32-битный адрес по-разному разбивается на 8-битные составляющие. При этом первые от одного до трех битов в начале IP-адреса идентифицируют соответствующий класс. Структура IP-адресов представлена на рис. 29.3.

Рис.29.3. Структура IP-адресов

По первому числу IP-адреса можно определить тип класса, к которому относится организация:

Адреса класса А - числа от 0 до 127.

Адреса класса B- числа от 128 до 191.

Адреса класса C - числа от 192 до 223.

Адрес сети класса А позволяет идентифицировать более 16 миллионов компьютеров в локальной сети организации, но при этом может существовать не более 128 локальных сетей данного класса. Адрес сети класса В позволяет выделить большее количество локальных сетей, но с меньшим числом компьютеров в самой сети. И, наконец, сети класса С могут иметь максимум 254 компьютера, но таких сетей может быть свыше 2 миллионов.

При посылке сообщения в Internet IP-адрес используется для указания отправителя и получателя. Клиенту нет необходимости запоминать сетевые адреса, поскольку в сети используют доменные имена, которые преобразуются доменной системой имен в IP-адреса.

Доменная адресация

Адреса в Internet строятся по доменной системе адресации (domain name system, DNS). Это означает, что адрес пользователя состоит из двух частей: идентификатора пользователя и названия домена, разделенных символом @:

<Идентификатор пользователя>@<название домена>

Идентификатор пользователя и название домена могут состоять из сегментов, разделяемых точкой. В адресе допускается использование латинских букв, цифр и некоторых других символов. Например:

[email protected]

В примере идентификатор пользователя состоит из двух сегментов, а название домена - из четырех. Обычно сегменты домена или поддомены образуют иерархическую структуру: первый слева поддомен, как правило, является названием компьютера, которому присвоен этот адрес, следующий относится к названию организации, где находится этот компьютер, а крайний правый (поддомен верхнего уровня) является сокращенным обозначением страны. Приведенный адрес означает, что он принадлежит Кириллову Ивану, сотруднику юридического факультета Петербургского университета России, имеющему компьютер с именем mycomputer. Идентификаторы пользователей могут быть любыми: полное имя и фамилия, инициалы, фамилия с инициалами, прозвища, а также названия организаций или отделов. При этом на одном компьютере может быть произвольное (ограниченное допустимым количеством IP-адресов) число зарегистрированных пользователей со своими адресами или пользователь может иметь несколько адресов на домене (один, например, для личной переписки, а другой - для официальной). Более того, можно иметь несколько адресов на разных компьютерах.

Поддомен верхнего уровня, обозначающий страну, состоит обычно из двух букв: ш -Россия, su - территория республик бывшего Союза, са - Канада, uk - Великобритания, иа - Украина, de - Германия и т.д.

В США традиционно используется другая система. Поддомен верхнего уровня состоит из трех букв и обозначает принадлежность владельца адреса к одному из следующих классов:

com - коммерческие организации;

edu - учебные и научные организации;

gov - правительственные учреждения;

mil - военные организации;

net - сетевая администрация;

org - прочие организации.

В России поддомен второго уровня обычно обозначает город, либо географический регион, где расположен этот адрес, например:

msk - Москва;

spb - Санкт-Петербург;

nsk - Новосибирск;

altai - Алтайский край.

Отметим, что в Великобритании поддомены адресов расположены в обратном порядке.