4. Протоколи Інтернету

Для взаємодії програм в Інтернеті використовують протоколи. Це набори правил та угод, які застосовуються при передачі даних. Таким чином, кожна програма, що претендує на роботу в мережі, має дотримуватися певних правил для приймання й передачі да­них.

Основним протоколом мережі Інтернет є протокол TCP/IP. У тех­нічному розумінні TCP/IP — це не один мережевий протокол, а два, які лежать на різних рівнях (так званий стек протоколів) і тісно взаємопов'язані.

Протокол TCP (Transmission Control Protocol) — протокол тран­спортного рівня. Він управляє тим, як відбувається передача інфор­мації, а саме, визначає, яким чином інформація має бути розбита на пакети й відправлена каналами зв'язку. При цьому кожен пакет маркується так, щоб у ньому були дані, необхідні для правильного складання документа на комп'ютері одержувача. TCP розташовує пакет у потрібному порядку, а також перевіряє кожен пакет на на­явність помилок при передачі.

Протокол IP (Internet Protocol) — адресний. Він належить мере­жевому рівню й визначає, куди відбувається передача даних. Його суть полягає в тому, що

кожного учасника Всесвітньої мережі має бути своя унікальна IP-адреса. Без цього не можна говорити про точ­ну доставку TCP-пакетів на потрібне робоче місце. Кожен інформа­ційний пакет містить IP-адреси комп'ютера-відправника та комп'ютера-одержувача.

Для здійснення передачі пакетів даних між мережами потрібно знати відповідний маршрут. Це здійснюють маршрутизатори — спеціальні пристрої, роль яких у мережі може відігравати як спеціа­лізований комп'ютер, так і спеціальна програма, що працює на вуз­ловому сервері мережі, які, використовуючи IP-адреси, спрямову­ють інформаційні пакети в потрібний напрям, тобто до зазначеного в них одержувача. До їх функцій також належить визначення найкоротшого шляху передачі пакета.

5. Сервіси Інтернету

Коли говорять про роботу в Інтернеті або його використання, то насправді йдеться не про Інтернет у цілому, а тільки про одну або декілька з його численних служб (сервісів). Залежно від конкретних цілей і завдань клієнти мережі використовують ті служби, які їм необхідні.

У найпростішому розумінні служба — це пари програм, які вза­ємодіють між собою відповідно до певних протоколів. Одна із про­грам цієї пари називається сервером, а друга — клієнтом. Коли гово­рять про роботу служб Інтернету, йдеться про взаємодію серверного устаткування й програмного забезпечення із клієнтським устатку­ванням та програмним забезпеченням.

Різні служби мають різні протоколи. Дотримання їх забезпечу­ється й підтримується роботою спеціальних програм. Отже, щоб ско­ристатися певною службою Інтернету, варто встановити на комп'ю­тері програму, здатну працювати за протоколом цієї служби. Напри­клад, для передачі файлів в Інтернеті використовується спеціальний прикладний протокол FTP (File Transfer Protocol). Відповідно, щоб одержати з Інтернету файл, необхідно мати на комп'ютері програму, що є клієнтом FTP (FTP-клієнт) і встановити зв'язок із сервером, який надає послуги FTP (FTP-сервер).

Виокремлюють такі категорії сервісів Інтернету:

• інтерактивні (on-line);

• відкладеного читання (off-line);

• прямі.

Ця класифікація не точна, оскільки тим самим сервісом (напри­клад FTP) можна користуватися як у режимі on-line, так і в режимі off-line через ftp-mail.

Сервіси інтерактивні — це сервіси, де потрібна негайна реакція на отриману інформацію. Наприклад сервіс TELNET. У звичайному зв'язку аналогом інтерактивного сервісу є, скажімо, телефон.

Сервіси відкладеного читання (off-line) — сервіси, основною ознакою яких є та особливість, що запит та отримання інформації можуть дуже (що, кажучи загалом, обмежується тільки актуальніс­тю інформації на момент одержання) відрізнятися за часом. Вони найменш вимогливі до ресурсів комп'ютера та ліній зв'язку. До сер­вісу відкладеного читання належить, наприклад, електронна пошта.

