
- •Часть I. Основы сетей передачи данных 25
- •Глава 1. Эволюция компьютерных сетей 26
- •Глава 2. Общие принципы построения сетей 45
- •Глава 3. Коммутация каналов и пакетов 92
- •Глава 4. Архитектура и стандартизация сетей 130
- •Глава 5. Примеры сетей 167
- •Глава 6. Сетевые характеристики 198
- •Глава 7. Методы обеспечения качества обслуживания 227
- •Часть II. Технологии физического уровня 283
- •Глава 8. Линии связи 284
- •Глава 9. Кодирование и мультиплексирование данных 320
- •Глава 10. Беспроводная передача данных 357
- •Глава 11. Первичные сети 389
- •Часть III. Локальные вычислительные сети 441
- •Глава 12. Технологии локальных сетей на разделяемой среде 443
- •Глава 13. Коммутируемые сети Ethernet 507
- •Глава 14. Интеллектуальные функции коммутаторов 565
- •Часть IV. Сети tcp/ip 607
- •Глава 15. Адресация в стеке протоколов tcp/ip 608
- •Глава 16. Протокол межсетевого взаимодействия 652
- •Глава 17. Базовые протоколы tcp/ip 700
- •Глава 18. Дополнительные функции маршрутизаторов ip-сетей 758
- •Часть V. Технологии глобальных сетей 834
- •Глава 19. Транспортные услуги и технологии глобальных сетей 838
- •Глава 20. Технология mpls 885
- •Глава 21. Ethernet операторского класса 921
- •Глава 22. Удаленный доступ 961
- •Глава 23. Сетевые службы 1008
- •Глава 24. Сетевая безопасность 1052
- •От авторов
- •Для кого эта книга
- •Изменения в четвертом издании
- •Структура книги
- •Благодарности
- •Часть I. Основы сетей передачи данных
- •Глава 1. Эволюция компьютерных сетей
- •Два корня компьютерных сетей Вычислительная и телекоммуникационная технологии
- •Системы пакетной обработки
- •Многотерминальные системы — прообраз сети
- •Первые компьютерные сети Первые глобальные сети
- •Первые локальные сети
- •Конвергенция сетей Сближение локальных и глобальных сетей
- •Конвергенция компьютерных и телекоммуникационных сетей
- •Вопросы и задания
- •Глава 2. Общие принципы построения сетей
- •Простейшая сеть из двух компьютеров Совместное использование ресурсов
- •Сетевые интерфейсы
- •Связь компьютера с периферийным устройством
- •Обмен данными между двумя компьютерами
- •Доступ к пу через сеть
- •Сетевое программное обеспечение
- •Сетевые службы и сервисы
- •Сетевая операционная система
- •Сетевые приложения
- •Физическая передача данных по линиям связи
- •Кодирование
- •Характеристики физических каналов
- •Проблемы связи нескольких компьютеров
- •Топология физических связей
- •Адресация узлов сети
- •Коммутация
- •Обобщенная задача коммутации
- •Определение информационных потоков
- •Маршрутизация
- •Продвижение данных
- •Мультиплексирование и демультиплексирование
- •Разделяемая среда передачи данных
- •Типы коммутации
- •Вопросы и задания
- •Глава 3. Коммутация каналов и пакетов
- •Коммутация каналов
- •Элементарный канал
- •Составной канал
- •Неэффективность при передаче пульсирующего трафика
- •Коммутация пакетов
- •Буферизация пакетов
- •Дейтаграммная передача
- •Передача с установлением логического соединения
- •Передача с установлением виртуального канала
- •Сравнение сетей с коммутацией пакетов и каналов
- •Транспортная аналогия для сетей с коммутацией пакетов и каналов
- •Количественное сравнение задержек
- •Ethernet — пример стандартной технологии с коммутацией пакетов
- •Вопросы и задания
- •Глава 4. Архитектура и стандартизация сетей
- •Декомпозиция задачи сетевого взаимодействия
- •Многоуровневый подход
- •Протокол и стек протоколов
- •Модель osi
- •Общая характеристика модели osi
- •Физический уровень
- •Канальный уровень
- •Сетевой уровень
- •Транспортный уровень
- •Сеансовый уровень
- •Уровень представления
- •Прикладной уровень
- •Модель osi и сети с коммутацией каналов
- •Стандартизация сетей
- •Понятие открытой системы
- •Источники стандартов
- •Стандартизация Интернета
- •Стандартные стеки коммуникационных протоколов
- •Стек osi
- •Стек ipx/spx
- •Стек NetBios/smb
- •Стек tcp/ip
- •Соответствие популярных стеков протоколов модели osi
- •Информационные и транспортные услуги
- •Распределение протоколов по элементам сети
- •Вспомогательные протоколы транспортной системы
