Файл: Понятие прикладных протоколов и серверы приложений (Специальные элементы прикладных услуг).pdf

Хотя передача файлов от одной системы к другой кажется простой и прямолинейной задачей, вначале должны быть решены некоторые проблемы. Например, две системы могут использовать различные соглашения об именах файлов. Две системы могут иметь различные пути для представления текстов и данных. Две системы могут иметь различные структуры директорий. Все эти проблемы решает FTP очень простым и элегантным методом.

FTP отличается от других приложений типа клиент-сервер тем, что он устанавливает два соединения между хостами. Одно соединение применяется для передачи данных, другое — для управления информацией (команды и отклики). Разделение команд и передачи управляющих данных делает FTP более эффективным. Управление соединением использует очень простые правила для связи. Нам нужна для передачи только линия команд или линия откликов. С другой стороны, соединение для данных нуждается в более сложных правилах из-за разнообразия типов данных.

FTP использует два заданных порта: порт 21 для управления и порт 20 для передачи данных.

Рисунок 2 показывает базовую модель FTP. Клиент имеет три компоненты: пользовательский интерфейс, процесс управления клиентом и процесс передачи клиентских данных. Соединение для передачи сигналов управления происходит между процессами управления. Соединение для передачи данных делается для процессов обмена данными.

Рисунок 2 FTP

Соединение передачи сигналов управления остается открытым в течение всей интерактивной сессии FTP. Соединение передачи данных каждый раз открывается командой, чтобы вызвать передаваемый файл, и затем закрывается, когда файл передан. Другими словами, когда пользователь начинает FTP-сессию, соединение для передачи сигналов управления открывается. Пока оно открывается, соединение для передачи данных может быть открыто и закрыто много раз, если передается несколько файлов^[12].

1.5 Протокол HTTP

HTTP (HyperText Transfer Protocol - RFC 1945, RFC 2616) - протокол прикладного уровня для передачи гипертекста.

Центральным объектом в HTTP является ресурс, на который указывает URL в запросе клиента. Обычно такими ресурсами являются хранящиеся на сервере файлы. Особенностью протокола HTTP является возможность указать в запросе и ответе способ представления одного и того же ресурса по различным параметрам: формату, кодировке, языку и т. д. Именно благодаря возможности указания способа кодирования сообщения клиент и сервер могут обмениваться двоичными данными, хотя изначально данный протокол предназначен для передачи символьной информации. На первый взгляд это может показаться излишней тратой ресурсов.

Действительно, данные в символьном виде занимают больше памяти, сообщения создают дополнительную нагрузку на каналы связи, однако подобный формат имеет много преимуществ. Сообщения, передаваемые по сети, удобочитаемы, и, проанализировав полученные данные, системный администратор может легко найти ошибку и устранить ее. При необходимости роль одного из взаимодействующих приложений может выполнять человек, вручную вводя сообщения в требуемом формате^[13].

В отличие от многих других протоколов, HTTP является протоколом без памяти. Это означает, что протокол не хранит информацию о предыдущих запросах клиентов и ответах сервера. Компоненты, использующие HTTP, могут самостоятельно осуществлять сохранение информации о состоянии, связанной с последними запросами и ответами. Например, клиентское веб-приложение, посылающее запросы, может отслеживать задержки ответов, а веб-сервер может хранить IP-адреса и заголовки запросов последних клиентов.

Все программное обеспечение для работы с протоколом HTTP разделяется на три основные категории:

1. Серверы – поставщики услуг хранения и обработки информации (обработка запросов).
2. Клиенты – конечные потребители услуг сервера (отправка запросов).
3. Прокси-серверы для поддержки работы транспортных служб.

Основными клиентами являются браузеры, например: Internet Explorer, Opera, Mozilla Firefox, Netscape Navigator и другие. Наиболее популярными реализациями веб-серверов являются: Internet Information Services (IIS), Apache, lighttpd, nginx. Наиболее известные реализации прокси-серверов: Squid, UserGate, Multiproxy, Naviscope.

