Введение (стр. 6 )

Поле «смещение данных» определяет число 32-разрядных слов в заголовке TCP-сегмента, так как такое же смещение есть в межсетевом заголовке.

В поле «резерв» все разряды устанавливаются равными 0.

Поля управляющих флагов означают следующее: URG (urgency) — указатель срочности; АСК (acknowledgement) — подтверждение; PSH (push) — указатель немедленной выдачи на верхний уровень; RST (reset) — немедленный сброс соединения; SYN (synchronization) — синхронизация последовательных номеров; FIN (final) — завершение соединения.

Поле «окно» содержит число байт, равное длине окна, т. е. период времени в байтах, когда отправитель ожидает информацию от приёмника.

Поле «проверочная сумма» представляет собой обратный код суммы обратных кодов всех 16-разрядных слов заголовка.

Поле «указатель срочности» указывает последовательный номер байта, которым заканчиваются срочные данные. Это поле становится равным 0, если установлен флаг URG, т. е. весь сегмент становится срочным.

Поле «модификаторы» указывает на дополнительные услуги и может иметь переменную длину, кратную байту.

Поле «заполнитель» имеет переменную длину и дополняет заголовок до целого числа 32-разрядных слов. Поле заполняется нулями.

Рассмотрим типовой диалог между двумя объектами прикладного уровня с использованием протокола ТСР.

Фаза 1 — установление соединения.

 

Обозначения:

N(S) — номер байта, с которого начнёт передавать данные передатчик (ПРД), например, 55.

N(R) — номер байта, с которого будет передавать приёмник (ПРМ), например, 202.

Рис. 2.11. Взаимодействие узлов в режиме «прикладной уровень – ТСР»

Для открытия виртуального соединения посылается флаг SYN в сегменте, с которого начнется передача (N(S)=55). Приёмник отвечает сегменту, в котором флаг АСК установлен в 1 и указывает номер байта, с которого он начнёт передавать (N(R)=202). В заголовке этого же сегмента в поле «номер подтверждения» приёмник указывает, что он ожидает от передатчика байт с номером 56. Здесь же передаётся флаг синхронизации SYN. Передатчик (модуль А), получив этот сегмент с подтверждением о готовности приёмника работать, также отвечает сегментом с подтверждением АСК и в поле «номер подтверждения» передатчик указывает, что он ожидает от приёмника байт с номером 203.

После этого виртуальное соединение установлено, о чем модули ТСР извещают свои прикладные процессы.

Фаза 2 — передача данных.

 

Рис. 2.12. Взаимодействие узлов в режиме «прикладной уровень – ТСР»

Передатчик по созданному виртуальному соединению передаёт данные (30 байт), начиная с байта под номером 56. Приёмник ожидает байт данных именно с этим номером, поэтому после приёма данных приёмник выдаёт сегмент с флагом подтверждения АСК и номером следующего ожидаемого байта N(S)=56+30=86, кроме того, приёмник отсылает в сторону передатчика 100 байт данных, начиная с номера 203, что и ожидает передатчик. Получив 100 байт от приёмника, передатчик выдаёт сегмент с флагом АСК и номером следующего ожидаемого байта N(R)=203+100=303.

Фаза 3 — Плавное закрытие соединения.

 

Рис. 2.13. Взаимодействие узлов в режиме «прикладной уровень – ТСР»

Для плавного завершения соединения передатчик отправляет сегмент с флагом FIN и номером байта N(S)=86. Приёмник выдаёт сегмент с флагом подтверждения АСК и номером ожидаемого байта N(S)=87, но у приёмника ещё остались данные для передачи, которые он и отправляет (150 байт), начиная с байта под номером N(R)=303. Передатчик отвечает сегментом с флагом подтверждения АСК и номером ожидаемого байта +150+1). На этом виртуальное соединение прикладного уровня разрывается, но остается ещё виртуальное соединение транспортного уровня. Для его разрушения приёмник посылает сегмент с флагом FIN и номером ожидаемого байта N(R)=454. Передатчик отвечает подтверждением, на что приёмник также отвечает сегментом подтверждения АСК. На этом виртуальное соединение на транспортном уровне разрушается.

Контрольные вопросы по главе

1.  Дайте определение понятия сети Internet.