- •Вопросы и задания
- •Глава 5. Примеры сетей
- •Классификация компьютерных сетей
- •Классификация компьютерных сетей в технологическом аспекте
- •Другие аспекты классификации компьютерных сетей
- •Обобщенная структура телекоммуникационной сети
- •Сеть доступа
- •Магистральная сеть
- •Информационные центры
- •Сети операторов связи
- •Клиенты
- •Инфраструктура
- •Территория покрытия
- •Взаимоотношения между операторами связи различного типа
- •Корпоративные сети
- •Сети отделов
- •Сети зданий и кампусов
- •Сети масштаба предприятия
- •Интернет
- •Уникальность Интернета
- •Структура Интернета
- •Классификация провайдеров Интернета по видам оказываемых услуг
- •Вопросы и задания
- •Глава 6. Сетевые характеристики
- •Типы характеристик Субъективные оценки качества
- •Характеристики и требования к сети
- •Временная шкала
- •Соглашение об уровне обслуживания
- •Производительность
- •Идеальная сеть
- •Статистические оценки характеристик сети
- •Активные и пассивные измерения в сети
- •Характеристики задержек пакетов
- •Характеристики скорости передачи
- •Надежность Характеристики потерь пакетов
- •Доступность и отказоустойчивость
- •Характеристики сети поставщика услуг
- •Расширяемость и масштабируемость
- •Управляемость
- •Совместимость
- •Вопросы и задания
- •Глава 7. Методы обеспечения качества обслуживания
- •Обзор методов обеспечения качества обслуживания
- •Приложения и качество обслуживания
- •Предсказуемость скорости передачи данных
- •Чувствительность трафика к задержкам пакетов
- •Чувствительность трафика к потерям и искажениям пакетов
- •Классы приложений
- •Анализ очередей
- •Модель м/м/1
- •Очереди и различные классы трафика
- •Техника управления очередями
- •Очередь fifo
- •Приоритетное обслуживание
- •Взвешенные очереди
- •Комбинированные алгоритмы обслуживания очередей
- •Механизмы кондиционирования трафика
- •Классификация трафика
- •Профилирование
- •Формирование трафика
- •Обратная связь Назначение
- •Участники обратной связи
- •Информация обратной связи
- •Резервирование ресурсов Резервирование ресурсов и контроль допуска
- •Обеспечение заданного уровня задержек
- •Инжиниринг трафика
- •Недостатки традиционных методов маршрутизации
- •Методы инжиниринга трафика
- •Инжиниринг трафика различных классов
- •Работа в недогруженном режиме
- •Вопросы и задания
- •Часть II. Технологии физического уровня
- •Глава 8. Линии связи
- •Классификация линий связи Первичные сети, линии и каналы связи
- •Физическая среда передачи данных
- •Аппаратура передачи данных
- •Характеристики линий связи Спектральный анализ сигналов на линиях связи
- •Затухание и волновое сопротивление
- •Помехоустойчивость и достоверность
- •Полоса пропускания и пропускная способность
- •Биты и боды
- •Соотношение полосы пропускания и пропускной способности
- •Типы кабелей
- •Экранированная и неэкранированная витая пара
- •Коаксиальный кабель
- •Волоконно-оптический кабель
- •Структурированная кабельная система зданий
- •Вопросы и задания
- •Глава 9. Кодирование и мультиплексирование данных
- •Модуляция Модуляция при передаче аналоговых сигналов
- •Модуляция при передаче дискретных сигналов
- •Комбинированные методы модуляции
- •Дискретизация аналоговых сигналов
- •Методы кодирования Выбор способа кодирования
- •Потенциальный код nrz
- •Биполярное кодирование ami
- •Потенциальный код nrzi
- •Биполярный импульсный код
- •Манчестерский код
- •Потенциальный код 2b1q
- •Избыточный код 4в/5в
- •Скремблирование
- •Компрессия данных
- •Обнаружение и коррекция ошибок
- •Методы обнаружения ошибок
- •Методы коррекции ошибок
- •Мультиплексирование и коммутация
- •Коммутация каналов на основе методов fdm и wdm
- •Коммутация каналов на основе метода tdm
- •Дуплексный режим работы канала
- •Вопросы и задания
- •Глава 10. Беспроводная передача данных
- •Беспроводная среда передачи Преимущества беспроводных коммуникаций
- •Беспроводная линия связи
- •Диапазоны электромагнитного спектра
- •Распространение электромагнитных волн
- •Лицензирование
- •Беспроводные системы Двухточечная связь
- •Связь одного источника и нескольких приемников
