Наиболее распространенные сетевые протоколы

Определение. Протоколы являются набором правил и процедур, предназначенных для установления связей в сети.

Набор протоколов сети Internet, TCP/IP (Transmit Control Protocol / Internet Protocol) является промышленным стандартом протоколов, обеспечивающих связь компьютеров разных типов.

 

Основные протоколы передачи данных высокого уровня:

WWW  (World Wide Web) – важнейший ресурс Internet, обеспечивающий гипертекстовое представление информации и гипертекстовые ссылки для единого представления и доступа во всемирной глобальной сети.

Gopher  – усовершенствованная система передачи файлов. Позволяет, используя систему меню, просматривать списки ресурсов, пересылать нужный материал, просматривать данные. Компьютеры, использующие Gopher, можно представить соединенными в единую информационно-поисковую систему GopherSpace.

WAIS  – индексная поисковая система глобального информационного сервера.

SNMP  (Simple Network Management Protocol) – протокол сети Internet для мониторинга сети и сетевых компонентов.

FTP (File Transfer Protocol) – протокол сети Internet для передачи файлов. Поддерживает процесс передачи файлов между локальным и удаленным компьютером. Имеет ряд команд, которые реализуют двунаправленную передачу двоичных и ASCII-файлов между компьютерами.

Telnet  – протокол сети Internet для регистрации на удаленных хостах и обработки данных на них.

SMTP  (Simple Mail Transfer Protocol) – протокол сети Internet для обмена электронной почтой.

TCP  (Transmission Control Protocol) – TCP/IP – протокол для гарантированной доставки данных, разбитых на последовательность фрагментов.

IP (Internet Protocol) – протокол сетевого уровня из набора протоколов Internet, обеспечивающий правильную передачу пакетов. IP является базовым элементом технологии Internet. Его центральная часть – таблица маршрутов. Этот протокол использует таблицу маршрутов при принятии всех решений о маршрутизации IP-пакетов.

OSPF  (Open Shortest Path First) – алгоритм маршрутизации, использующий состояние каналов, в его основе лежит алгоритм Дейкстры. OSPF вычисляет маршруты, учитывая количество маршрутизаторов, через которые пакет пройдет на пути к получателю, пропускную способность линии, трафик и стоимость.

Набор протоколов IPX/SPX  и NWlink (Internetwork Packet Exchange / Sequenced Packet Exchange) – стэк протоколов, используемых в сетях Novell. Это относительно небольшой и быстрый протокол, поддерживающий маршрутизацию. NWlink – реализация IPX/SPX фирмой Microsoft для использования в качестве транспортного маршрутизируемого протокола.

 

Концепция сокетов

Сетевой сокет (network socket) во многом напоминает электрическую розетку. В сети имеется множество сокетов, причем каждый из них выполняет стандартные функции. Все, что поддерживает стандартный протокол, можно «подключить» к сокету и использовать для коммуникаций. Для электрической розетки не имеет значения, что именно вы подключаете – лампу или тостер, поскольку оба прибора рассчитаны на напряжение 220 Вольт и частоту 50 Герц. Несмотря на то, что электричество свободно распространяется по сети, все розетки в доме имеют определенное место. Подобным образом работают и сетевые сокеты, за исключением того, что электроны и почтовые адреса заменены на пакеты TCP/IP и IP-адреса. Internet Protocol (IP) является низкоуровневым протоколом маршрутизации, который разбивает данные на небольшие пакеты и рассылает их по различным сетевым адресам, что не гарантирует доставку вышеупомянутого пакета адресату. Transmission Control Protocol (TCP) является протоколом более высокого уровня, собирающим пакеты в одну строку, сортирующим и перетранслирующим их по мере необходимости, поддерживая надежную рассылку данных. Третий протокол, UNIX Domain Protocol (UDP), используется вместе с TCP и может применяться для быстрой, но ненадежной передачи пакетов.

Клиент/сервер

Под термином сервер подразумевается любой объект с общедоступными ресурсами. Клиентом называется любой другой объект, желающий получить доступ к определенному серверу. Взаимодействие между клиентом и сервером во многом подобно взаимодействию лампы и розетки. Электрическая сеть является сервером, а лампа является клиентом напряжения. Сервер постоянно предлагает свои «услуги», в то время как клиент волен в любое время отключиться от обслуживания.