2.  На базе каких сетей возникла Internet?

3.  Что понимают под структурой сети Internet?

4.  Опишите обобщённую структуру сети Internet.

5.  Объясните структуру стека протоколов TCP/IP.

6.  Построение цифровой системы IP-адреса.

7.  Особенности цифровой адресации в Internet.

8.  Построение доменной системы адресов в Internet.

9.  Поясните основные свойства алгоритма маршрутизации.

10.  Дайте пояснение понятий «автономная система», «внутренние и внешние протоколы маршрутизации».

11.  Назначение маршрутной таблицы.

12.  Опишите статический алгоритм обновления таблицы.

13.  Дайте объяснение динамическому алгоритму обновления таблицы маршрутизации.

14.  Объясните принцип алгоритма Беллмана-Форда.

15.  Объясните принцип алгоритма Дейкстры.

16.  Назначение протоколов GGP и RIP.

17.  Назначение протоколов HELLO, OSPF и IS-IS.

18.  Основные положения внешнего протокола EGP.

19.  Назначение внешнего протокола BGP.

20.  Опишите архитектуру протоколов TCP/IP.

21.  Основные отличия архитектуры ЭМВОС от TCP/IP.

22.  Назначение протоколов канального уровня TCP/IP.

23.  Опишите основные механизмы базового протокола IP.

24.  Дайте назначение полей формата протокола IP.

25.  Назначение вспомогательного протокола ICMP.

26.  Опишите услуги протокола UDP.

27.  Назначение транспортного протокола ТСР.

28.  Опишите назначение полей формата TCP-сегмента.

29.  Объясните взаимодействие объектов прикладного уровня с помощью ТСР.

3. ОСНОВНЫЕ СЛУЖБЫ Internet

Несмотря на всю многогранность деятельности Internet, все предлагаемые услуги базируются на трёх основных приложениях — FTP, Telnet и ЭП (электронная почта), которые являются и наиболее «древними» услугами Internet.

Для реализации служб Internet широкое применение нашёл принцип доступа к ресурсам под названием «клиент-сервер». Рассмотрим этот принцип подробнее.

3.1. Принцип метода «клиент-сервер»

Принцип «клиент-сервер» реализует доступ к информационным ресурсам и ввод команд путём использования двух взаимосвязанных программ.

Первая — это программа, которая принимает команды пользователя. Она называется клиент и находится в ПЭВМ пользователя, используя его вычислительные ресурсы.

Вторая программа находится в другой ПЭВМ, которая располагает информационными ресурсами. Эта программа называется — «сервер». (Так как чаще всего серверные части располагаются на системах, работающих под управлением различных вариантов ОС UNIX, то такие программы, в соответствии с принятым в UNIX-системах неформальным названием программ, резидентно находящихся в памяти, называются «демонами» — daemons). «Сервер» принимает заказ от своего удалённого «клиента», обрабатывает его и отправляет обратно требуемую информацию с помощью соответствующего протокола передачи данных.

Таким образом, предоставлением услуг управляют программы, которые состоят, в общем случае, из двух компонентов — клиента и сервера. Ясно, что они могут быть размещены и на одной ПЭВМ. Причём в большинстве случаев на ПЭВМ инсталлирована не одна, а несколько программ-серверов. Например, можно установить связь с другим компьютером через службу Telnet или отослать в удалённую ПЭВМ сообщение с помощью ЭП (электронной почты), или получить с этого компьютера какие-либо файлы через службу FTP. Для выполнения таких задач ПЭВМ должна отличать отдельные службы приложений при помощи различных точек входа — портов. Каждой программе-серверу присваивается определённый номер порта (то есть точки доступа), по которой к этой программе-серверу обращается соответствующий клиент.

Поскольку сеть Internet обеспечивает связь с необозримым множеством ПЭВМ, то для различных программ-серверов установлены определённые номера портов, для использования всеми пользователями. Например, служба Telnet связана с портом 23, служба FTP — с портами 20 и 21.