- •Связь нескольких источников и нескольких приемников
- •Типы спутниковых систем
- •Геостационарный спутник
- •Средне- и низкоорбитальные спутники
- •Технология широкополосного сигнала
- •Расширение спектра скачкообразной перестройкой частоты
- •Прямое последовательное расширение спектра
- •Множественный доступ с кодовым разделением
- •Вопросы и задания
- •Глава 11. Первичные сети
- •Сети pdh
- •Иерархия скоростей
- •Методы мультиплексирования
- •Синхронизация сетей pdh
- •Ограничения технологии pdh
- •Сети sonet/sdh
- •Иерархия скоростей и методы мультиплексирования
- •Типы оборудования
- •Стек протоколов
- •Кадры stm-n
- •Типовые топологии
- •Методы обеспечения живучести сети
- •Новое поколение протоколов sdh
- •Сети dwdm
- •Принципы работы
- •Волоконно-оптические усилители
- •Типовые топологии
- •Оптические мультиплексоры ввода-вывода
- •Оптические кросс-коннекторы
- •Сети otn Причины и цели создания
- •Иерархия скоростей
- •Стек протоколов otn
- •Кадр otn
- •Выравнивание скоростей
- •Мультиплексирование блоков
- •Коррекция ошибок
- •Вопросы и задания
- •Часть III. Локальные вычислительные сети
- •Глава 12. Технологии локальных сетей на разделяемой среде
- •Общая характеристика протоколов локальных сетей на разделяемой среде Стандартная топология и разделяемая среда
- •Стандартизация протоколов локальных сетей
- •Ethernet со скоростью 10 Мбит/с на разделяемой среде
- •Форматы кадров технологии Ethernet
- •Доступ к среде и передача данных
- •Возникновение коллизии
- •Время оборота и распознавание коллизий
- •Спецификации физической среды
- •Максимальная производительность сети Ethernet
- •Технологии Token Ring и fddi
- •Беспроводные локальные сети ieee 802.11 Проблемы и области применения беспроводных локальных сетей
- •Топологии локальных сетей стандарта 802.11
- •Стек протоколов ieee 802.11
- •Распределенный режим доступа dcf
- •Централизованный режим доступа pcf
- •Безопасность
- •Физические уровни стандарта 802.11
- •Физические уровни стандарта 802.11 1997 года
- •Физические уровни стандартов 802.11а и 802.11b
- •Физический уровень стандарта 802.11g
- •Физический уровень стандарта 802.11n
- •Персональные сети и технология Bluetooth Особенности персональных сетей
- •Архитектура Bluetooth
- •Стек протоколов Bluetooth
- •Кадры Bluetooth
- •Поиск и стыковка устройств Bluetooth
- •Пример обмена данными в пикосети
- •Новые свойства Bluetooth
- •Вопросы и задания
- •Глава 13. Коммутируемые сети Ethernet
- •Мост как предшественник и функциональный аналог коммутатора Логическая структуризация сетей и мосты
- •Алгоритм прозрачного моста ieee 802.1d
- •Топологические ограничения при применении мостов в локальных сетях
- •Коммутаторы Параллельная коммутация
- •Дуплексный режим работы
- •Неблокирующие коммутаторы
- •Борьба с перегрузками
- •Характеристики производительности коммутаторов
- •Скоростные версии Ethernet
- •История создания
- •Физические уровни технологии Fast Ethernet
- •История создания
- •Проблемы совместимости
- •Средства обеспечения диаметра сети в 200 м на разделяемой среде
- •Спецификации физической среды стандарта Gigabit Ethernet
- •Gigabit Ethernet на витой паре категории 5
- •Архитектура коммутаторов
- •Конструктивное исполнение коммутаторов
- •Вопросы и задания
- •Глава 14. Интеллектуальные функции коммутаторов
- •Алгоритм покрывающего дерева
- •Классическая версия stp
- •Три этапа построения дерева
- •Недостатки и достоинства stp
- •Версия rstp
- •Агрегирование линий связи в локальных сетях Транки и логические каналы
- •Борьба с «размножением» пакетов
- •Выбор порта
- •Фильтрация трафика
- •Виртуальные локальные сети
- •Назначение виртуальных сетей
- •Создание виртуальных сетей на базе одного коммутатора
- •Создание виртуальных сетей на базе нескольких коммутаторов
- •Альтернативные маршруты в виртуальных локальных сетях
- •Качество обслуживания в виртуальных сетях
- •Классификация трафика
- •Маркирование трафика
- •Управление очередями
- •Резервирование и профилирование
- •Ограничения коммутаторов
- •Вопросы и задания
- •Часть IV. Сети tcp/ip
