Организация сети Интернет

Протокол - это система правил и процедур, определяющих принципы взаимодействия пользователей в сети.

Простейший протокол передачи почтовых сообщений - это протокол SMTP. Co стороны Интернета он поддерживается серверами SMTP. Обычно для отправки своей корреспонденции люди пользуются услугами SMTP-сервера своего сервис-провайдера. Практически все сервис-провайдеры, подключающие нас к Интернету, имеют SMTP-серверы и предоставляют доступ к ним бесплатно. В принципе (чисто теоретически), мы не обязаны пользоваться SMTP-сервером той локальной сети, через которую выходим в Интернет - это понятно, ведь SMTP-сервер не проводит аутентификацию клиента. Теоретически, можно отправлять электронную почту с помощью любого доступного SMTP-сервера, адрес которого нам известен, но на практике это бывает весьма редко. Из-за злоупотреблений отдельных лиц, использующих электронную пользу не по прямому назначению, сегодня большинство сервис-провайдеров препятствуют отправке электронной почты в обход своих SMTP-серверов, то есть, оставляют за собой возможность контроля за исходящим почтовым трафиком.

Протокол приема почтовых сообщений, POP 3. Протокол POP 3 - это протокол почтового отделения. Сегодня это самый распространенный протокол получения электронной почты, накопившейся в "почтовом ящике" сервера. Протокол требует представления клиентом имени пользователя и пароля. Обычный порядок работы с сервером состоит в том, что после подключения и проверки пароля происходит автоматическое перемещение всех новых поступлений с сервера на локальный компьютер. Копии сообщений на сервере не остаются.

В то время как для протокола POP 3 характерно удаление сообщений с сервера после копирования на локальный компьютер, для протокола IMAP наоборот характерно хранение всей корреспонденции на сервере, а копирование на компьютер - это специальная операция, которую надо настраивать отдельно. Протокол IMAP - более прогрессивный и современный, но не всегда более удобный. Он позволяет достаточно свободно манипулировать сообщениями на сервере - так, как будто это дополнительная папка своего компьютера. Наилучшие черты протокола IMAP проявляются для мобильных пользователей и для тех, кто имеют постоянное подключение к Сети. Хранение сообщений на сервере позволяет, в частности, работать с одним и тем же сообщением из офиса, из дома или из любого пункта по ходу путешествия.

Разница между серверами IMAP и POP проявляется в стиле работы с электронной почтой, когда у пользователя есть много провайдеров (учетных записей). Если, например, он хочет, чтобы вся его корреспонденция хранилась в одном месте (на его компьютере), то он должен пользоваться серверами РОРЗ. Если же он хочет, чтобы корреспонденция хранилась на серверах, он должен использовать серверы IMAP. У "почтовых ящиков" IMAP есть та особенность, что их можно сделать ящиками общего доступа. Так, например, для малого предприятия лучше иметь учетную запись IMAP. Тогда все поступившие сообщения будут доступны и руководителю, и конкретным исполнителям - никто не монополизирует сообщение, переместив его на свой компьютер так, что остальные участники рабочей группы даже не узнают о его поступлении. Более того, папки серверов IMAP можно защищать, делая их, например, доступными для чтения, но не для изменения.

При работе с "почтовыми ящиками" IMAP некоторые почтовые клиенты позволяют открыть одновременно папки двух или более разных "почтовых ящиков" и перемещать сообщения между ними методом перетаскивания. В этом случае стиль работы с сообщениями напоминает стиль работы с файловыми менеджерами. При необходимости совместить достоинства серверов POP 3 с преимуществами IMAP, используют функцию автоматической переадресации сообщений. Тогда копии сообщений, поступивших на сервер POP 3, автоматически пересылаются на сервер IMAP, и они не теряются для коллектива, даже если конкретный владелец записи POP 3 снимет свою почту и ничего не скажет об этом остальным участникам рабочей группы.

На протоколе HTTP основана самая популярная служба - World Wide Web. Фактически этот протокол позволяет пользователю работать с электронной почтой средствами обычного браузера, а со стороны Интернета сервис поддерживается обычными Web-серверами. Таким образом, это не вполне электронная почта (E-Mail), а ее эмуляция средствами. Эмуляция получила название Web-Mail. Как и для протокола IMAP, поступающие сообщения сохраняются на сервере, а на локальном компьютере они только отображаются, хотя при желании их можно и сохранить. При этом с сервера они не удаляются. Просмотр поступивших сообщений происходит точно так же, как и просмотр обычных динамических Web-страниц, на которые в заданное место впечатывается содержимое сообщений из общей базы данных. Просмотр поступившей почты вполне может сопровождаться демонстрацией рекламы в составе отображаемой Web-страницы. Этим и живут многочисленные службы Web-Mail, поскольку для клиентов их услуги совершенно бесплатны.