3.2. Служба FTP — протокол пересылки файлов

Этот протокол FTP — File Transfer Protocol (протокол передачи файлов, RFC 959) является одним из самых используемых ресурсов сети Internet. Основное назначение — даёт возможность пользователям копировать файлы из одного компьютера в другой. Не обязательно, что эти ПЭВМ должны быть подключены к сети Internet — главное, они должны использовать для транспорта стек TCP/IP. То есть в пределах локальной сети, работающей по протоколам TCP/IP, также можно воспользоваться услугами FTP.

Программное обеспечение FTP разделено на две части:

-  одна часть размещается на ПЭВМ, которая содержит необходимые файлы (это FTP-сервер);

-  другая часть содержится на ПЭВМ, которой эти файлы требуются (это FTP-клиент).

Клиентом может быть локальная ПЭВМ или любая, подсоединённая к сети Internet, электронная доска объявлений — в принципе, любой процесс.

Обе части программы путём взаимодействия друг с другом обеспечивают передачу файлов. При этом программа-клиент FTP не только реализует протокол передачи данных, но и поддерживает множество команд и параметров для просмотра каталогов FTP-сервера, поиска файлов и управления перемещением данных.

Служба FTP — очень мощное средство, но пользоваться им можно, только в том случае, если абонент зарегистрирован на FTP-сервере. Для этих целей имеются различные команды FTP-клиентов. На FTP-сервере обычно создаются две различные области:

-  для постоянных пользователей, внесённых в специальный список;

-  области, открытые для общего пользования, к которым разрешается анонимный доступ.

Хотя анонимный доступ достаточно популярен, его эффективность в сети Internet не гарантируется. Многие владельцы информационных ресурсов ограничивают количество анонимных пользователей, чтобы облегчить доступ к FTP-серверам постоянных пользователей.

Для установления связи с FTP-сервером вводится команда “ftp”, затем IP-адрес этого сервера или его доменное имя. После того, как устанавливается связь с FTP-сервером, на экране ПЭВМ появится предложение ввести имя пользователя-клиента. Если пользователь зарегистрирован в системе, то он вводит своё имя и пароль, а если же осуществляется анонимный доступ, то в качестве имени вводится “anonymous”, а паролем является адрес электронной почты (например, *****@***org).

После того, как пользователь входит в систему FTP-сервера, необходимо определиться с форматами пересылки файлов. Если использовать формат кода ASCII (что по умолчанию предлагают все Windows-системы), то двоичные файлы при пересылке могут быть искажены, так как формат ASCII работает с 7-битными символами. То же случится и при пересылке в ASCII текстов с русскими буквами. Поэтому при подключении к серверу практически все FTP-клиенты (за исключением простейших) переходят в двоичный режим, оперирующий с 8-битовыми символами. Такой режим по умолчанию установлен на всех UNIX-системах. Для перехода в двоичный режим в командной строке FTP-клиента набирается команда “bin”.

3.3. Служба Telnet — протокол удалённого доступа

Служба Telnet — это одна из самых старых информационных технологий сети Internet, (RFC 933, 946). При этом служба Telnet имеет следующую триаду объектов:

-  telnet — интерфейс пользователя;

-  telnetd — процесс (сервер);

-  TELNET — протокол.

Эта триада обеспечивает описание и реализацию некоторого виртуального сетевого терминала, имеющего доступ к ресурсам удалённой ПЭВМ. Причём служба Telnet задаётся протоколом уровня приложений, расположенного над транспортным уровнем, то есть над протоколами ТСР и UDP. Рассмотрим функционирование службы Telnet подробнее.

Терминальная программа «user» (во многом аналогичная программе «клиент») и процесс «server», работающий с этой программой, преобразуют характеристики физических устройств в параметры стандартного сетевого виртуального терминала — NVT (Network Virtual Terminal). Концепция NVT (сетевой виртуальный терминал) позволяет обеспечить доступ к ресурсам удалённой ПЭВМ с любого терминального устройства. Вообще в протоколе TELNET сетевой виртуальный терминал определён как «двунаправленное символьное устройство, состоящее из принтера и клавиатуры». Принтер предназначен для отображения приходящей по сети информации, а клавиатура — для ввода данных, передаваемых по сети.