"Классическая" схема HTTP-сеанса выглядит так:

1. Установление TCP-соединения.
2. Запрос клиента.
3. Ответ сервера.
4. Разрыв TCP-соединения^[14].

Таким образом, клиент посылает серверу запрос, получает от него ответ, после чего взаимодействие прекращается. Обычно запрос клиента представляет собой требование передать HTML-документ или какой-нибудь другой ресурс, а ответ сервера содержит код этого ресурса.

1.6 Протоколы POP и SMTP

Электронная почта существуют уже более двух десятилетий: до 1990 года она использовалась преимущественно в научных организациях, в 90-е - получила широкую известность и стала использоваться повсеместно. По самым скромным оценкам в мире более 50 миллионов человек пользуются услугами электронной почты. В целом же трафик электронной почты занимает только 3.7% всего сетевого. Как и любой форме коммуникаций, электронной почте присущ определенный стиль и набор соглашений. В частности, общение по электронной почте носит неформальный и демократичный характер.

Электронная почта даёт возможность посылать и получать сообщения, отвечать на письма корреспондентов автоматически, используя их адреса, рассылать копии письма сразу нескольким получателям, переправлять полученное письмо по другому адресу, использовать вместо адресов (числовых или доменных имен) логические имена, создавать несколько подразделов почтового ящика для разного рода корреспонденции, включать в письма текстовые файлы, пользоваться системой "отражателей почты" для ведения дискуссий с группой ваших корреспондентов и т.д^[15].

Развитие технологии Internet привело к появлению современных протоколов для обмена сообщениями, которые предоставляют большие возможности для обработки писем, разнообразные сервисы и удобство в работе. Так, например, протокол SMTP, работающий по принципу клиент-сервер, предназначен для отправки сообщений с компьютера к адресату. Обычно доступ к серверу SMTP не защищается паролем, так что можно использовать для отправки писем любой известный сервер в сети. В отличие от серверов для отправки писем, доступ к серверам для хранения сообщений защищается паролем. Поэтому необходимо использовать сервер или службу, в которой существует учётная запись. Эти серверы работают по протоколам POP и IMAP, которые различаются способом хранения писем.

В соответствии с протоколом POP3 поступающие на определенный адрес сообщения хранятся на сервере до того момента, пока они не будут в течение очередного сеанса загружены на компьютер. После загрузки сообщений, можно отключиться от сети и приступить к чтению почты. Таким образом, использование почты по протоколу POP3 является наиболее быстрым и удобным в использовании.

Протокол IMAP удобен тем людям, которые пользуются постоянным подключением к сети. Сообщения, поступившие на адрес, также хранятся на сервере, но, в отличие от POP3, при проверке почты сначала будут загружены только заголовки сообщений. Само письмо можно будет прочитать после выбора заголовка сообщения (оно загрузиться с сервера). Ясно, что при коммутируемом соединении работа с почтой по этому протоколу приводит к неоправданным потерям времени^[16].

Одна из наиболее популярных сетевых услуг – это электронная почта (e-mail). TCP/IP протокол, который поддерживает сообщения электронной почты в Интернете — это простой протокол электронной почты (SMTP — Simple Mail Transfer Protocol). Он описывает систему команд и соглашений для посылки сообщений к другим компьютерным пользователям, основанную на адресах электронной почты. SMTP обеспечивает обмен почтовыми сообщениями между пользователями одной и той же или различных компьютерных сетей. Система поддерживает:

• посылку одиночных сообщений одному или более получателям;
• посылку сообщений, включающих в себя текст, голосовые сообщения, видео или графические материалы;
• посылку сообщений для пользователей сетей, не входящих в Интернет^[17].

1.7 Протокол SLIP

Протокол SLIP (Serial Line Internet Protocol) позволяет использовать протокол TCP/IP при подключении через последовательный порт. К этому порту может быть подключен либо модем, либо выделенная асинхронная телефонная линия (leased asynchronous line) какого-либо вида. Разумеется, при таком подключении требуется близко расположенный SLIP-сервер с соответствующими телефонными номерами. Многие университеты и коммерческие организации предоставляют доступ к SLIP-серверу за умеренную плату.

