Лаб_ВМСиС. Вычислительные машины, системы и сети
 Скачать 2.31 Mb.
|
Протоколы общения компьютеров в сетиСеть Интернет объединяет десятки миллионов компьютеров самых разных типов: от персональных компьютеров разных моделей и фасонов до огромных больших и сверхбольших компьютеров – мэйнфреймов. Найти общий язык общения таких «разношерстных» машин друг с другом – весьма сложная задача. Она разрешается благодаря использованию созданной для этой сети системы протоколов общения компьютеров. Основу этой системы составляют два главных протокола:
Протокол IP организует разбиение сообщений на электронные пакеты (IP-дейтаграммы. Дейтаграмма – общее название единиц данных (пакетов, кадров, ячеек, сегментов), которыми оперируют протоколы в сетях без установления предварительного соединения.), маршрутизирует отправляемые пакеты и обрабатывает получаемые. TCP является типичным протоколом транспортного уровня: он управляет потоком данных, обрабатывает ошибки и гарантирует, что информационные пакеты получены все и собраны в нужном порядке. Существует еще один протокол транспортного уровня для Интернета: протокол дейтаграммы пользователя (UDP – User Datagram Protocol) – более простой и используемый при неответственных пересылках 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, чтобы можно было проверить потом полноту полученной информации, и заголовок. Механизм работы межсетевых протоколов TCP/IP подобен действиям почтовой службы:
Электронные пакеты имеют стандартный размер: одно длинное сообщение может размещаться в нескольких пакетах, и наоборот, в один пакет могут быть помещены 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 могут передаваться 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 пакетов, они объединяются в единое сообщение. Если пакет информации потерялся или исказился, запрашивается его копия. Поскольку сообщение восстанавливается только после получения всех неискаженных пакетов, последовательность их получения значения не имеет. Протоколы IP и TCP настолько тесно связаны, что их часто приводят под одним названием – протоколы TCP/IP. В калифорнийском технологическом институте (США) разработан новый протокол — FastTCP, обеспечивающий передачу пакетов данных размером 1500 байтов по сети Интернет со скоростью в несколько раз превышающей скорость, реализованную обычным протоколом TCP. На основе протоколов IP и TCP разработаны многие сетевые прикладные сервисные протоколы, среди которых следует отметить:
Эти протоколы формируют в сети соответствующие им прикладные процессы а задача протокола TCP – обеспечить передачу данных между этими процессами. Одновременно в сети может выполняться несколько процессов, и чтобы протокол TCP мог их опознать, они идентифицируются номерами, носящими название номеров порта. За некоторыми процессами номера порта жестко закреплены, например, порт 21 – процесс передачи файлов FTP, порт 23 – процесс удаленного доступа по протоколу Telnet и т. д. Номер порта и IP-адрес (иногда такой набор называют сонетом) однозначно определяют процесс, выполняемый в сети. Система адресации в Интернете К адресам хост-компьютеров в сети предъявляются специальные требования. Адрес должен иметь формат, с одной стороны, позволяющий просто выполнять его синтаксическую автоматическую обработку; с другой стороны, он должен иметь семантическую окраску, то есть нести некоторую информацию об адресуемом объекте. Поэтому адреса хост-компьютеров в сети Интернет могут иметь двойную кодировку: □ обязательную кодировку, удобную для работы системы телекоммуникации в сети: дружественный компьютеру цифровой IP-адрес (IP, Internet Protocol); □ необязательную кодировку, удобную для абонента сети: дружественный пользователю DNS-адрес (DNS, Domain Name System). Цифровой IP-адрес версии v. 4 представляет собой 32-разрядное двоичное число. Для удобства он разделяется на четыре блока по 8 битов, которые можно записать в десятичном виде. Адрес содержит полную информацию, необходимую для идентификации компьютера. Возможный вариант: два старшие блока определяют адрес сети, а два другие — адреса подсети и хост-компьютера внутри этой подсети. Например, в двоичном коде цифровой адрес записывается следующим образом: 1001100000100101010 0100010001010. В десятичном коде он имеет вид: 152.37.72.138. Адрес сети -152.37; адрес подсети — 72; адрес компьютера — 138. Ввиду огромного количества подключенных к сети компьютеров и различных организаций ощущается ограниченность 32-разрядных IP-адресов, поэтому ведется разработка модернизированного протокола IP-адресации, имеющего целью: а повышение пропускной способности сети; □ создание лучше масштабируемой и адаптируемой схемы адресации; □ обеспечение гарантий качества транспортных