Принтер имеет «неограниченные» ширину и длину страницы, и может отображать все символы кода ASCII. Клавиатура, помимо возможностей ввода всех символов ASCII, может генерировать специальные стандартные функции управления терминалом (например, возврат каретки, перевод строки, включить/выключить двигатель принтера и т. п.). Стандарт интерфейса пользователя telnet определяет 5 таких функций, которые представлены в стандартной форме команды. Это 2-х байтовая последовательность, состоящая из ESC-символа (№ 000) и кода команды (№ 000 ÷ № 000).

Симметрия взаимодействия по интерфейсу telnet позволяет в течение одной сессии программе «user» и программе «server» несколько раз меняться местами (точнее ролями). Это принципиально отличает взаимодействие в рамках интерфейса telnet от традиционной схемы взаимодействия «клиент-сервер».

Для того чтобы протокол TELNET нормально функционировал, необходимы соответствующие программы, его реализующие. Это программы telnet и telnetd.

Программа-сервер (telnetd) — это сервер, обслуживающий протокол TELNET. Обычно программе telnetd соответствует TCP-порт под №23, но сервер может иметь и другую точку доступа, то есть порт с другим номером. Вообще существуют различные порты службы Telnet для различных отдельных областей, например, отдельный порт для раздела «География», другой порт — «Биология» и т. п.

В случае поступления запроса на обслуживание программа telnetd назначает каждому удалённому клиенту виртуальный терминал и обменивается с этим удалённым клиентом командами настройки (параметры эхо-сигнала, тип терминала, скорость обмена и т. п.).

Программа-клиент (telnet) — это интерфейс пользователя при работе по протоколу TELNET. Программа telnet работает в двух режимах:

-  в режиме командной строки;

-  в режиме удалённого терминала.

При работе в режиме удалённого терминала программа telnet позволяет работать с буферизацией данных и без неё.

При работе без буферизации каждый введённый символ немедленно отправляется на удалённую ПЭВМ, откуда приходит «эхо».

При работе с буфером введённые символы накапливаются в локальном буфере виртуального сетевого терминала (NVT), а затем отправляются на удалённую ПЭВМ в виде пакета.

Как только устанавливается связь с удалённой ПЭВМ, служба Telnet автоматически переключается в «прозрачный» режим. Это означает, что как программа telnet, так и программа telnetd на подключённом компьютере работают в фоновом режиме. При этом можно работать с пользовательским интерфейсом другой системы точно так же, как с установленным на своей ПЭВМ. Архитектура службы Telnet типа telnet/telnetd управляет в данном случае только вводом и обработкой команд. Служба Telnet становится снова «видимой» только при переходе в командный режим.

3.4. Служба «Электронная почта»

Наиболее важной сферой применения сети Internet, в настоящее время, является служба электронная почта — Electronic Mail (e-mail) — метод передачи почтовых сообщений электронным способом. Подробно этот вид службы будет рассмотрен в отдельной теме.

На базе рассмотренных основных информационных служб реализуются многочисленные системы обслуживания сети Internet.

3.5. Система Usenet

Система Usenet есть электронная доска объявлений, в которой может участвовать любой пользователь сети Internet. Эта система позволяет пользователям, живущим в любых точках земного шара, участвовать в дискуссиях по тысячам различных тем. Такая система распределённых по темам сообщений существовала вначале независимо от Internet, а затем стала основой для службы Usenet.

Узлы, использующие почтовый протокол UUCP, стали устанавливать всё более тесную связь с Internet. Постепенно появилось множество постоянно действующих групп, общающихся через телеконференции — Newsgroups. Для обеспечения взаимосвязи между сетью Internet и этими телеконференциями, работающими на базе протокола UUCP, был разработан специальный протокол NNTP — Network News Transfer Protocol, то есть протокол пересылки сетевых новостей. Однако в настоящее время телеконференции Usenet продолжают функционировать и на базе протокола UUCP. В сети же Internet, несмотря на прогресс в развитии Usenet, до последнего времени наиболее популярно применение метода доступа через службу электронной почты — e-mail.

Поэтому, хотя Usenet является полезным ресурсом Internet, самостоятельной службой она ещё не стала и рассматривается как разновидность службы «электронная почта» (e-mail).

Протокол NNTP действует по принятой в семействе протоколов TCP/IP схеме: NNTP-сервер прослушивает TCP-порт № 000; клиент устанавливает TCP-соединение с NNTP-сервером и ждёт подтверждения. NNTP-сервер посылает подтверждение клиенту и разрешает послать новое сообщение.