Сервіси прямі. Для них характерно те, що інформація на запит клієнта повертається негайно. Однак від клієнта (одержувача інфор­мації) не потрібно негайної реакції на отриману відповідь. До цього типу сервісів належить більшість служб мережі Інтернет (напри­клад, WWW, FTP та ін.). У звичайному зв'язку аналогом прямого сервісу є факс.

Коротко розглянемо найпоширеніші сервіси.

Електронна пошта (e-mail). Це один із найбільш традиційних і поширених сервісів Інтернету. Він надає послуги з пересилання й одержання електронних повідомлень по розподіленій (у тому числі глобальній) комп'ютерній мережі.

Електронною поштою можна надсилати не лише текстові пові­домлення, але й документи, графіку, аудіо- та відеофайли, програми тощо. Електронна пошта дуже корисна, якщо немає on-line доступу до Інтернету. Через не"ї можна отримати послуги інших сервісів ме­режі.

Це типовий сервіс відкладеного читання (off-line). Після відправ­лення повідомлення адресат отримує його на свій комп'ютер через деякий час і ознайомлюється з ним, коли йому зручно.

Функціонування електронної пошти побудоване на принципі клієнт — сервер, стандартному для більшості мережевих сервісів. Щоб обмінюватись кореспонденцією з поштовим сервером, потрібно мати спеціальну програму-клієнта. Є багато різних програм-клієнтів електронної пошти, які можуть відрізнятися окремими функціями, можливостями та інтерфейсом, у тому числі й такі, що працюють на сервері (в режимі on-line). Проте загальні функції у більшості паке­тів однакові: підготовка тексту, імпорт файлів, відправка листа, пе­регляд і збереження кореспонденції, знищення кореспонденції, під­готовка відповіді, коментування і пересилка інформації, експорт файлів.

Забезпеченням цього сервісу в Інтернеті займаються спеціальні поштові сервери. Ним може бути не лише виділений комп'ютер, а й спеціалізоване програмне забезпечення. Отже, один вузловий ком­п'ютер Інтернету може виконувати функції декількох серверів і за­безпечувати роботу різних служб, залишаючись при цьому універ­сальним комп'ютером, на якому можна виконувати й інші завдан­ня, характерні для засобів обчислювальної техніки. При цьому ко­ристувач реєструється в мережі й одержує унікальну адресу в такій формі: користувач@домен. Тут "домен" — це ім'я комп'ютера в ме­режі; "користувач" — ім'я користувача на певному комп'ютері.

Поштові сервери одержують повідомлення від клієнтів і переси­лають їх по ланцюжку до поштових серверів адресатів, де ці пові­домлення накопичуються.

В Інтернеті для роботи з електронною поштою використовуються прикладні протоколи SMTP, POP, ІМАР.

Протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol — простий про­токол передачі пошти) підтримує передачу повідомлень між довіль­ними вузлами Інтернет. POP (Post Office Protocol) дає кінцевому ко­ристувачу доступ до його електронних повідомлень. РОР-клієнти при запиті користувача на одержання пошти потребують введення пароля, що підвищує конфіденційність листування. ІМАР (Internet Message Access Protocol) дає змогу клієнтам отримувати доступ і маніпулювати повідомленнями електронної пошти на сервері.

Протокол ІМАР відрізняється від протоколу POP тим, що під­тримує роботу із системою каталогів (або папок) повідомлень. ІМАР дає можливість керувати каталогами (папками) віддалених пові­домлень так само, як би вони розташовувалися на локальному комп'ютері.

Після того, як користувач визначився із адміністратором стосов­но свого ідентифікатора і пароля, він одержує унікальну адресу і відповідно можливість відправляти й отримувати поштові пові­домлення через Інтернет.

Будь-яке повідомлення складається з конверта повідомлення і тіла повідомлення. Конверт містить інформацію, необхідну для до­ставки й обробки повідомлення, тіло — інформацію, яку відправник передає одержувачу. Конверт і дані в повідомленні тісно взаємо­пов'язані. Структура конверта, як правило, задається локальним поштовим програмним забезпеченням. У найпростішому випадку конверт повідомлення складається тільки з заголовка. Заголовок відділений від тіла повідомлення порожнім рядком і складається з декількох рядків, що містять інформацію про повідомлення.