Как и во всякой другой сети в Internet существует 7 уровней взаимодействия между компьютерами: физический, логический, сетевой, транспортный, уровень сеансов связи, представительский и прикладной уровень. Соответственно каждому уровню взаимодействия соответствует набор протоколов (т.е. правил взаимодействия).

Протоколы физического уровня определяют вид и характеристики линий связи между компьютерами. В Internet используются практически все известные в настоящее время способы связи от простого провода (витая пара) до волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).

Для каждого типа линий связи разработан соответствующий протокол логического уровня, занимающийся управлением передачей информации по каналу. К протоколам логического уровня для телефонных линий относятся протоколы SLIP (Serial Line Interface Protocol) и PPP (Point to Point Protocol). Для связи по кабелю локальной сети - это пакетные драйверы плат ЛВС.

Протоколы сетевого уровня отвечают за передачу данных между устройствами в разных сетях, то есть занимаются маршрутизацией пакетов в сети. К протоколам сетевого уровня принадлежат IP (Internet Protocol) и ARP (Address Resolution Protocol).

Протоколы транспортного уровня управляют передачей данных из одной программы в другую. К протоколам транспортного уровня принадлежат TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol).

Протоколы уровня сеансов связи отвечают за установку, поддержание и уничтожение соответствующих каналов. В Internet этим занимаются уже упомянутые TCP и UDP протоколы, а также протокол UUCP (Unix to Unix Copy Protocol).

Протоколы представительского уровня занимаются обслуживанием прикладных программ. К программам представительского уровня принадлежат программы, запускаемые, к примеру, на Unix-сервере, для предоставления различных услуг абонентам. К таким программам относятся: telnet-сервер, FTP-сервер, Gopher-сервер, NFS-сервер, NNTP (Net News Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), POP2 и POP3 (Post Office Protocol) и т.д.

К протоколам прикладного уровня относятся сетевые услуги и программы их предоставления.

Асинхронный старт-стопный терминал подключается к сети коммутации пакетов через пакетный адаптер данных ПАД (PAD - packet assemble/disassemble) и отвечает рекомендациям X.3, X.28 и X.29. Один ПАД обеспечивает интерфейс для 8, 16 или 24 асинхронных терминалов. Пакет данных состоит обычно из 128 байтов, которые передаются по адресу, содержащемуся в пакете. Но длина пакета может лежать в пределах 64-4096 байтов. Размер пакета также как и величина окна (число пакетов, принимаемых без подтверждения) определяются на фазе установления канала. Прежде чем пакет будет передан, необходимо установить связь между исходными ЭВМ/ПАД и адресуемыми ЭВМ/ПАД. Существуют два вида соединений: коммутируемый виртуальный канал (SVC) и постоянный виртуальный канал (PVC). Предусмотрены две процедуры доступа к каналу:

Процедура доступа к каналу (LAP - link access procedure), в основе которой лежат симметричные операции режима асинхронного ответа (ARM - asynchronous response mode) протокола HDLC.

Балансная процедура доступа к каналу (LAPB - link access procedure balanced) на основе асинхронного балансного режима (ABM - asynchronous balanced mode) протокола HDLC. Сетевой уровень реализуется с использованием 14 различных типов пакетов.

Выбор ЭВМ свободного канала с наибольшим номером при каждом выходящем соединении и выбор в ЦКП свободного канала с наименьшим номером для каждого входящего позволяют избежать конфликтов. С этой же целью используются две логические группы: одна только для входящих соединений, а другая только для выходящих. Перед подключением к сети пользователь должен определить, сколько pvc и svc требуется на каждую точку физического интерфейса x.25. Асинхронные терминалы подключаются к сети коммутации пакетов через встроенные или удаленные пакетные адаптеры данных (ПАД). Встроенный ПАД обычно располагается вместе с ЦКП в его стойке. В этом случае каждый асинхронный терминал, расположенный в удаленном месте, подключается к своему встроенному ПАД через отдельный канал связи (протокол Х.28). В альтернативном случае удаленный ПАД (небольшое отдельное устройство) может быть расположен в удаленном месте и подключается к своему ЦКП через канал связи (X.25). С помощью удаленного ПАД к ЦКП подключается 8-16 асинхронных терминалов.

Встроенный ПАД может быть совместно использован несколькими терминалами, расположенными в различных местах, в то время как удаленный ПАД обслуживает терминалы, расположенные обычно в одном месте. Существует еще один аспект размещения ПАД, связанный с помехами в каналах связи и использованием протоколов. Удаленный ПАД подключается к ЦКП на канальном уровне в соответствии с рекомендацией X.25. В качестве протокола канала данных в рекомендации X.25 реализуется подмножество HDLC, обеспечивающее автоматическую повторную передачу данных в случае их искажения при возникновении помех в линии. Асинхронный терминал использует для диалога с групповым ПАД процедуры, описанные в рекомендации X.28, в которых не предусмотрена возможность повторной передачи в случае ошибки. Поэтому канал между синхронным терминалом и групповым ПАД не защищен от возникновения ошибок данных в результате линейных помех.