- •Глава 15. Адресация в стеке протоколов tcp/ip
- •Стек протоколов tcp/ip
- •Типы адресов стека tcp/ip
- •Локальные адреса
- •Сетевые ip-адреса
- •Доменные имена
- •Формат ip-адреса
- •Классы ip-адресов
- •Особые ip-адреса
- •Использование масок при ip-адресации
- •Порядок назначения ip-адресов
- •Назначение адресов автономной сети
- •Централизованное распределение адресов
- •Адресация и технология cidr
- •Отображение ip-адресов на локальные адреса
- •Протокол разрешения адресов
- •Протокол Proxy-arp
- •Система dns Плоские символьные имена
- •Иерархические символьные имена
- •Обратная зона
- •Протокол dhcp
- •Режимы dhcp
- •Алгоритм динамического назначения адресов
- •Вопросы и задания
- •Глава 16. Протокол межсетевого взаимодействия
- •Формат ip-пакета
- •Упрощенная таблица маршрутизации
- •Просмотр таблиц маршрутизации без масок
- •Примеры таблиц маршрутизации разных форматов
- •Источники и типы записей в таблице маршрутизации
- •Пример ip-маршрутизации без масок
- •Маршрутизация с использованием масок
- •Структуризация сети масками одинаковой длины
- •Просмотр таблиц маршрутизации с учетом масок
- •Использование масок переменной длины
- •Перекрытие адресных пространств
- •Фрагментация ip-пакетов
- •Параметры фрагментации
- •Механизм фрагментации
- •Вопросы и задания
- •Глава 17. Базовые протоколы tcp/ip
- •Протоколы транспортного уровня tcp и udp
- •Порты и сокеты
- •Протокол udp и udp-дейтаграммы
- •Протокол tcp и тср-сегменты
- •Логические соединения — основа надежности tcp
- •Повторная передача и скользящее окно
- •Реализация метода скользящего окна в протоколе tcp
- •Управление потоком
- •Общие свойства и классификация протоколов маршрутизации
- •Протокол rip
- •Построение таблицы маршрутизации
- •Адаптация маршрутизаторов rip к изменениям состояния сети
- •Пример зацикливания пакетов
- •Методы борьбы с ложными маршрутами в протоколе rip
- •Протокол ospf
- •Два этапа построения таблицы маршрутизации
- •Метрики
- •Маршрутизация в неоднородных сетях Взаимодействие протоколов маршрутизации
- •Внутренние и внешние шлюзовые протоколы
- •Протокол bgp
- •Протокол icmp
- •Утилита traceroute
- •Утилита ping
- •Вопросы и задания
- •Глава 18. Дополнительные функции маршрутизаторов ip-сетей
- •Фильтрация
- •Фильтрация пользовательского трафика
- •Фильтрация маршрутных объявлений
- •Стандарты QoS в ip-сетях
- •Модели качества обслуживания IntServ и DiffServ
- •Алгоритм ведра маркеров
- •Случайное раннее обнаружение
- •Интегрированное обслуживание и протокол rsvp
- •Дифференцированное обслуживание
- •Трансляция сетевых адресов
- •Причины подмены адресов
- •Традиционная технология nat
- •Базовая трансляция сетевых адресов
- •Трансляция сетевых адресов и портов
- •Групповое вещание
- •Стандартная модель группового вещания ip
- •Адреса группового вещания
- •Основные типы протоколов группового вещания
- •Протокол igmp
- •Принципы маршрутизации трафика группового вещания
- •Протокол dvmrp
- •Протокол mospf
- •Протокол pim-sm
- •IPv6 как развитие стека tcp/ip
- •Система адресации протокола iPv6
- •Снижение нагрузки на маршрутизаторы
- •Переход на версию iPv6
- •Маршрутизаторы Функции маршрутизаторов
- •Уровень интерфейсов
- •Уровень сетевого протокола
- •Уровень протокола маршрутизации
- •Классификация маршрутизаторов по областям применения
- •Вопросы и задания
- •Часть V. Технологии глобальных сетей
- •Глава 19. Транспортные услуги и технологии глобальных сетей
- •Базовые понятия Типы публичных услуг сетей операторов связи
- •Выделенные каналы для построения частной сети
- •Виртуальная частная сеть
- •Доступ в Интернет
- •Традиционная телефония
- •Многослойная сеть оператора связи
- •Услуги и технологии физического уровня
- •Услуги и технологии пакетных уровней
- •Туннелирование
- •Технология Frame Relay История стандарта
- •Техника продвижения кадров
- •Гарантии пропускной способности
- •Технология atm
- •Ячейки atm
- •Виртуальные каналы atm
- •Категории услуг atm
- •Виртуальные частные сети
- •Ip в глобальных сетях Чистая ip-сеть
- •Протокол hdlc
- •Протокол ррр
- •Использование выделенных линий ip-маршрутизаторами