Процедура чтения новостей в соответствии с протоколом UUCP достаточно громоздка. Если пользователь подключается в первый раз или хочет подписаться на какие-то новые конференции, то он пишет на адрес Usenet-сервера электронное письмо заданного формата, запрашивая список конференций. Затем, подключившись к почтовому серверу, отправляет это письмо. Ответ от Usenet-сервера приходит в виде письма в почтовый ящик пользователя. В ответе содержатся точные названия конференций, возможно с кратким описанием их тематики (правда, создатели конференций обычно стараются называть их так, чтобы было понятно без дополнительных разъяснений). Затем, выбрав интересующие его конференции, пользователь в очередном письме отправляет их Usenet-серверу, чтобы тот прислал список статей (писем) в данных конференциях. В следующий раз, подключившись к своему почтовому ящику, пользователь забирает письмо от Usenet-сервера, и, выбрав по названиям писем интересующие его, запрашивает третьим письмом все нужные статьи. Таким образом, необходимо отправить по меньшей мере 2 письма Usenet-серверу (если пользователь уже знает, какие конференции его интересуют) и получить 2 ответа от него. Причём, размер приходящих ответов (в зависимости от насыщенности конференции) может быть достаточно велик (до нескольких мегабайт), что при низкоскоростных каналах весьма дорогостоящее удовольствие. Ответ на письмо потребует ещё одного подключения.

При работе по протоколу NNTP вся процедура значительно упрощается. Пользователь с помощью соответствующей программы-клиента (например, Pine, tin, Netscape Messenger) подключается к news-серверу, и весь обмен информацией происходит «на лету» — то есть никаких писем посылать не нужно: на экране появится список либо всех конференций, либо только тех, на которые пользователь подписан. Действуя далее в интерактивном режиме, пользователь выбирает интересующую его конференцию и письмо. При этом текст письма сразу появляется на экране и можно незамедлительно ответить автору. Можно также написать собственное письмо и тут же поместить его в соответствующую конференцию.

Помимо службы Usenet, очень активно развиваются системы IRC и ICQ. Первая система — конференция в режиме on-line (IRC — Internet Relay Chat — разговоры в Internet). При использовании Usenet ответ можно получить только в зависимости от того, насколько часто другие участники конференции просматривают её и каковы задержки серверов при доставке почты, и, таким образом, ответ может придти лишь на следующий день. Некоторые же вопросы требуют безотлагательного решения и тогда можно воспользоваться системой IRC — спросить пользователей, подключённых к соответствующему серверу. Так как они находятся в режиме on-line, то на экране у них постоянно присутствует текст ведущихся диалогов и дискуссий и любой участник может дать свой совет.

Другой набирающей обороты услугой является Internet-пейджер — ICQ (сокращение созвучной английской фразы I Seek You — я ищу тебя). Функционально она ничем не отличается от обычного пейджера, но полезна лишь в том случае, если пользователь большую часть времени проводит в on-line. В интрасетях эта услуга очень популярна, так как позволяет пересылать, не вставая из-за рабочего стола, как коротенькие записки, вроде «Пора обедать», так и мегабайтные файлы рабочей документации.

3.6. Информационно-поисковые системы

В сети Internet существует несколько информационно-поисковых систем. Рассмотрим некоторые из них.

3.6.1. Система Archie

Количество файлов, доступных для службы FTP, огромно и постоянно растёт. В настоящее время в сети Internet более 10000 узлов, доступных с помощью анонимного FTP. На этих узлах содержится более 10 млн. файлов, которые поддерживают различные операционные системы — MS-DOS, Windows, Unix и другие. В этом море информации трудно найти нужный файл, но для облегчения поиска разработана информационно-справочная система, которая называется Archie. Таким образом, Archie представляет собой информационную систему, основой которой является база данных, содержащая имена узлов, каталогов, подкаталогов и файлов. Эта база постоянно обновляется и поддерживается в актуальном состоянии. База данных обслуживается специальными Archie-серверами, расположенными в различных узлах сети Internet. Она обновляется периодически, через каждые 30 дней, причём за этот период времени однократно просматриваются все FTP-ресурсы.