В настоящий момент имеется две основные программы, работающие с протоколом SLIP: программы dip и slattach. Обе программы предназначены для того, чтобы установить соединение SLIP через последовательное устройство. Для осуществления соединения SLIP необходимо воспользоваться одной из этих программ; просто позвонив на номер сервера одной из коммуникационных программ (например, kermit) и выполнив команды ifconfig и route, того же результата достичь не удастся. Дело в том, что программы dip и slattach выдают специальное обращение обращение ioctl() к системе, которое перехватывает управление последовательным устройством и начинает использовать его для подключения SLIP^[18].

Программа dip может позвонить на номер SLIP-сервера, произвести необходимый диалог для входа в систему (например, ввести по приглашению имя пользователя и пароль) и инициализировать подключение SLIP через открытый последовательный порт. Напротив, программа slattach не делает почти ничего помимо захвата последовательного устройства для использования его для подключения SLIP. Она полезна в случае, если имеется постоянное соединение со SLIP-сервером через выделенную телефонную линию, и для установления связи не надо звонить на сервер, вводить пароль и т.п. Большинству пользователей, работающих с протоколом SLIP, нужнее оказывается программа dip.

Программа dip может быть использована также для конфигурирования системы Linux в качестве SLIP-сервера. При этом другие компьютеры могут звонить на данный компьютер и подключаться к сети через вторичное подключение Ethernet (secondary Ethernet connection). Для более полной информации об этом следует обратиться к соответствующим документам и экранной документации к программе dip.

Подключение SLIP кардинально отличается от подключения Ethernet тем, что в "сети" присутствует всего два компьютера: SLIP-клиент (ваш компьютер) и SLIP-сервер. По этой причине соединение SLIP часто называется соединением "точка-точка" ("point-to-point" connection). Обобщение этой идеи под названием "протокол PPP" (Point to Point Protocol) также реализовано в системе Linux^[19].

При инициализации подключения к SLIP-серверу последний дает клиенту IP-адрес. При выборе адреса используется два основных метода. Некоторые SLIP-серверы дают "статические" IP-адреса, так что один и тот же клиент будет всякий раз при подключении получать один и тот же адрес. Однако многие SLIP-серверы дают динамические IP-адреса, которые могут быть новыми при каждом новом подключении. Как правило SLIP-сервер при соединении сообщает клиенту его IP-адрес и IP-адрес шлюза. Программа dip может прочесть эти данные, сообщаемые сервером при входе в систему, и использовать их затем при конфигурировании устройств SLIP.

По сути, конфигурирование подключения SLIP напоминает конфигурированию сетевой заглушки или адаптера Ethernet. Основные отличия обсуждаются ниже. Для ознакомления надо прочесть предыдущий раздел, посвященный конфигурированию основных файлов, относящихся к протоколу TCP/IP, и затем прочесть про отличия в данном разделе^[20].

Серверы приложений

2.1 Понятие сервера приложений

Вынесение прикладной логики в отдельный уровень представляет разработчикам дополнительную гибкость в создании распределенных информационных систем. Размещение и выполнение программ на стороне сервера снижает требования к аппаратному обеспечению клиентов и уменьшает проблемы обеспечения совместимости в гетерогенной сетевой среде.

Сервер приложений — это сервисная программа, которая обеспечивает доступ клиентов к прикладным программам, выполняющимся на сервере. Сервер приложений обычно выделяется как среднее звено в трехуровневой клиент-серверной архитектуре (3-tier)^[21].

Модель «сервер приложений»

Первый уровень, интерфейсный, как правило, графический (GUI).

Средний уровень, исполнимый программный код, размещенный обычно на выделенном сервере.

Третий уровень, фоновый — базы данных. Сюда же относятся, унаследованные средства доступа к данным и управления транзакциями.