- •Работа ip-сети поверх сети atm
- •Вопросы и задания
- •Глава 20. Технология mpls
- •Базовые принципы и механизмы mpls Совмещение коммутации и маршрутизации в одном устройстве
- •Пути коммутации по меткам
- •Заголовок mpls и технологии канального уровня
- •Стек меток
- •Протокол ldp
- •Мониторинг состояния путей lsp
- •Тестирование путей lsp
- •Трассировка путей lsp
- •Протокол двунаправленного обнаружения ошибок продвижения
- •Инжиниринг трафика в mpls
- •Отказоустойчивость путей mpls Общая характеристика
- •Использование иерархии меток для быстрой защиты
- •Вопросы и задания
- •Глава 21. Ethernet операторского класса
- •Обзор версий Ethernet операторского класса Движущие силы экспансии Ethernet
- •Разные «лица» Ethernet
- •Стандартизация Ethernet как услуги
- •Технология EoMpls Псевдоканалы
- •Услуги vpws
- •Услуги vpls
- •Ethernet поверх Ethernet Области улучшений Ethernet
- •Разделение адресных пространств пользователей и провайдера
- •Маршрутизация, инжиниринг трафика и отказоустойчивость
- •Функции эксплуатации, администрирования и обслуживания
- •Функции эксплуатации, администрирования и обслуживания в Ethernet
- •Протокол cfm
- •Протокол мониторинга качества соединений y.1731
- •Стандарт тестирования физического соединения Ethernet
- •Интерфейс локального управления Ethernet
- •Мосты провайдера
- •Магистральные мосты провайдера
- •Формат кадра 802.1 ah
- •Двухуровневая иерархия соединений
- •Пользовательские мас-адреса
- •Инжиниринг трафика и отказоустойчивость
- •Магистральные мосты провайдера с поддержкой инжиниринга трафика
- •Вопросы и задания
- •Глава 22. Удаленный доступ
- •Схемы удаленного доступа
- •Типы клиентов и абонентских окончаний
- •Мультиплексирование информации на абонентском окончании
- •Режим удаленного узла
- •Режим удаленного управления и протокол telnet
- •Коммутируемый аналоговый доступ
- •Принцип работы телефонной сети
- •Удаленный доступ через телефонную сеть
- •Коммутируемый доступ через сеть isdn Назначение и структура isdn
- •Интерфейсы bri и pri
- •Стек протоколов isdn
- •Использование сети isdn для передачи данных
- •Технология adsl
- •Доступ через сети catv
- •Беспроводной доступ
- •Вопросы и задания
- •Глава 23. Сетевые службы
- •Электронная почта
- •Электронные сообщения
- •Протокол smtp
- •Непосредственное взаимодействие клиента и сервера
- •Протоколы рорз и imap
- •Протокол http
- •Формат http-сообщений
- •Динамические веб-страницы
- •Ранняя ip-телефония
- •Стандарты н.323
- •Стандарты на основе протокола sip
- •Связь телефонных сетей через Интернет
- •Новое поколение сетей ip-телефонии
- •Распределенные шлюзы и программные коммутаторы
- •Новые услуги
- •Интеграция систем адресации е.164 и dns на основе enum
- •Протокол передачи файлов
- •Основные модули службы ftp
- •Управляющий сеанс и сеанс передачи данных
- •Команды взаимодействия ftp-клиента с ftp-сервером
- •Сетевое управление в ip-сетях Функции систем управления
- •Архитектуры систем управления сетями
- •Вопросы и задания
- •Глава 24. Сетевая безопасность
- •Основные понятия информационной безопасности Определение безопасной системы
- •Угроза, атака, риск
- •Типы и примеры атак Атаки отказа в обслуживании
- •Перехват и перенаправление трафика
- •Внедрение в компьютеры вредоносных программ
- •Троянские программы
- •Сетевые черви
- •Шпионские программы
- •Методы обеспечения информационной безопасности
- •Классификация методов защиты
- •Политика безопасности
- •Шифрование
- •Симметричные алгоритмы шифрования
- •Алгоритм des
- •Несимметричные алгоритмы шифрования
- •Алгоритм rsa
- •Односторонние функции шифрования
- •Аутентификация, авторизации, аудит Понятие аутентификации
- •Авторизация доступа
- •Строгая аутентификация на основе многоразового пароля в протоколе chap
- •Аутентификация на основе одноразового пароля
- •Аутентификация на основе сертификатов
- •Сертифицирующие центры
- •Инфраструктура с открытыми ключами
- •Аутентификация информации
- •Цифровая подпись
- •Аутентификация программных кодов
- •Антивирусная защита
- •Сканирование сигнатур
- •Метод контроля целостности