В постоянном запоминающем устройстве ПАД хранятся параметры. Эти параметры могут быть установлены либо асинхронным терминалом, подключенным к ПАД, либо любой ЭВМ в сети, которая удовлетворяет условиям рекомендации X.29. В рекомендации X.29 МККТТ эти параметры названы управляющей информацией. Поэтому необходимо квалифицировать данные, проходящие между ЭВМ и ПАД, либо как управляющую информацию (сообщения ПАД), либо как собственно данные от асинхронного терминала. Сеть X.25 предоставляет пользователю старт-стопного терминала средства, позволяющие выбрать параметры ПАД с заранее определенными значениями. Пользователь посылает в ПАД команду выбора профайла, которая включает идентификатор профайла. Этим определяется один из нескольких стандартных профайлов, хранящихся в ПАД. Идентификатор профайла и параметр 11 ПАД (скорость терминала) включаются в "поле данных пользователя" пакетов типа запрос соединения, посылаемых ПАД. ЭВМ (ПАД) использует это поле, извлекая из него информацию о терминале, пославшем запрос. Пакетный терминал является интеллектуальным устройством (например, ЭВМ, или внешним ПАД'ом), которое обеспечивает синхронный обмен с сетью на скорости 2400, 4800, 9600 бит/c или 48 Кбит/с, используя трехуровневый протокол X.25. Возможная схема подключения терминальных устройств к сети X.25 показана на рисунке 1.3

Рисунок 1.3 - Возможная топология сети X.25

Из рисунка 1.3 видно, что подключение ЭВМ и другого терминального оборудования возможно как к встроенному, так и удаленному ПАД (протокол X.28), а также непосредственно к ЦКП (протокол X.25, X.29). Связи с удаленными объектами осуществляются через соответствующие модемы (на рисунке не показаны).

Для международного соединения необходимо указать код страны из трех цифр, а также набрать одну цифру 9 перед сетевым адресом пользователя. Таким образом, всего требуется не более 15 цифровых символов. Для установления коммутируемого соединения оператор вначале вручную набирает номер ПАД и ждет подтверждения соединения с телефонным узлом общего пользования. Как только соединение установлено, оператор набирает 12-символьный код "сетевого идентификатора пользователя". ПАД обеспечивает операцию эхо-контроля, которая позволяет оператору терминала визуально проверять данные, посылаемые в ПАД. Наиболее серьезным недостатком встроенного ПАД является отсутствие какого-либо линейного протокола, предусматривающего устранение ошибок в данных, посылаемых от ПАД к терминалу. В удаленном ПАД предусмотрена процедура восстановления ошибочных данных, однако он подключается к сети как "пакетный терминал".

Структура связей протокольных модулей

С появлением сетей была осознана необходимость создания правил и процедур, определяющих принципы взаимодействия пользователей в сети. Такие правила называются протоколами. Для сетей разработана семиуровневая иерархическая структура протоколов. Согласно этой структуре протоколов поток информации в сетях имеет дискретную структуру, логической единицей которой является пакет (кадр.). Вся информация между узлами сети передается в виде пакетов, которые имеют информационные и управляющие поля: порядковый номер, адрес получателя, контрольную сумму и т.д.

Верхний (седьмой) уровень протоколов является основным, ради которого существуют все остальные уровни. Он называется прикладным, поскольку с ним взаимодействуют прикладные программы конечного пользователя. Прикладной уровень определяет семантику, то есть смысловое содержание информации, которой обмениваются пользователи.

Шестой уровень называется уровнем представления. Он определяет синтаксис передаваемой информации, то есть набор знаков и способы их

представления, которые являются понятными для пользователя.

Пятый уровень (сеансовый) управляет взаимодействием пользователей в ходе сеанса связи между ними.

Четвертый уровень (транспортный) обеспечивает пересылку сообщений (выполняет разделение сообщений на пакеты на передающем узле и сборку сообщений из пакетов).

Третий уровень (сетевой) выполняет маршрутизацию пакетов данных в сети.

Второй уровень (канальный) осуществляет соответствующее оформление пакетов данных для передачи по каналу связи (такие пакеты называют кадрами), контроль ошибок и восстановление информации после ошибок.

Первый уровень (физический) осуществляет преобразование данных пакета в сигналы, передаваемые по каналу связи.

Каждый из протоколов взаимодействует только с соседними по иерархии протоколами. Так, например, прикладные программы, взаимодействуя с протоколами шестого и седьмого уровней, не зависят от особенностей реализации конкретной сети, определяемой протоколами низших уровней.

2. Сравнительный анализ программ браузеров

2.1 Тестирование на скорость