33. Типы информации, хранимой в рамках Internet (Теlnet, fтр, Gopher, е-mail). Основные протоколы Internet (тср, ip, Еthernet, fтр, ррр, slip). Url. НурегТехt: МагкUрLanguage (нтмl).

Протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol - протокол контроля передачи данных / протокол передачи данных между сетями, Internet) является основным протоколом, применяющимся в Internet. В состав стека протоколов TCP/IP входят протоколы: IP и ICMP - сетевой уровень, TCP и UDP - транспортный уровень.

Протокол IP отвечает за адресацию в сети и доставку пакетов между компьютерами сети, без установления соединения и гарантий доставки пакета. При использовании протокола IP, каждый компьютер в рамках сети должен иметь уникальный IP - адрес, представляющий собой 32-битное число. Для удобства чтения, IP адрес разбивают на четыре 8 битовых числа, называемых октетами, например 192.168.0.1. В локальной сети, которая не подключена к Internet или другим сетям можно назначать IP-адреса произвольно (главное, чтобы они не совпадали). Однако в Internet, IP-адреса выделяются централизовано в целом на локальную сеть.

В IP-адресе выделяют две части: сетевую часть (адрес локальной сети) и адрес компьютера в сети. Сетевая часть адреса может иметь переменную длину, которая зависит от класса IP-адреса и маски подсети (табл. 2.1).

Стандартная маска подсети - маска полностью соответствует классу адреса и определяющаяся автоматически, на основании анализа диапазона, в котором находится адрес. На практике зачастую применяют "нестандартные" маски, как правило, не заканчивающиеся на границе байта. Маска всегда рассматривается в двоичном выражении, где единицы в октетах соответствуют полю адреса сети, а нули - полю адреса компьютера.

Помимо адресов из классов A, B, C, D, E, F, существует несколько зарезервированных адресов: IP-адрес в котором все биты октеты адреса компьютера равны 0 относится ко всей сети, а где все биты октеты адреса компьютера равны 1 назван широковещательным (broadcast) адресом; адрес 0.0.0.0 - путь пакетов по умолчанию (default route), 127.0.0.0 - кольцевой (loopback) адрес. Любой IP пакет переданный на адрес 127.0.0.0 будет возвращен на этот же компьютер так, как если бы пакет пришел откуда-то из сети.

Кроме того, имеется ряд "серых" IP-адресов, которые зарезервированы для использования только в локальных сетях. Пакеты с "серыми" адресами не передаются маршрутизаторами Internet. К таким адресам относятся: 10.0.0.0, от 172.16.0.0 до 172.31.0.0, от 192.168.0.0 до 192.168.255.0. По соображениям безопасности, рекомендуется использовать в локальных сетях только "серые" адреса. В таком случае прямой доступ из Internet к компьютерам ЛВС, в обход прокси-сервера, будет невозможен.

Кроме адресации компьютеров в сети, протокол IP также отвечает за маршрутизацию (выбор маршрута доставки) пакетов данных в сетях с произвольной топологией. Маршрутизация происходит на основании специальных таблиц маршрутизации либо программно (сетевой операционной системой), либо при помощи маршрутизаторов (специального коммуникационного оборудования).

При доставке пакета по протоколу IP используется протокол ARP (Address Resolution Protocol), позволяющий преобразовывать IP-адреса (сетевой уровень) в 6 байтные MAC-адреса сетевых карт Ethernet (канальный уровень).

Протокол ICMP используется для передачи сообщений в случае возникновения ошибки доставки пакета. Кроме того, протокол ICMP позволяет посылать короткие служебные пакеты, предоставляющие возможность протестировать работоспособность сети.

Протокол TCP - протокол транспортного уровня - позволяет устанавливать виртуальный канал передачи данных между компьютерами.

Протокол UDP более быстр, чем протокол TCP, однако менее надежен. Данные передаются без установления виртуального канала, в предположении, что принимающая сторона ждет данные. Программа должна сама позаботиться о разбитии передаваемых данных на пакеты, протокол не содержит средств подтверждения факта доставки сообщения и средств коррекции ошибок - все эти задачи должна решать программа.