- •Сканирование подозрительных команд
- •Отслеживание поведения программ
- •Сетевые экраны
- •Типы сетевых экранов разных уровней
- •Реализация
- •Архитектура
- •Прокси-серверы
- •Функции прокси-сервера
- •Прокси-серверы прикладного уровня и уровня соединений
- •«Проксификация» приложений
- •Системы обнаружения вторжений
- •Протоколы защищенного канала. IPsec
- •Иерархия технологий защищенного канала
- •Распределение функций между протоколами ipSec
- •Безопасная ассоциация
- •Транспортный и туннельный режимы
- •Протокол ан
- •Протокол esp
- •Базы данных sad и spd
- •Сети vpn на основе шифрования
- •Вопросы и задания
- •Рекомендуемая и использованная литература
Протоколы рорз и imap
А теперь давайте, как мы и собирались, сравним два протокола доступа к почте: РОРЗ (Post Office Protocol v.3 — протокол почтового отделения версии 3) и IMAP (Internet Mail Access Protocol — протокол доступа к электронной почте Интернета). Оба эти протокола решают одну и ту же задачу — обеспечивают доступ пользователей к корреспонденции, хранящейся на почтовом сервере. В связи с многопользовательским характером работы почтового сервера оба протокола поддерживают аутентификацию пользователей на основе идентификаторов и паролей. Однако протоколы РОРЗ и IMAP имеют принципиальные различия, важнейшее из которых состоит в следующем. Получая доступ к почтовому серверу по протоколу РОРЗ, вы «перекачиваете» адресованные вам сообщения в память своего компьютера, при этом на сервере не остается никакого следа от считанной вами почты. Если же доступ осуществляется по протоколу IMAP, то в память вашего компьютера передаются только копии сообщений, хранящихся на почтовом сервере.
Это различие серьезно влияет на характер работы с электронной почтой. Сейчас очень распространенной является ситуация, когда человек в течение одного и того же периода времени использует несколько различных компьютеров: на постоянном месте работы, дома, в командировке. Теперь давайте представим, что произойдет с корреспонденцией пользователя Полины, если она получает доступ к почте по протоколу РОРЗ. Письма, прочитанные на работе, останутся в памяти ее рабочего компьютера. Придя домой, она уже не сможет прочитать их снова. Опросив почту дома, она получит все сообщения, которые поступили с момента последнего обращения к почтовому серверу, но из памяти сервера они исчезнут, и завтра на работе она, возможно, не обнаружит важные служебные сообщения, которые были загружены на диск ее домашнего ноутбука. Таким образом, получаемая Полиной корреспонденция будет «рассеяна» по всем компьютерам, которыми она пользовалась. Такой подход не позволяет рационально организовать почту: распределять письма по папкам, сортировать их по разным критериям, отслеживать состояние переписки, отмечать письма, на которые послан ответ, и письма, еще требующие ответа и т. д. Конечно, если пользователь всегда работает только с одним компьютером, недостатки протокола РОРЗ не являются столь критичными. Но и в этом случае проявляется еще один «дефект» этого протокола — клиент не может пропустить, не читая, ни одного письма, поступающего от сервера. То есть объемное и возможно совсем ненужное вам сообщение может надолго заблокировать вашу почту.
Протокол IMAP был разработан как ответ на эти проблемы. Предположим, что теперь Полина получает почту по протоколу IMAP. С какого компьютера она бы ни обратилась к почтовому серверу, ей будут переданы только копии запрошенных сообщений. Вся совокупность полученной корреспонденции останется в полной сохранности в памяти почтового сервера (если, конечно, не поступит специальной команды от пользователя об удалении того или иного письма). Такая схема доступа делает возможным для сервера предоставление широкого перечня услуг по рациональному ведению корреспонденции, то есть именно того, чего лишен пользователь при применении протокола РОРЗ. Важным преимуществом IMAP является также возможность предварительного чтения заголовка письма, после чего пользователь может принять решение о том, есть ли смысл получать с почтового сервера само письмо.