Розглянемо склад і структуру основних полів повідомлення на такому прикладі:

From: Somebody M.S.&ltmike@joke.ru>

То: zol@fun.ru

Сс: Simmons@bra.x400.icl.co.uk, Blob@ultra.x400.icl.uk

Date: Wed, 10 Sep 1997 16:17:50 +0300

Subject: Hello

Message-id: &ltsome.string@joke. ru>

Hello!

How do you do?

Поле "From:" містить адресу відправника.

Поле "То:" містить адресу(и) одержувача(ів), якому призначене повідомлення. Будь-яке повідомлення має містити або поле "То:", або поле "Сс:" (містить адреси одержувачів копій цього повідомлен­ня).

Поле "Date:" містить дату відправлення повідомлення поштовою системою. Формат дати залежить від поштової системи.

Поле "Subject:" містить тему повідомлення, його заповнює ко­ристувач відповідно до вмісту інформаційної частини повідомлен­ня.

Поле "Message-id:" містить унікальний ідентифікатор повідом­лення. Він використовується для посилань на дане повідомлення інших повідомлень та ідентифікації частин цього повідомлення. Склад ідентифікатора визначається типом поштової системи і, як правило, складається з рядка символів та адреси хоста відправника.

У повідомленні може бути поле "Reply-To:", де зазначена пошто­ва скринька, куди слід надсилати відповіді на повідомлення.

Для роботи з електронною поштою в режимі on-line знадобиться програма-переглядач (англ. Browser - браузер). Вона містить модулі, що дають змогу працювати з електронною поштою. Найпопулярнішими є: Internet Explorer (поштова програма — Outlook Express) і Netscape Communicator (поштовий модуль — Netscape Messenger) та ін.

Електронна пошта має низку переваг, порівняно з традиційною паперовою поштою, зокрема:

• листи йдуть значно швидше;

• можливе автоматичне одержання повідомлення про вручен­ня;

• листи не губляться і доставляються цілодобово;

• адреса прив'язана не до географічної точки, а до конкретної людини;

• у більшості випадків вартість переписки значно знижується.

Електронні телеконференції UseNet — це своєрідний тематич­ний обмін електронними листами між абонентами. Конференція служить для організації обговорення тих чи інших питань. Лист, відправлений абонентом у конференцію, присвячену визначеній те­мі, надсилається всім абонентам, підписаним на цю конференцію. І кожен підписувач може одержувати всі листи, які надходять до неї. Є тисячі тематичних конференцій, присвячених практично всім га­лузям діяльності.

Багато кваліфікованих фахівців світу (конструктори, інженери, учені, лікарі, педагоги, юристи, письменники, журналісти, програ­місти та ін.) регулярно переглядають повідомлення телеконферен­цій, які проходять у групах, що стосується їхньої сфери діяльності.

Щоб підключитися до конференції, одержувати інформацію, відправляти в конференцію листи, необхідно знати її ім'я. Назви телеконференцій визначаються ієрархічною структурою. Ці імена становлять декілька слів, розділених крапками, причому кожне на­ступне уточнює належність конференції до визначеного тематично­го розділу — ієрархії.

Нині в UseNet є такі ієрархії news-груп:

• Соmр — інформація, що стосується комп'ютерів, проблем про­грамування, обмін текстами програм та інформацією щодо програм­них продуктів і комп'ютерних систем;

• Sci — групи, орієнтовані на дискусії та обмін досвідом з різних дисциплін;

• Misc — теми, що не входять до складу жодного з інших класів або належать одразу до декількох ;

• Soc — групи, орієнтовані на питання суспільного життя;

• Talk — групи, орієнтовані на тривалі дебати, що розраховані на любителів поговорити на будь-яку тему;

• News — мережі та програми обміну новинами, питання про­грамного забезпечення телеконференцій;

• Rec — групи, орієнтовані на відпочинок, хобі, захоплення;

• Alt — альтернативні news-новини, доступні не на всіх маши­нах.