услуг; Q обеспечение защиты информации, передаваемой в сети. Основой этого протокола являются 128-битовые адреса, обеспечивающие более 1000 адресов на каждого жителя земли. Внедрение этой адресации (IP-адресация V. 6) снимет проблему дефицита цифровых адресов. Однако главной целью разработки нового протокола является не столько расширение разрядности адреса, сколько увеличение уровней иерархии в адресе, отражающей теперь 5 идентификаторов: два старших для провайдеров сети (идентификаторы провайдера и его реестра) и три для абонентов (абонента, его сети и узла сети). Доменный адрес состоит из нескольких, отделяемых друг от друга точкой, бук-венпо-цифровых доменов (domain — область). Этот адрес построен на основе иерархической классификации: каждый домен, кроме крайнего левого, определяет целую группу компьютеров, выделенных по какому-либо признаку, при этом домен группы, находящейся слева, является подгруппой правого домена. Всего в Сети сейчас насчитывается более 120 000 разных доменов. Например, географические двухбуквенные домены некоторых стран: □ Австрия — at; □ Болгария — bg; □ Канада — са; □ Россия — ru; □ США - us; □ Франция — fr. Существуют и домены, выделенные по тематическим признакам. Такие домены имеют трехбуквенные сокращенные названия: О правительственные учреждения — gov; □ коммерческие организации — com; □ учебные заведения — edu; □ военные учреждения — mil; □ сетевые организации — net; □ прочие организации — org. Доменный адрес может иметь произвольную длину. В отличие от цифрового адреса он читается в обратном порядке. Вначале указывается домен нижнего уровня — имя хост-компьютера, затем домены — имена подсетей и сетей, в которой он находится, и, наконец, домен верхнего уровня — чаще всего идентификатор географического региона (страны). Итак, доменный адрес хост-компьютера включает в себя несколько уровней доменов. Каждый уровень отделяется от другого точкой. Слева от домена верхнего уровня располагаются другие имена. Все, находящееся слева, — поддомен для общего домена. Например: доменный адрес www.engec.spb.ru': □ ru — домен России; □ spb — поддомен Санкт-Петербурга; □ engec — поддомен Государственного инженерно-экономического университета- □ www — сервер World Wide Web. Для пользователей Интернета почтовыми адресами могут быть просто их имена зарегистрированные в службе электронной почты и не отражающие такой длинной иерархии. Например, почтовый адрес автора учебника: Broido@hotbox.ru — за именем пользователя следует знак @, а далее доменный адрес почтового сервера включая и домен страны. Преобразование (разрешение) доменного адреса в соответствующий цифровой IP-адрес выполняют специальные серверы DNS (Doniain Name Server) — серверы имен, Поэтому пользователю нет необходимости знать цифровые адреса. Для работы в Интернете достаточно знать только доменный адрес компьютера или пользователя, с которым вы хотите установить связь. Но более эффективно для адресации использовать не просто доменный адрес, а унифицированный указатель ресурса — URL (Uniform Resource Locator), который дополнительно к доменному адресу содержит указания на используемую технологию доступа к ресурсам и спецификацию ресурса внутри файловой структуры компьютера. Например, в URL: http://www.engec.ru/user/lab/met.h-tm перечислены: □ http — протокол передачи гипертекста, используемый для доступа. В подавляющем большинстве случаев в WWW работает именно гипертекстовый протокол. При доступе по другому протоколу, например через службы FTP или Gopher, указываются, соответственно, ftp:// или gopher://; □ www.engec.ru — доменный адрес web-сервера СПбГИЭУ. Адреса большей части серверов начинаются с префикса www, указывающего на то, что web-сервер на данном компьютере запущен; □ user/lab/met.htm — спецификация файла met.htm. Указывается путь к интересующему нас файлу в файловой системе компьютера и имя этого файла. В этой части адреса может быть помещена и другая информация, отражающая, например, параметры запроса пользователя и обрабатывающей запрос программы. Если спецификация файла отсутствует, то пользователю будет выдан файл, по умолчанию назначенный для представления сервера (сайта). 3. Объект изучения. Объектом изучения глобальная сеть ИНТЕРНЕТ 4. Порядок выполнения работы 1.Уяснить меры безопасности на рабочем месте и расписаться в журнале инструктажа по технике безопасности. 2. Изучить принцип действия сети Интернет 3. Ответить на тесты, которые оцениваются преподавателем по 5 – балльной системе. 4. Навести порядок на рабочем месте и далее действовать по указанию преподавателя. Список литературы. Бройдо. В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. – Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2004. – 703 с. |