В сокетах Berkley понятие сокета позволяет одному компьютеру обслуживать несколько различных клиентов одновременно, а также одновременно обрабатывать информацию различных типов. Это стало возможным после введения понятия порта, который является нумерованным сокетом на определенном компьютере. Серверу разрешено обслуживать несколько клиентов, подсоединенных к одному порту, но не одновременно. Для управления соединением нескольких клиентов процесс сервера должен быть многопоточным или иметь другие средства мультиплексирования одновременных операций ввода-вывода.

Зарезервированные сокеты

После физического подключения выбирается протокол высокого уровня, который зависит от используемого порта. Согласно спецификации протокола TCP/IP,  первые 1024 порта резервируются для определенных задач. Порт номер 21 предназначен для протокола FTP, 23 – для Telnet, 25 – для электронной почты, 79 – для протокола finger,  80 – для HTTP, и т.д. Каждый протокол определяет, каким образом клиент должен взаимодействовать с портом. Например, протокол HTTP используется Web-броузерами и серверами для передачи гипертекстовых страниц и изображений. Работает он следующим образом. Когда клиент запрашивает файл от сервера HTTP (это действие известно под названием попадание – hit), он просто записывает имя файла в специальном формате в определенный порт и получает обратно содержимое файла. Сервер также возвращает код состояния, сообщающий клиенту о возможности удовлетворения запроса, и причину отказа.. Вот пример запроса клиентом файла /index.html, в ответ на который сервер передает содержимое файла.

СЕРВЕР                                                                      КЛИЕНТ

Опрашивает порт 80                                   Подключается к порту 80

Определяет подключение                          Записывает «GET /index.html                                                                                                                                                                                                                                                                                                    к серверу                                                            HTTP/1.0\n\n»                                                                                      

Считывает до второго символа

новой строки (\n)

Определяет команду GET как

известную команду и протокол HTTP/1.0.

Считывает файл /index.html

Записывает «HTTP/1.0 200 OK\n\n»                                                                                («200» означает «дальше идет содержимое файла»)

Копирует содержимое файла в сокет   Считывает файл и выводит его

Отключается                                           Отключается

Транслирующие серверы

Транслирующие серверы (proxy servers) передают часть протокола клиента другому серверу. Это необходимо в случаях, когда клиенты имеют определенные ограничения при подключении к серверу. Таким образом, клиент может быть подключен к другому серверу, не имеющему подобных ограничений, а тот, в свою очередь, будет осуществлять все операции клиента. Транслирующий сервер имеет возможность фильтровать определенные запросы или накапливать (кэшировать) результаты этих запросов для дальнейшего использования. Транслирующий HTTP сервер, поддерживающий кэширование, в состоянии уменьшить количество запросов связи локальных сетей с Internet. Если популярная web-страница затребована сотнями пользователей, транслирующий сервер может, считав ее содержимое с web-сервера только один раз, сохранить ее в буфере и обеспечить более быстрый доступ к ней клиентов.

Адресация Internet

Каждый компьютер в Internet имеет адрес. Им является число, однозначно определяющее компьютер в сети. На IP-адрес отводится 32 бита и мы часто представляем подобные адреса в виде последовательности чисел в интервале от 0 до 255, разделенных точками. Это облегчает их запоминание, поскольку адреса присваиваются отнюдь не беспорядочно – прослеживается определенная иерархия.

Служба доменных имен (DNS)

Internet не была бы столь дружественной сетью, если бы существовала необходимость задавать адреса только числами. Например, сложно себе представить появление ссылки на адрес «http: //192.9.9.1/» в рекламном объявлении. К счастью, существует служба, обеспечивающая поиск информации в Internet с помощью имен, - служба доменных имен (Domain Name Service - DNS). Точно так же, как четыре числа IP-адреса описывают сетевую иерархию слева направо, имя адреса Internet, называемое именем его домена, описывает положение машины в пространстве имен Internet справа налево. Например, www.starwave.com означает, что адресат находится в домене com (зарезервированном для коммерческих сетей США) и называется starwave (название компании), а www является именем определенного компьютера – в данном случае web-сервера компании starwave. www соответствует крайнему правому числу в эквивалентном IP-адресе.

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: