Протоколы обмена информацией в Internet

Основой сетевого взаимодействия компьютеров является использование единых протоколов TCP/IP. Весь комплекс сетевого программного обеспечения может быть представлен четырьмя вложенными уровнями.

1. У ровень канала данных, программные модули которого работают непосредственно с сетевым обору­дованием (например, с сетевыми контроллерами, адаптерами волоконно-оптической связи). Программные модули этого уровня в большинстве своем являются драйверами сетевых контроллеров, которые выполняют задачу не­посредственной передачи и приема байтов информации по физическим ли­ниям связи. К этому же уровню можно отнести и программную реализацию контроллера удаленного доступа производства корпорации Microsoft в систе­ме Windows 95.

2. С етевой уровень предназначен для управления программными модулями уровня канала данных, подчиня­ясь требованиям верхнего уровня. Протокол данного уровня получил название IP (Internet Protocol). Задачи, решаемые про­граммными модулями по этому протоколу, сводятся к обеспечению собст­венно межсетевого взаимодействия. На этом уровне происходят адресация и выбор маршрутов передачи данных, которые передаются пакетами (IP-пакеты). Размер пакетов около 1500 байтов. Адрес пакета определяется программным модулем верхнего уровня и служит основанием для маршрутизации передачи пакета.

3. Задача разбиения информации на пакеты, их сборка, проверка целостности данных решается на транспортным уровне, где используются два протокола — TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol). Протокол TCP является более надежным в обеспечении целостности данных, нежели протокол UDP, образуя виртуальный канал для соединения удаленных машин. При этом используются различные механизмы для получения подтверждения целостности пакетов переданной информации, в случае необходимости вводятся задержки по времени и применяется повторная отправка пакетов.

4. Высший прикладной уровень протоколов использу­ется программным обеспечением пользователя. Программные модули прото­колов этого уровня формируют соответствующие запросы к протоколам нижних уровней и получают востребованную информацию. Передача информации от прикладной про­граммы к модулю TCP и обратно происходит через порты, которые пред­ставляют собой не аппаратные порты ввода/вывода информации в компьютер, а точки ввода/вывода информации прикладному программному модулю. Каждый прикладной модуль ожидает поступление запросов на со­ответствующий порт, номер которого является общеизвестным и специаль­но выделенным этому серверу. Например, сервер FTP обменивается инфор­мацией с клиентскими программами по порту с номером 21. Номера портов в пределах Internet обычно одинаковы для основных протоколов приклад­ного уровня, но провайдер может менять номера отдельных служб по своему усмотрению, чаще всего такое случается с номером порта proxy-сервера. Иногда встречается и нестандартный номер порта для отдельных служб на удаленном компьютере. В этих случаях за адресом такого компью­тера через двоеточие следует номер порта, который нельзя опускать при вводе его адреса.

Три нижних уровня протоколов для пользователя обычно прозрачны. Существует множество программных реализаций этих протоколов для различных операционных систем и аппаратных платформ. Обычно протоколы сетевого и транспортного уровня реализуются в одном программном модуле по типу стека, как, например, стек протоколов TCP/IP в файле Winsock.dll, используемый в системе Windows 95.

Рассмотри более подробно протоколы прикладного уровня.

1. Одним из наиболее ранних прикладных протоколов Internet является прото­кол передачи файлов — FTP (File Transfer Protocol). Клиентские части про­грамм этого протокола предоставляют пользователю возможность записи на локальный диск файлов с FTP-серверов в сети. Для по­иска необходимого файла используются средства, реализуемые специальными протоколами — Archie, FTP Search. Для поиска и доступа к различным базам данных используется протокол WAIS (Wide Area Information Server). Служебная информация сетевого характера доступна с использованием про­токолов Finger, PING, Whois.

2. Обмен сообщениями электронной почты реализуется специальными протоколами SMTP (Simple Mail Transport Protocol — простой протокол передачи почты), POP (Post Office Protocol — почтовый протокол) и IMAP (Internet Message Access Protocol — протокол доступа к сообщениям Internet). По своим возможностям к этим протоколам близок протокол NNTP (Net News Transfer Protocol — протокол передачи сетевых новостей), который используется для обмена сообщениями на электронных досках объ­явлений или для участия и обмена сообще­ниями в различных телеконференциях.

3. Средства обмена электронными сообщениями в режиме реального времени реализуются протоколами IRC (Internet Relay Chat — чередующая­ся беседа Internet) и ICQ (I Seek You — "я ищу вас").

4. В 1993 появился протокол HTTP (HyperText Transfer Protocol — протокол передачи гипертекста), использующий гипертекстовую адресацию. Возможности, предоставляемые основанными на этом протоколе средствами WWW (World Wide Web), качественно изменили состояние сети Internet, превратив ее в средство, объединяющее в себе все лучшие достижения человеческой ци­вилизации.