Наприклад, група, яка обмінюється інформацією про відпочинок (recreation), використовує ключ rес для побудови ієрархії нижчого рівня, такого, як rec.arts, rec.games, rec.pets, rec.sports, rec.travel і т. д. Кожна з підгруп, наприклад rec.pets, може бути, у свою чергу, розподілена на ще менші підгрупи, наприклад, rec.pets.dogs, rec. pets.cats та ін.

Система телеконференцій використовує два основні методи тира­жування повідомлень:

• відправлення статей електронною поштою за списками розсилки учасникам конференцій;

• використання розподіленої бази даних і серверів новин систе­ми UseNet.

Тиражування новин поштою відповідно до списків розсилки по­лягає у тому, що визначені хости, наприклад, комп'ютери корис­тувачів або поштові хости, які виконують сервіс тиражування, зберігають у себе списки адрес передплатників на визначені дискусії. Ці списки використовуються для відправлення кожному з перед­платників копії інформації, що тиражується для нього, а також ста­тей груп дискусій. Статті передаються від хоста до хоста як звичайна пошта, і кожен з хостів має передати всю інформацію конференцій, що надійшла, на хости, зафіксовані в його списку розсилки. Ці хос­ти, у свою чергу, повинні передати отриману інформацію іншим хос-там і т. д.

Цей спосіб найкраще використовувати, коли список передплат­ників не перевищує декількох десятків адрес.

Інший спосіб тиражування інформації полягає в роботі з систе­мою серверів новин і розподіленої бази даних для збереження інформаційних повідомлень. Цей метод використовується в системі UseNet та об'єднує роботу великої кількості різних мереж із різ­номанітним апаратним і програмним забезпеченням.

Усі статті новин даної підмережі зберігаються в одному місці, на­приклад, на головному хості локальної мережі або зовнішнього сер­вера з високошвидкісним доступом, звідки користувачі, котрі пере­бувають у даній підмережі, за допомогою свого локального ПЗ са­мостійно вибирають статті для читання. ПЗ хоста, який керує досту­пом до новин і відновленням статей, називається сервером новин. Використовуючи протокол NNTP (Network News Transfer Protocol — мережевий протокол передачі новин), ці сервери новин обмінюються між собою статтями новин.

Після того як користувач сформував свою статтю, тобто приєднав файли, додав рисунки та інше, так само, як і у випадку відправлення звичайного поштового повідомлення, стаття "загортається" у кон­верт системи UseNet, багато в чому схожий на конверт повідомлень SMTP.

Такі браузери, як Internet Explorer, Netscape Communicator, підтримують протокол обміну новинами NNTP і містять модулі для роботи з news-групами.

Для початку роботи потрібно налаштувати програму на взаємо­дію з сервером груп новин, оформити "підписку" на певні групи та періодично, як і електронну пошту, отримувати всі повідомлення, за даною темою.

У такому разі слово "підписка" не передбачає з боку клієнта жод­них зобов'язань чи платежів. Це лише вказівка сервера про те, що повідомлення за вказаними темами потрібно надсилати, а за іншими — ні. Відмінити чи змінити підписку можна в будь-який зручний момент.

FTP-обмін даними з віддаленим ком'ютером. Доступ до архі­вів файлів в Інтернеті здійснюється за допомогою служби передачі файлів FTP (File Transfer Protocol). FTP означає "протокол передачі файлів" і є засобом доступу до файлів, що зберігаються на віддалених комп'ютерах у вигляді ієрархії папок; дає змогу копіювати файли з віддаленого на локальний комп'ютер користувача, і навпаки.

Є два способи організації доступу до файлової системи віддалено­го комп'ютера за протоколом FTP: авторизований та анонімний.

Використовувати авторизований доступ мають право тільки ко­ристувачі цієї віддаленої системи після підтвердження свого імені користувача (login або user name) і пароля (password), після чого отримують доступ до всіх файлових ресурсів віддаленої системи, до яких мають право доступу.

