13.1.4Модель Клиент-Сервер

Большинство сетевых приложений написано таким образом, что с одной стороны присутствует клиент, а с другой - сервер. При этом сервер предоставляет определенные сервисы клиентам.

Можно подразделить серверы на два класса: последовательные (iterative) и конкурентные (concurrent). Последовательный сервер функционирует следующим образом.

Рисунок 15.9 Алгоритм работы последоватеьного сервера

В процессе выполнения шага П2 могут возникнуть проблема. Она заключается в том, что в это время никакие другие клиенты не могут быть обслужены.

Конкурентный сервер, с другой стороны, работает следующим образом.

Запуск нового сервера на шаге К2 для обработки запроса клиента может выглядеть как создание нового процесса, задачи, в зависимости от того какая операционная система лежит в основе этого сервера. Новый сервер обрабатывает поступивший запрос клиента целиком. По завершении сервер уничтожается.

Преимущество конкурентного сервера заключается в том, что он просто запускает другие сервера для обработки запросов от клиентов. В подобном случае каждый клиент имеет собственный сервер. Предполагается, что операционная система поддерживает многозадачность и обслуживание нескольких клиентов одновременно.

Рисунок 15.10 Алгоритм работы конкурентного сервера

Мы подразделили именно сервера, а не клиентов, специально, потому что в обычных условиях клиент не может сказать, с каким сервером, последовательным или конкурирующим, он общается.

В общем случае, серверы TCP - конкурентные, а серверы UDP - последовательные. Однако из этого правила могут быть исключения.

Номера портов

Как мы уже сказали, TCP и UDP идентифицируют приложения с использованием 16-битных номеров порта. Рассмотрим, как выбираются эти номера портов.

Обычно серверы знают свои заранее известные (well-known) номера портов. Например, каждая реализация TCP/IP, предоставляющая FTP сервер, знает, что сервисный порт TCP номер 21 зарезервирован для FTP сервиса. Каждый Telnet сервер имеет порт номер 23. Каждая реализация TFTP (Trivial File Transfer Protocol) использует UDP порт 69. Подобные сервисы, предоставляемые в любой реализации TCP/IP, имеют заранее известные номера портов в диапазоне от 1 до 1023. Заранее известные порты обслуживаются Internet Assigned Numbers Authority (IANA).

До 1992 года номера заранее известных портов находились в диапазоне от 1 до 255. Порты между 256 и 1023 обычно использовались UNIX системами для специальных сервисов. Эти сервисы присутствовали в UNIX системах, однако могли не присутствовать в других операционных системах. В настоящее время IANA обслуживает порты в диапазоне от 1 до 1023.

В качестве примера различия между Internet сервисом и специализированным UNIX сервисом можно показать различие между Telnet и Rlogin. Оба позволяют осуществить терминальный заход по сети на удаленный компьютер. Telnet это стандарт TCP/IP с номером заранее известного порта 23. Он поддерживается практически во всех операционных системах. Rlogin, с другой стороны, исходно был разработан в UNIX системах (однако многие не UNIX системы в настоящее время также предоставляют этот сервис). Однако заранее известный порт был выбран в начале 80-годов и установлен в значение 513.

Клиент обычно не заботится о том, какой порт используется с его стороны. Все что ему необходимо, это быть уверенным, что данный номер порта уникален на его компьютере. Номер порта клиента называется динамически назначаемым портом (ephemeral port), то есть портом с коротким временем жизни. Это объясняется тем, что клиент обычно существует ровно столько времени, сколько пользователь нуждается в клиентском сервисе, тогда как сервера функционируют все время, пока запущен компьютер.

Большинство реализаций TCP/IP располагают номера динамически назначаемых портов в диапазоне значений между 1024 и 5000. Номера портов свыше 5000 предназначены для других серверов (не зарезервированных в сети Internet) . Далее по тексту мы встретим множество примеров того, как располагаются или назначаются динамически назначаемые порты.

В большинстве UNIX систем номера заранее известных портов находятся в файле /etc/services. Чтобы найти номер порта для сервера Telnet и Domain Name System, можно исполнить следующую команду:

sun % grep telnet /etc/services

telnet 23/tcp используется порт TCP 23

sun % grep domain /etc/services

domain 53/udp используются порты UDP 53

domain 53/tcp и TCP порт 53