Для реализации работы с Archie-сервером можно установить связь с этой системой тремя способами:

-  с помощью специальной программы локального интерфейса Archie-клиента;

-  с помощью ресурсов службы Telnet;

-  с помощью ресурсов службы электронная почта (e-mail).

Разнообразие способов доступа облегчает работу с этой информационно-справочной системой, делая её максимально дружественной к пользователю.

3.6.2. Система Gopher

Система Gopher («Сурок») была разработана на базе метода клиент/сервер в университете Миннесота с целью максимально облегчить доступ к различным ресурсам Internet.

Если при поиске определённого файла, например, с помощью системы Archie, сначала находится адрес FTP-сервера, на котором находится файл, затем устанавливается FTP-соединение с необходимым сервером, то система Gopher сама выполняет обе эти операции и затем перемещает в ПЭВМ искомый файл. Таким же образом, при необходимости, система Gopher сама устанавливает Telnet-связь с соответствующим сервером. При этом отдельные Gopher-серверы не только могут связываться с серверами других служб Internet, но и в большинстве случаев связаны друг с другом. Благодаря этому, можно через один локальный Gopher-сервер получить доступ к различным ресурсам сети Internet.

Gopher-сервер выполняет функции доступа к файловым архивам и протоколам передачи Internet (FTP, TCP/IP) для пересылки найденной информации программам-клиентам, запросившим эту информацию.

При взаимодействии сервер ожидает запросов пользователя по порту ТСР под номером 70, соответственно посылает в этот порт запросы. После ответа сервера соединение разрывается, а при новом запросе должно устанавливаться снова.

3.6.3. Система WAIS

Сетевая информационная система WAIS — Wide Area Information Service — представляет собой систему, которая обеспечивает поиск документа по определённой теме на базе ключевых слов. В отличие от системы Archie, WAIS просматривает содержание «своих» документов по заданным клиентом критериям поиска вместо того, чтобы просто сравнивать с этими критериями только имена файлов.

Система WAIS была создана для обеспечения несложного, последовательного интерфейса для поиска информации в БД (базах данных), доступных через сеть Internet. Поскольку система WAIS стала необычайно популярной, к ней было подключено большое количество БД — от хранящих бесплатную информацию до специализированных и дорогих. Сейчас свободный доступ имеется почти к 700 БД, содержащих сведения от кулинарных рецептов до решения сложных технических проблем.

В отличие от системы Gopher, в которой необходимо просмотреть несколько меню, прежде чем доберешься до хоста, имеющего нужную базу данных (БД), система WAIS разрешает подключиться к WAIS-серверу, который работает с информацией, предоставляемой другими WAIS-серверами. Конечный WAIS-сервер подключится к выбранной БД, выполнит запрос клиента и возвратит результаты поиска. Система WAIS-клиент реализуется на ПЭВМ пользователя. Кроме того, доступ к ресурсам системы WAIS можно получить, если связаться с помощью службы Telnet с хост-ЭВМ.

3.6.4. Система WWW

Система WWW (3W или W3) — World Wide Web (всемирная паутина) является одной из самых новых и удивительных по возможностям информационных систем. Система 3W является распределённой сетевой гипермедиаинформационной системой, основанной на механизме клиент/сервер.

Термин “web” (паутина) характеризует схему связей между отдельными файлами. В случае древовидной (обычной) структуры имеется корневой каталог, от которого отходят различные разветвляющиеся подкаталоги, например, система расположения файлов в MS-DOS. Находясь в одной из ветвей такой системы, можно переходить либо в подкаталоги более низшего уровня, либо (обратным путём) в каталог более высокого уровня, от которого отходит данная ветвь. Но в древовидной структуре невозможно перейти из одного каталога в другой, если эти каталоги не имеют общего корня, т. е. не связаны непосредственно. В отличие от такой схемы, структура Web создаёт связи между отдельными файлами. При этом появляется возможность прямо переходить из одного файла в любой другой. Такая структура напоминает паутину.

