4.2.2. Организация взаимодействия в сети Интернет

Сеть Интернет объединяет десятки миллионов компьютеров самых разных типов: от персональных компьютеров разных моделей до больших ЭВМ (мэйнфреймов) и суперкомпьютеров. Найти единый язык общения таких различных машин друг с другом — весьма сложная задача. Она решается благодаря использованию созданной для этой сети системы протоколов общения компьютеров. Протокол — совокупность правил, регламентирующая функции управления передачей данных между компонентами компьютерной сети.

Основу этой системы составляют два главных протокола:

Internet Protocol (IP) — межсетевой протокол;

Transmission Control Protocol (TCP) — протокол управления передачей.

Протокол IP организует разбиение сообщений на электронные пакеты (IP-дейтаграммы), определяет маршруты отправляемых пакетов и обрабатывает поступающие.

TCP управляет потоком данных, обрабатывает ошибки и гарантирует, что информационные пакеты получены и собраны в полном составе и необходимом порядке.

Существует еще один протокол Интернета: протокол дейтаграммы пользователя (UDP — User Datagram Protocol) — более простой и служащий для неответственных пересылок данных.

Последовательность процедур использования этих протоколов следующая.

Информация для передачи упаковывается средствами прикладной программы в блоки определенного формата. Протокол IP разделяет эти блоки на пакеты, каждый из которых получает номер и заголовок.

Механизм работы межсетевых протоколов TCP/IP подобен действиям почтовой службы.

1. Пересылаемые по обычной почте письменные сообщения упаковываются в конверты (письма), на которых должны стоять адреса отправителя и получателя. Точно так же действуют и компьютеры: разделяют и упаковывают информационные блоки в электронные пакеты и передают их оптимальным путем от одного компьютера к другому. У этих электронных информационных пакетов, как и у почтовых, есть стандартная упаковка: текст информационного сообщения запаковывается в кодовый конверт, формируемый из специальных символов начала и конца и заголовка сообщения, в котором указываются адреса отправителя и получателя (так называемые IP-адреса). Такой кодовый конверт обеспечивает целостность сообщения и служит его проводником в сети.

2. Отправленное письмо поступает в распоряжение почтовой службы. В каждом почтовом отделении читается адрес получателя, определяется, через какие другие почтовые отделения следует отправить письмо получателю оптимальным образом, после чего письмо пересылается следующему выбранному отделению связи. Примерно такой же алгоритм передачи электронных пакетов реализован и в сети Интернет. Роль почтовых отделений выполняют компьютеры-маршрутизаторы, объединяющие отдельные участки сети между собой.

Электронные пакеты имеют стандартный размер: одно длинное сообщение нередко размещается в нескольких пакетах и, наоборот, в одном пакете может содержаться несколько коротких сообщений, если у них одинаковый адрес получателя. Каждый пакет доставляется адресату независимо от всех других по оптимальному на текущий момент маршруту. Иначе говоря, взаимосвязанные пакеты и пакеты от одного компьютера к другому могут передаваться разными путями. При этом по одному каналу допускается передавать пакеты, направляющиеся в совершенно разные части сети. Это позволяет наиболее эффективно использовать ресурсы системы телекоммуникаций и обходить поврежденные ее участки.

На приемном конце у получателя проверяется качество каждого поступившего пакета (не произошло ли искажения информации при передаче), все пакеты одного длинного сообщения собираются вместе, проверяется наличие всех пакетов этого сообщения и в случае полноты и достоверности пакеты объединяются в одно сообщение. Если пакет информации потерялся или исказился, запрашивается его копия. Поскольку сообщение восстанавливается только после получения всех неискаженных пакетов, последовательность их поступления значения не имеет.

Протоколы IP и TCP настолько тесно связаны, что их часто приводят под одним названием — протоколы TCP/IP.

На основе этих протоколов разработаны многие сетевые сервисные протоколы, среди которых следует отметить:

File Transfer Protocol (FTP) — протокол передачи файлов;

Telnet — протокол удаленного доступа, т.е. дистанционного исполнения команд на удаленном компьютере;

Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) — простой протокол пересылки электронной почты;

Hyper Text Transfer Protocol (HTTP) — протокол передачи гипертекста (используется при передаче сообщений в World Wide Web);

Network News Transfer Protocol (NNTP) — протокол передачи новостей (телеконференций).