Анонімний доступ забезпечується у вигляді спеціально виділено­го користувача, якого найчастіше називають "anonymous" і який має пароль, що збігається з адресою електронної пошти. При вході до системи з правами "anonymous" користувач одержує доступ до спеціально виділеного для цих користувачів каталогу, як правило, тільки на читання, що називається FTP-сервером. Повідомляти сер­веру як пароль адресу своєї електронної пошти не обов'язково, це вважається правилом "хорошого тону" у поведінці користувача.

На FTP-серверах розміщені гігантські архіви файлів, у яких можна знайти практично все, що може бути надано світовому співтовариству у вигляді файлів.

В основі сервісу передачі файлів лежить протокол прикладного рівня FTP. Це протокол, який використовується як транспортний протокол TCP. Його не можна використовувати для передачі кон­фіденційних даних, оскільки він не забезпечує захисту переданої інформації і передає між сервером і клієнтом відкритий текст.

На комп'ютері клієнта для роботи із серверами FTP встановлю­ють програми FTP-клієнти, наприклад, CuteFTP, Far, Windows Commander. Як правило, ці програми є також файловими менедже­рами, тобто дозволяють переглядати інформацію як на локальних дисках, так і на віддалених і виконують функції копіювання інфор­мації з віддаленого диска на локальний. Також можна використову­вати браузери WWW, які в більшості випадків мають вбудовані можливості для роботи за протоколом FTP.

IRC-бесіди в Інтернеті у реальному часі. IRC (Internet Relay Chat) — сервіс, через який користувачі можуть "розмовляти" один з одним через увесь світ у режимі реального часу.

IRC теж працює за принципом "клієнт — сервер". Усі пові­домлення і команди, що надсилаються, проходять через ланцюжок серверів, поки не дійдуть до співрозмовника. Серверами IRC є великі і швидкодіючі комп'ютери (найчастіше UNIX-Workstation), які ви­конують головну роботу на IRC.

Іноді службу IRC називають чат-конференціями або просто чатом. На відміну від системи телеконференцій, у якій спілкування між учасниками обговорення теми відкрито усьому світу, у системі IRC спілкування відбувається тільки в межах одного каналу, в робо­ті якого беруть участь лише кілька людей. Кожен користувач може створити власний канал і запросити в нього учасників "бесіди" або приєднатися до одного з відкритих у цей момент каналів.

Є кілька популярних програм-клієнтів для роботи із серверами й мережами, що підтримують сервіс IRC. Одна з найпопулярніших — програма mlRC. Розмова ведеться у текстовому режимі.

ICQ. Це одна із служб для миттєвого обміну повідомленнями. Якщо дві людини підключені до Інтернету одночасно, то їм майже ніщо не заважає спілкуватися один з одним напряму. Єдина пробле­ма — знання мережевої IP-адреси людини, підключеної в цей момент до Інтернету. Більшість користувачів не має постійної ІР-адреси — така адреса видається їм на тимчасовій основі в момент установки з'єднання. Назва служби ICQ є акронімом виразу "I seek you — я тебе шукаю". Щоб користуватися цією службою, потрібно зареєструвати­ся на її центральному сервері (http://www.icq.com) й одержати персо­нальний ідентифікаційний номер UIN (Universal Internet Number). Цей номер можна повідомити партнерам по контактах. Знаючи но­мер UIN-партнера, але не знаючи його поточну IP-адресу, можна че­рез центральний сервер служби відправити йому повідомлення із пропозицією встановити з'єднання.

При кожному підключенні до Інтернету програма-клієнт ICQ, встановлена на комп'ютері, визначає поточну IP-адресу і повідомляє його центральній службі, яка, у свою чергу, сповіщає партнерів по контактах. Програма надає можливість вибору режиму зв'язку ("го­товий до контакту";' "прошу не турбувати, але готовий прийняти термінове повідомлення"; "закритий для контакту" та ін.) World Wide Web (Всесвітня павутина) — найпопулярніший сервіс в Інтернеті. Його нерідко ототожнюють з Інтернетом, хоча на­справді це лише одна з його численних служб, заснована на фізичній інфраструктурі Інтернету, протоколі передачі даних http і техноло­гії, в основу якої покладене поняття "гіпертексту".