Веб-служба
Изобретение службы World Wide Web (WWW), или Всемирной паутины, стоит в одном ряду с изобретениями телефона, радио и телевидения. Благодаря WWW люди получили возможность доступа к нужной им информации в любое удобное для них время. Теперь проще найти интересующую вас статью в Интернете, чем в стопке журналов, хранящихся рядом в шкафу. Очень быстро исчезают многие традиционные приемы рациональной организации работы с информацией, заключающиеся, например, в хранении полезной информации в записных книжках, раскладывании вырезок из журналов и газет в картонные папки с веревочками, упорядочивании документов в каталогах путем наклеивания на них маркеров с условными кодами, помогающими быстро отыскать нужный документ и т. д. Этим приемам приходят на смену новые безбумажные технологии Интернета, среди которых важнейшей является сетевая служба WWW, или веб-служба. Заметим, что WWW не только предоставляет любому человеку возможность быстрого поиска нужных данных и доступа к ним, но и позволяет выносить на многомиллионную аудиторию пользователей
Интернета собственную информацию — мнения, художественные и публицистические произведения, результаты научной работы, объявления и т. д. Причем он может это делать без особых организационных забот и практически бесплатно.
Мы не будем долго останавливаться на описании всех возможностей этой службы, учитывая, что для большинства из нас регулярный просмотр веб-сайтов стал не просто обыденностью, а необходимым элементом жизненного уклада.
Веб- и HTML-страницы
Миллионы компьютеров, связанных через Интернет, хранят невообразимо огромные объемы информации, представленной в виде веб-страниц.
□ Веб-страница, или веб-документ, как правило, состоит из основного HTML-файла и некоторого количества ссылок на другие объекты разного типа: JPEG- и GIF-изображения, другие HTML-файлы, аудио- и видеофайлы.
□ HTML-файлом, HTML-страницей или гипертекстовой страницей называют файл, который содержит текст, написанный на языке HTML (HyperText Markup Language — язык разметки гипертекста).
История появления языка HTML связана с попытками программистов разработать средство, которое бы позволяло им программным путем создавать красиво сверстанные страницы для просмотра на экране. Другими словами, красивая картинка появляется на дисплее только в результате ее интерпретации специальной программой, а в исходном виде она представляет собой однообразный текст с множеством служебных пометок. Вместо применения различных приемов форматирования, таких как выделение заголовков крупным шрифтом, а важных выводов — курсивным или полужирным начертанием, создатель документа на языках этого типа просто вставляет в текст соответствующие указания о том, что данная часть текста должна быть выведена на экран в том или ином виде. Служебные пометки такого рода в исходном тексте выглядят, например, как <b> </Ь> (начать и закончить вывод текста полужирным начертанием) и называются тегами. Язык HTML не является первым языком разметки текста, его предшественники существовали задолго до появления веб-службы, например в первых версиях ОС Unix существовал язык troff (с помощью этого языка отформатированы страницы электронной документации Unix, известные как man-страницы).
В язык HTML включены разные типы тегов, команд и параметров, в том числе для вставки в текст изображений (тег <img s гс="...">). Чтобы HTML-страница выглядела так, как задумал программист, она должна быть выведена на экран специальной программой, способной интерпретировать язык HTML. Такой программой является уже упоминавшийся веб-браузер.
Существует особый тип тега, который имеет вид <а href ="..."> ...</а> и называется гиперссылкой. Гиперссылка содержит информацию о веб-странице или объекте, который может находиться как на том же компьютере, так и на других компьютерах Интернета. Отличие гиперссылки от других тегов состоит в том, что элемент, описываемый ею, не появляется автоматически на экране, вместо этого на месте тега (гиперссылки) на экран выводится некоторое условное изображение или особым образом выделенный текст — имя гиперссылки. Чтобы получить доступ к объекту, на который указывает эта гиперссылка, пользователь должен «щелкнуть» на ней, дав тем самым команду браузеру найти и вывести на экран требуемую страницу или объект. После того как новая веб-страница будет загружена, пользователь сможет перейти по следующей гиперссылке — такой «веб-серфинг» может продолжаться теоретически сколь угодно долго. Все это время веб-браузер будет находить указанные в гиперссылках страницы, интерпретировать все размещенные на них указания и выводить информацию на экран в том виде, в котором ее спроектировали разработчики этих страниц.