Идея гипертекстовой информационной системы состоит в том, что пользователь имеет возможность просматривать документы (страницы текста) в том порядке, в котором ему это больше нравится, а не последовательно, как это обычно принято при чтении книг. Достигается это путём создания специального механизма связи различных страниц текста при помощи гипертекстовых ссылок. Таким образом, если в обычном тексте есть ссылки типа «следующий-предыдущий», то у гипертекста может быть сколь угодно много ссылок любого типа, например, ссылки на энциклопедию, библию, системы “Help”, художественные иллюстрации, музыкальные фрагменты и т. д. Механизм построения ссылок приводит к расширению понятия гипертекста за счёт других информационных ресурсов, включая графику, аудио и видеоинформацию, до понятия гипермедиа. Рассмотрим это понятие более подробно.

Разработчики системы 3W, на основе идеи гипертекста, пошли дальше и создали новую форму, названную гипермедиа, которая позволяет связывать не только слова, но также и рисунки, звуки или файлы любого типа данных, которые можно хранить в памяти ПЭВМ. Гипермедиа в среде 3W позволила организовать множество интересных и разнообразных приложений — от журналов до фотографий и видеороликов, и даже ежедневных мультфильмов.

Основными компонентами технологии 3W являются:

-  язык гипертекстовой разметки документов — HTLM (Hyper Text Markup Language);

-  универсальный способ адресации ресурсов в сети — URL (Universal Resource Locator);

-  протокол обмена гипертекстовой информацией — HTTP (Hyper Text Transfer Protocol);

-  универсальный интерфейс шлюзов — CGI (Common Gateway Interface).

Рассмотрим эти компоненты подробнее.

Язык HTML базируется на стандартном языке разметки печатных документов. Гипертекстовая база данных в концепции 3W — это набор текстовых файлов, написанных на языке HTML, который определяет форму представления информации (разметка) и структуру связей этих файлов (гипертекстовые ссылки). Спецификация языка постоянно развивается и в настоящее время помимо спецификации DHTML (Dynamic HTML — динамический HTML), позволяющей менять содержимое документа «на лету» в зависимости от действий пользователя, определён ряд расширений, дающих возможность создавать целые трёхмерные виртуальные миры (XML, VRML и др.). Спецификация DHTML имеет версию 4.0 и является на данный момент стандартом.

Универсальный идентификатор URL определяет способ записи (кодирования) адресов различных информационных ресурсов при обращении к ним из страниц системы 3W. Первоначально это были FTP-архивы, а сейчас Gopher, WAIS, USENET, Telnet и E-mail.

HTTP — этот протокол прикладного уровня использует для обслуживания порт 80. Сообщения по сети при использовании протокола НТТР передаются в формате, схожем с форматом почтового сообщения сети Internet. Протокол НТТР используется для взаимодействия программ-клиентов с программами-шлюзами, разрешающими доступ к ресурсам E-mail, FTP, Gopher и WAIS. Практика использования протокола такова, что клиент устанавливает соединение и ждёт ответа сервера. После отправки ответа сервер разрывает соединение.

Для просмотра web-ресурсов было разработано множество программ-клиентов. Они называются browsers (обозреватели). Начало положил текстовый браузер lynx, работающий в ОС UNIX. Он работает исключительно быстро, так как не требуется загрузка графики, аудио, видео — на клиентскую сторону передаётся лишь сам текст. Однако, конечно, этого недостаточно и первопроходцем в области графических браузеров стал Mosaic. Эта программа также работает в системе UNIX.

По мере популяризации Internet, многие пользователи, не знакомые доселе ни с сетью, ни, тем более, с UNIX, всё же получили возможность работать в Internet с помощью браузеров, написанных для Windows. Для этой операционной системы разработано несколько различных обозревателей — Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera, Ariadna (отечественная разработка) и ряд других. Все они бесплатны (как для Windows, так и для UNIX), поэтому конкуренцию выдерживают лишь крупнейшие компании. В связи с этим, наибольшее распространение получили Internet Explorer фирмы Microsoft и Netscape Navigator фирмы Netscape Communications Corporation. Последний существует также в версии для ОС UNIX.

Сервер 3W — это программа, которая принимает запросы от клиентов и отвечает на них. В качестве ответа может быть HTML-документ, хранящийся в базе данных сервера; графический образ; звукозапись, фильм или ответ внешней программы.