World Wide Web — це єдиний інформаційний простір, до складу якого входять сотні мільйонів взаємозалежних електронних документів, які зберігаються на веб-серверах.

Веб-сервер є програмою, яка запускається на підключеному до мережі комп'ютері й використовує протокол HTTP (Hyper Text Transfer Protocol — протокол передачі гіпертексту) для передачі да­них. У найпростішому вигляді така програма одержує мережею HTTP-запит на певний ресурс, знаходить відповідний файл на ло­кальному жорсткому дискові та відправляє його по мережі ком­п'ютеру, який відправив запит. Складніші веб-сервери здатні дина­мічно розподіляти ресурси у відповідь на НТТР-запит.

Окремі документи, що становлять простір Web, називають веб-сторінками. Групи тематично об'єднаних веб-сторінок називають веб-вузлом (веб-сайтом або просто сайтом). Один фізичний веб-сервер може містити досить багато веб-вузлів, кожному з яких, як правило, виділяється окремий каталог на жорсткому диску сервера.

Програми для перегляду веб-сторінок називають браузерами. Програма браузер працює на комп'ютері користувача і є клієнтом. Вона запитує потрібну інформацію на веб-серверах. Серед браузерів виокремлюють найпопулярніші: Microsoft Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera, Mozilla Firefox, Google Chrome, Safari. Основна функція браузера — відображення інформації веб-сторінок, вміст яких є гіпертекстом.

Гіпертекст — текст, що містить гіперпосилання на інші доку­менти. Це дає можливість при перегляді певного документа легко й швидко переходити до іншої пов'язаної з ним за змістом інформації, що може бути текстом, зображенням, звуковим файлом або мати будь-який інший вигляд, прийнятий у WWW. При цьому пов'язані посиланнями документи можуть бути розкидані по всій земній ку­лі, завдяки чому цей сервіс називають "павутиною".

Браузер здійснює відображення документа на екрані, керуючись командами, які автор документа ввів у текст. Такі команди назива­ються тегами. Від тексту вони відрізняються тим, що поміщаються у кутові дужки. Більшість тегів використовуються парами: початковий і кінцевий. Правила запису тегів містяться у специфікації осо­бливої мови розмітки, близької до мов програмування. Вона назива­ється мовою розмітки гіпертексту — HTML (HyperText Markup Language). Отже, веб-документ становить звичайний текстовий до­кумент, розмічений тегами HTML. Такі документи також називають HTML-документами.

При відображенні HTML-документа на екрані за допомогою браузера теги не відображаються, а ми бачимо лише текст. Однак оформ­лення цього тексту (вирівнювання, колір, розмір, написання шриф­ту тощо) виконується відповідно до того, які теги імплантовані в до­кумент.

В останні роки у веб-документах широко застосовують так звані активні компоненти. Це об'єкти, які містять, окрім інших об'єктів, програмний код, тобто можуть виконувати на комп'ютері роботу згідно з закладеною в них програмою. Щоб активні компоненти не могли виконати на чужому комп'ютері руйнівні операції (що харак­терно для комп'ютерних вірусів), вони виконуються тільки під кон­тролем з боку браузера (забороняються операції з жорстким дис­ком).

Найважливішою рисою веб-сторінок, реалізованою за допомогою тегів HTML, є гіпертекстові посилання. З будь-яким фрагментом тексту або, наприклад, з малюнком за допомогою тегів можна зв'язати інший веб-компонент, тобто встановити гіперпосилання. У цьому випадку при натисканні лівою кнопкою миші на тексті або малюнку, що є гіперпосиланням, відправляється запит на доставку нового документа. Цей документ, у свою чергу, теж може мати гіпер­посилання на інші документи. Таке переміщення між документами у веб-просторі називають веб-серфінгом. Цілеспрямоване перемі­щення між веб-документами називають веб-навігацією (виконуєть­ся з метою пошуку потрібної інформації).

Гіпертекстовий зв'язок між сотнями мільйонів документів є основою логічного простору WWW. Однак такий зв'язок не міг би існувати, якби кожен документ у цьому просторі не мав своєї уні­кальної адреси URL.