URL
Браузер находит веб-страницы и отдельные объекты по адресам специального формата, называемым URL (Uniform Resource Locator — унифицированный указатель ресурса). URL-адрес может выглядеть, например, так: http://www.olifer.co.uk/books/books.htm. В URL-адресе можно выделить три части:
□ Тип протокола доступа. Начальная часть URL (http://) указывает на то, какой протокол должен быть использован для доступа к данным, расположение которых определяется оставшейся частью URL. Помимо HTTP, здесь могут быть указаны и другие протоколы, такие как FTP, telnet, также позволяющие осуществлять удаленный доступ к файлам или компьютерам1.
□ DNS-имя сервера. Имя сервера, на котором хранится нужная страница. В нашем случае — это имя сайта www.olifer.co.uk.
□ Путь к объекту. Обычно это составное имя файла (объекта) относительно главного каталога веб-сервера, предлагаемого по умолчанию. В нашем случае путем к объекту является /books/books.htm. По расширению файла мы можем сделать вывод о том, что это HTML-файл.
Веб-клиент и веб-сервер
Как мы уже отмечали, сетевая веб-служба представляет собой распределенную программу, построенную в архитектуре клиент-сервер. Клиент и сервер веб-службы взаимодействуют друг с другом по протоколу HTTP.
Клиентская часть веб-службы, или веб-клиент, называемый также браузером, или агентом пользователя веб-службы, представляет собой приложение, которое устанавливается на компьютере конечного пользователя и одной из важных функций которого является поддержание графического пользовательского интерфейса.
Через этот интерфейс пользователь получает доступ к широкому набору услуг, главной из которых, конечно, является «веб-серфинг», включающий поиск и просмотр страниц, навигацию между уже просмотренными страницами, переход по закладкам и хранение истории посещений. Помимо средств просмотра и навигации, веб-браузер предоставляет пользователю возможность манипулирования страницами: сохранение их в файле на диске своего компьютера, вывод на печать, передача по электронной почте, контекстный поиск в пределах страницы, изменение кодировки и формата текста, а также множество других функций, связанных с представлением информации на экране и конфигурированием самого браузера.
К числу наиболее популярных сейчас браузеров можно отнести Internet Explorer компании Microsoft, Firefox компании Mozilla и последнее предложение компании Google — Chrome. Веб-браузер — это не единственный вид клиента, который может обращаться к веб-серверу. Эту роль могут исполнять любые программы и устройства, поддерживающие протокол HTTP, а также многие модели мобильных телефонов — для доступа в этом случае применяется специальный протокол WAP (Wireless Application Protocol — протокол беспроводных приложений).
Значительную часть своих функций браузер выполняет в тесной кооперации с веб-сервером. Как уже было сказано, клиент и сервер веб-службы связываются через сеть по протоколу HTTP. Это означает, что в клиентской части веб-службы присутствует клиентская часть HTTP, а в серверной — серверная часть HTTP.
Веб-сервер — это программа, хранящая объекты локально в каталогах компьютера, на котором она запущена, и обеспечивающая доступ к этим объектам по URL-адресам. Наиболее популярными веб-серверами сейчас являются Apache и Microsoft Internet Information Server.
Рис. 23.4. Отображение веб-страницы
Как и любой другой сервер, веб-сервер должен быть постоянно в активном состоянии, прослушивая ТСР-порт 80, который является назначенным портом протокола HTTP. Как только сервер получает запрос от клиента, он устанавливает TCP-соединение и получает от клиента имя объекта, например, в виде /books/books.htm, после чего находит в своем каталоге этот файл, а также другие связанные с ним объекты и отсылает по ТСР-соединению клиенту. Получив объекты от сервера, веб-браузер отображает их на экране (рис. 23.4). После отправки всех объектов страницы клиенту сервер разрывает с ним ТСР-соединение. В дополнительные функции сервера входят также аутентификация клиента и проверка прав доступа данного клиента к данной странице.
Для повышения производительности некоторые веб-серверы прибегают к кэшированию наиболее часто используемых в последнее время страниц в своей памяти. Когда приходит запрос на какую-либо страницу, сервер, прежде чем считывать ее с диска, проверяет, не находится ли она в буферах более «быстрой» оперативной памяти. Кэширование страниц осуществляется и на стороне клиента, а также на промежуточных серверах (прокси-серверах). Кроме того, эффективность обмена данными с клиентом иногда повышают путем компрессии (сжатия) передаваемых страниц. Объем передаваемой информации уменьшают также за счет того, что клиенту передается не весь документ, а только та часть, которая была изменена. Все эти приемы повышения производительности веб-службы реализуются средствами протокола HTTP