Для протоколов транспортного уровня вводятся понятия: "порт" и "сокет".

Порт в протоколах транспортного уровня - это виртуальный порт, который программно изолирует данные передаваемые по одному порту, от данных передаваемых по другому порту. Порты нумеруются от 0 до 65535. Порты TCP и порты UDP не зависят друг от друга.

Сокет (socket) - это описатель сетевого соединения между двумя сетевыми приложениями, которое включает в себя IP-адрес и номер порта локальной машины, IP-адрес и номер порта удаленной машины. Сокет однозначно описывает сетевое соединение.

Протоколы HTTP, FTP

HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) - протокол передачи гипертекста, работает на 80ом порту. Используется в Интернете для передачи гипертекстовых HTML страниц. При работе по этому протоколу, каждый элемент HTML - страницы загружается отдельно, причем соединение между загрузками прерывается и никакой информации о соединении не сохраняется. Это сделано для того, чтобы пользователя Web-страниц каждый получал по чуть-чуть, в порядке общей очереди.

FTP (File Transfer Protocol.) - протокол передачи файлов, работает на 20ом и 21ом порту. Предназначен для копирование файлов между компьютерами. Полностью занимает канал, пока не будет получен файл, сохраняет информацию о соединении. При сбое возможна докачка с того места, где произошел сбой.

Протоколы SLIP и PPP

Протоколы SLIP и PPP организуют связь типа "точка-точка", когда сетевой кабель используется для передачи информации только между двумя компьютерами (или другим сетевым оборудованием), соединенным этим кабелем. Такое соединение характерно при подключении к Internet по телефонной линии, при соединении локальных сетей между собой по выделенным или коммутируемым линиям, а также в сетях X.25, Frame Relay и ATM.

SLIP (Serial Line IP) - протокол канального уровня, который позволяет использовать последовательную линию передачи данных (телефонную линию) для связи с другими компьютерами по протоколу IP (протокол сетевого уровня). Однако данный протокол не обеспечивает достаточного уровня безопасности передачи данных и в настоящее время практически используется только для передачи данных между двумя изолированными компьютерами.

PPP (Point to Point Protocol) - это протокол канального уровня, который позволяет использовать не только протокол IP, но также и другие протоколы сетевого уровня (IPX, AppleTalk и др.). Достигается это за счет того, что в каждом кадре сообщения хранится не только 16-битная контрольная сумма, но и поле, задающее тип сетевого протокола. При передачи данных применяются механизмы аутентификации, что позволяет обеспечить безопасность соединения (PPP является основным протоколом для доступа в Интернет по коммутируемым линиям).

Протокол Ethernet (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet)

Основным принципом работы Ethernet является использование общей среды передачи данных разделяемой по времени, когда кадры данных передаются всеми компьютерами по общему кабелю. Каждый кадр данных, переданный в сеть получают все компьютеры, но только один из них распознает свой адрес и обрабатывает кадр. В каждый отдельный момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть. Компьютер, который хочет передать кадр данных, прослушивает сеть и, если там отсутствует несущая частота (сигнал с частотой 5-10 Мгц), то он решает, что сеть свободна и начинает передавать кадр данных. Однако, может случится, что другой компьютер, не обнаружив несущей, тоже начнет передачу данных одновременно с первым. В таком случае, возникает столкновение (коллизия). После обнаружения коллизии оба компьютеры ждут (каждый - случайное время) и повторяют передачу.

При большой загрузке сети (начиная с 40 - 50%), слишком большая доля времени тратится на устранение коллизий и полезная пропускная способность падает.

Протоколы Fast Ethernet и Gigabit Ethernet отличаются от протокола Ethernet в основном только скоростью передачи данных: Ethernet - 10 Мбит/с, Fast Ethernet - 100 Мбит/с, Gigabit Ethernet - 1000 Мбит/с.