5. Сетевые службы и основные протоколы tcp/ip уровня приложений

   1. Модель “Клиент/Сервер”

“Клиент/Сервер” - это модель взаимодействия, в которой компьютеры сети являются либо клиентами, либо серверами. Клиентами являются запрашивающие компьютеры, а сервером - компьютер, который обрабатывает запросы клиентов и отвечает на них.

Следует иметь в виду, что термины “клиент” и “сервер” могут применяться не только к физическим устройствам. Модель “Клиент/Сервер” применима и к программному обеспечению (ПО), когда серверная часть распределенного ПО обслуживает запросы нескольких его клиентских частей.

2. Сетевые службы, порты, протоколы и сокеты

ПО, обеспечивающее обмен информацией между приложениями и основанное на модели “Клиент/Сервер” в TCP/IP сетях называют сетевыми службами или сервисами.

Для взаимодействия приложений в TCP/IP сетях совместно с протоколами используются сокеты. Сокет включает в себя IP-адрес и номер порта (числовой идентификатор выполняющегося на компьютере сетевого приложения).

На основе централизованной стандартизации все сетевые службы связаны с уникальными номерами портов, а номера портов - с протоколами. Это позволяет автоматически определять, какая из выполняющихся на одном хосте сетевых программ должна обрабатывать поступающие на определенный порт данные. За присвоение номеров портов сетевым службам отвечает некоммерческая организация, администрирующая адресное пространство и параметры протоколов сети Интернет.

Первоначально серверная часть сетевой службы создает так называемый “слушающий” серверный сокет, обеспечивая тем самым возможность клиентским частям службы обращаться к данному сервису. После чего клиентские части могут посылать запросы на открытие клиентских сокетов с указанием IP-адреса сервера и порта сервиса, т.е. на создание соединения для сетевого взаимодействия. Когда это происходит, то для осуществления взаимодействия с обнаруженным клиентом сервер автоматически создает новый сокет, а по старому - продолжает “слушать” запросы на установление новых соединений. Таким образом, один сервер может одновременно “общаться” с несколькими клиентами.

3. Назначение ip-адресов хостам и протокол dhcp

Многие пользователи не обладают достаточными знаниями для того, чтобы настроить свои компьютеры для работы в сети и должны, поэтому полагаться на сетевых администраторов. Однако назначение IP-адресов администратором сети многим компьютерам представляет собой довольно утомительную процедуру. Для того чтобы освободить администратора от этих проблем используется протокол DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP.

Этот протокол уровня приложений, используя порты 67 и 68, обеспечивает надежный и простой способ конфигурирования сети, гарантируя отсутствие конфликтов IP-адресов за счет их назначения DHCP-сервером. При включении компьютер-клиент сам обращается к DHCP-серверу, и получает от него нужные параметры, что позволяет автоматизировать настройку и уменьшает количество ошибок администрирования.

Протокол DHCP предоставляет три способа назначения IP-адресов: “ручное”, “автоматическое” и “динамическое”.

В “ручном” способе администратор размещает на DHCP-сервере информацию о соответствии IP-адресов физическим MAC-адресам клиентов. Эти IP-адреса пересылаются компьютерам-клиентам в ответ на их запросы к DHCP-серверу.

При “автоматическом” способе DHCP-сервер назначает IP-адрес (и, возможно, другие параметры конфигурации клиента) из пула наличных IP-адресов без вмешательства человека. Границы пула назначаемых адресов задает администратор при конфигурировании DHCP-сервера. Между идентификатором клиента и его IP-адресом по-прежнему, как и при ручном назначении, существует постоянное соответствие. Оно устанавливается в момент первичного назначения сервером IP-адреса клиенту. При всех последующих запросах сервер возвращает тот же самый IP-адрес.

При “динамическом” способе назначения сервер выдает IP-адрес клиенту на ограниченное время (называемое "сроком аренды"), по истечении которого адрес вновь считается свободным, а клиент обязан запросить новый. Освободившийся адрес может быть предоставлен любому клиенту, в т.ч. и тому, который его ранее использовал. Такое динамическое назначение адресов позволяет строить IP-сеть, количество узлов в которой, намного превышает количество имеющихся в распоряжении администратора IP-адресов.

Примером работы протокола DHCP может служить ситуация, когда компьютер, являющийся клиентом, удаляется из подсети. При этом назначенный ему IP-адрес автоматически освобождается. Когда компьютер подключается к другой подсети, то ему автоматически назначается новый адрес. Ни пользователь, ни сетевой администратор не вмешиваются в этот процесс. Это свойство очень важно для мобильных пользователей в беспроводных сетях, использующих технологии WiFi или Bluetooth.