Виды коммуникаций в Internet

Несмотря на всю многогранность Internet, все предлагаемые услуги базируются на трех основных приложениях. Это – электронная почта, FTP и Telnet. Они же являются наиболее “древними” услугами Internet. В настоящее время существует значительное число приложений, использующих свои протоколы и представляющие самостоятельные услуги. Например, система World Wide Web основана на протоколе передачи гипертекста HTTP, а многие приложения типа клиент/сервер используют собственные протоколы.

Поскольку важно иметь общее представление об основных принципах коммуникации в Internet, они будут кратко рассмотрены.

Управление передачей данных

Internet является системой, самостоятельно определяющей коммуникационные пути между подсоединенными компьютерами. Каждый раз, когда в Internet отправляется сообщение между двумя пунктами, система определяет наиболее благоприятный в данный момент маршрут. При этом играют роль такие факторы, как какие сети имеются в распоряжении и какова их загрузка в данный момент. Может оказаться, что различные пакеты данных, из которых состоит сообщение, пойдут к адресату различными путями. Только такая система может обеспечить сохранение функционирования Internet в случае повреждения коммуникационных путей. Каждый сервер получает в Internet свой адрес. При этом сеть каждой ступени подсоединяется к Internet через так называемый маршрутизатор. Он представляет собой компьютер, который посредством сложных алгоритмов с учетом взаимодействия многих сетей определяет оптимальный в данный момент путь между отправителем и получателем.

Особым видом межсетевых соединений являются мосты. Так называют компьютеры, которые обычно управляют передачей данных между двумя сетями типа Ethernet, причем мосты сами осуществляют определение адреса компьютера по номеру установленной в каждом ПК сетевой карты. С точки зрения Internet обе эти сети выглядят как единая ЛВС. В отличие от маршрутизаторов мосты могут соединять только одинаковые сети.

При обмене данными между Internet и другими сетями данные нужно не только отправить в нужном направлении, но и при переходе из одной сети в другую перевести в соответствующий формат. Компьютеры, осуществляющие такой перевод, называют шлюзами.

К адресам всех компьютеров, подсоединенных к Internet, предъявляются особые требования: поскольку Internet самостоятельно осуществляет передачу данных, адреса компьютеров должны иметь формат, который компьютеры смогут обрабатывать автоматически, и, с другой стороны, адрес должен нести некоторую информацию о своем владельце. Поэтому в Internet используют сразу два адреса: цифровой IP-адрес и доменный адрес, которые могут применяться равноценно.

Цифровой адрес, как и вся информация, обрабатываемая компьютером, является числом, выраженным в двоичной системе. Так, 32-битный адрес состоит из 32-разрядной последовательности цифр 0 и 1. Для удобства цифровой адрес разделяют на четыре блока из 8 бит, которые затем записывают в десятичной системе и отделяют друг от друга точками.

123.45.67.89

Такой адрес содержит полную информацию, необходимую для идентификации компьютера. Первые два числа являются адресом сети, а последние два – адресом компьютера внутри этой сети.

Для удобства работы наряду с адресами применяют более наглядные для людей доменные имена. Эта система распределяет адреса по иерархии различных доменов (domain – область), представляющих собой определенную группу компьютеров. Домены составляются по географическим или тематическим признакам. Полный доменный адрес обозначается как FQDN и читается в обратном порядке относительно цифрового адреса.

polydos.uni-konstanz .de

имя компьютера сеть домен - (Германия)

На этом компьютере содержится электронная запись всех фондов Библиотеки университета в городе Констанце.

Как видно из этого примера, в полном доменном адресе сначала указывают нужный компьютер, затем следуют домены по мере возрастания их уровня. Тем самым определяется “траектория” поиска к другому компьютеру. Для того чтобы обработать эту траекторию поиска, в отдельных доменах имеются так называемые серверы имен. Они представляют собой компьютеры, которые преобразовывают задаваемое доменное имя в соответствующий цифровой адрес.

При поиске нужного компьютера заданный доменный адрес прочитывается справа налево, и сеть, к которой подключен ваш компьютер, связывается с сервером имен высшего уровня, который управляет всеми адресами домена “de”. После этого будет установлена связь с соответствующей сетью, т.е. сетью университета Констанца. Там находится каталог всех компьютеров, подсоединенных к локальной сети, и связь можно считать установленной.

Существуют домены, разделенные по тематическим признакам. Такие домены имеют трехбуквенное обозначение и получили распространение в США. Например, домен gov обозначает правительство США.

Теперь рассмотрим программные средства, которые обеспечивают коммуникацию в Internet.

Как известно, протоколы TCP/IP составляют основу для обмена данными между различными системами в Internet,, однако, прежде чем эти протоколы начнут функционировать, подлежащие передаче данные упаковываются соответствующей прикладной программой в блоки определенного формата, характерного для того или иного приложения.

Это означает, что информация в Telnet выглядит иначе, чем в Mail, поэтому она может восприниматься только программными средствами Telnet.

Протокол TCP разделяет эти блоки на пакеты TCP, каждый из которых получает заголовок, где, кроме адреса получателя, содержится информация об исправлении ошибок и о последовательности передачи пакетов. Затем пакеты TCP разделяются на еще более мелкие пакеты IP. Вследствие этого первоначальные элементы информации приложения выглядят совсем иначе, т.к. данные разделены на два уровня. Таким образом, пакеты состоят, по меньшей мере, из трех различных уровней, каждый из которых содержит свою собственную информацию:

• данные приложения;

• информация TCP;

• информация IP.

Большие ЛВС часто подразделяют на несколько более мелких единиц, так называемых субсетей. Субсети также добавляют свою информацию, характерную для них.

Каждый раз после передачи такого блока информации принимающая программа проверяет по коду контрольной суммы появление ошибок в поступивших данных.

Перед отправкой пакета протокол TCP по определенной математической формуле вычисляет контрольную сумму. При поступлении пакета получателю контрольная сумма пакета снова рассчитывается по той же формуле и сравнивается с контрольной суммой отправителя. Если при передаче пакет был поврежден, программа автоматически запросит повторную передачу.

Затем принимающая программа снова объединяет пакеты IP в тексты TCP, из которых реконструируются исходные данные.

При работе в режиме удаленного терминала ПК с помощью специальной программы (VT100) может эмулировать терминал. При таком виде связи ресурсы ПК используются только для поддержки режима терминала.

Этот принцип был положен в основу разработки модели клиент/сервер, которая для ввода команд и доступа к ресурсам системы использует две взаимосвязанные программы. При таком разделении задач программу, которая принимает команды пользователя, называют клиентом. Она находится на ПК и использует его вычислительные ресурсы.

Соответствующая ей программа – сервер (которую часто называют “демон”) находится на компьютере, на котором хранятся информационные ресурсы, предоставленные в распоряжение пользователя. Эта программа принимает заказ от своего “клиента”, обрабатывает его и отправляет обратно требуемую информацию с помощью соответствующего протокола передачи данных.

Этот принцип находит свое применение и в Internet. Предоставлением услуг Internet управляют программы, которые состоят из двух компонентов – клиента и сервера. При этом они могут находиться как на разных компьютерах, так и на одном и том же. Если на пользовательском ПК нет “клиента”, то можно установить связь через Telnet с другим компьютером, на котором имеется “клиент”. В частности, такой клиент может иметься на том же компьютере, где установлен сервер.