Универсальный интерфейс CGI был разработан для расширения возможностей системы 3W за счёт подключения внешнего программного обеспечения. Сервер взаимодействует с программами через стандартные потоки ввода/вывода, что значительно упрощает программирование. Интерфейс CGI определяет порядок взаимодействия сервера НТТР с прикладной программой, а также механизм реального обмена данными и управляющими командами в этом взаимодействии, что не определено в протоколе НТТР.

Контрольные вопросы по главе

1.  Объясните принцип метода «клиент-сервер».

2.  Назначение службы FTP.

3.  Назначение триады объектов службы Telnet.

4.  Концепция виртуального терминала Telnet.

5.  Назначение доски объявлений Usenet.

6.  Принцип действия протокола NNTP.

7.  Назначение информационно-поисковой системы Archie.

8.  Основные отличия поисковой системы Gopher от Archie.

9.  Назначение поисковой системы WAIS.

10.  Особенности поисковой системы WWW.

11.  Объясните понятия «гипертекст» и «гипермедиа».

12.  Основные компоненты технологии WWW.

4. ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА

Электронная почта (ЭП) — это многозначный термин, используемый для определения процесса передачи сообщений между ПЭВМ. Сообщения могут быть и простыми записками, пересылаемыми в соседнюю комнату, и мультимедийными изображениями, передаваемыми на другой континент.

4.1. Электронная почта в учреждении

Электронная почта появилась в начале 60-х годов и первоначально была названа CBMS — Computer Based Messaging System (компьютерная система передачи сообщений). Затем в 1974 г. фирма Western Union зарегистрировала торговую марку Electronic Mail (электронная почта или e-mail). Программисты, работающие за терминалами, разработали простые программы обмена сообщениями. Оператор ЭВМ посылал сообщения на терминалы в другие комнаты или здания. На первом этапе эти отправляемые сообщения немедленно появлялись на экране терминала, но со временем появилась возможность хранить сообщения в памяти ЭВМ, например при отсутствии получателя. Причём некоторые системы e-mail извещали получателя о прибытии почты.

По мере роста числа терминалов и пересылаемых сообщений стало неудобно пользоваться одним общим электронным почтовым ящиком. Было разработано программное обеспечение, позволяющее пользователю иметь свой собственный почтовый ящик.

Применение ЭП в основном ограничивалось высшими учебными заведениями, где были сосредоточены значительные вычислительные ресурсы. С появлением мини-ЭВМ принципами ЭП стало пользоваться всё большее число компаний.

По мере повышения производительности персональных компьютеров (ПК), потребность в отдельных терминалах и концентраторах отпала, поскольку ПЭВМ стали непосредственно соединяться между собой, образуя локальную сеть — ЛВС.

ЛВС постепенно становились дешевле и доступнее (например, сеть Ethernet уже 15 лет выпускается серийно). Соответственно увеличилось и число способов реализации ЭП с использованием ЛВС. Возникла потребность в более разветвлённых системах. Острая проблема связи удалённых ПЭВМ явилась отправной точкой для быстрого развития телекоммуникационных технологий.

Теперь термин «электронная почта» применяется для обозначения двух различных, но взаимосвязанных служб.

Локальная электронная почта применяется в основном для деловых приложений в рамках одного офиса или предприятия. Она связана с пакетами программ, осуществляющих пересылку сообщений в ЛВС.

Глобальная электронная почта используется в деловой деятельности и в частной жизни. Она является частью глобальных сетей и системы электронных досок объявлений.

Большинство систем ЭП функционируют в сетевых структурах, причём сеть может состоять из двух ПК или быть огромной как сеть Internet.

Простейшее соединение двух ПК можно организовать путём подключения одного ПК к другому отрезком двухпроводного кабеля — так называемый нуль-модем. Такая простейшая ЭП целесообразна для перезаписи файлов с блокнотного ПК на офисный компьютер.

В небольших ЛВС (до 5 ПЭВМ) все рабочие станции соединяются общим кабелем, образуя топологию шина или кольцо. Причём ЭП является одним из основных факторов, обуславливающих создание ЛВС, поскольку ЭП в локальных сетях практически бесплатна.

В ЛВС большого размера рабочие станции подсоединяются к одному центральному компьютеру — серверу и работают с программным обеспечением (ПО) и данными расположенными на этом сервере. Программное обеспечение сервера называется почтовым отделением.