Файл: Понятие прикладных протоколов и серверы приложений (Понятие серверов приложений).pdf
Добавлен: 18.06.2023
Просмотров: 46
Скачиваний: 3
Глава 1 Понятие прикладных протоколов
1.1 Понятие протокола
Для того, чтобы разобраться, что же представляет собой протокол, многие из нас слышали различные сокращения или аббревиатуры, но не все понимают что они означают. Для начала нужно разобраться в главных терминах и определениях.
Вполне закономерно, что со временем развития нашего мира ПК (персональные компьютеры), где бы они не находились, в каких бы частях земного шара не стояли, в связи с ростом их количества вынуждены были найти некое средство общения между собой. В роли такого средства и выступили компьютерные сети. Они бывают глобальные и локальные (местные).
Локальной сетью называется сеть, которая объединяет несколько компьютеров, при этом они находятся в одном географическом пространстве, т.е на небольшом расстоянии, например, в одном доме, здании. Глобальные же сети призваны соединять сети и ПК, которые находятся на гораздо большем, значительном расстоянии, когда между ПК уже значительные километры расстояний. Интернет – это глобальная сеть.
Одного подключения компьютеров друг другу не достаточно для создания сети. Чтобы начать процесс передачи информации, нужно подтверждение того, что компьютеры начали «понимать» друг друга. Чтобы это стало возможным, и были разработаны специальные правила, которые сегодня называют протоколами.
Протокол — это набор из определенных правил, которые делают возможным передачу данными между несколькими персональными компьютерами.
Данные правила способны работать в рамках единой модели ISO/OSI и отступать от нее ни на шаг не могут, в связи с тем, что это может повлечь за собой несовместимость оборудования и ПО - программного обеспечения.
Пожалуй, ключевым понятием в стандартизации сетей и всего, что к ним относится, является модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI), разработанная международной организацией, но стандартам (International Standards Organization, ISO). На практике применяется название модель IS0/0SI. Описываемая модель состоит из семи уровней. Каждый уровень отвечает за определенный круг задач, выполняя их с помощью специальных алгоритмов — стандартов. Основная задача — достичь глобальной цели, поэтому уровни модели связаны между собой. Таким образом, выполнив свою часть задачи, каждый уровень передает готовые данные следующему уровню. В результате прохождения такой цепочки данные полностью обрабатываются, и их можно использовать.
В зависимости от назначения уровни получили следующие названия[1]:
- Физический – один из уровней, который отличает беспроводные сети от проводных. Как Вы уже, несомненно, поняли, основное отличие между ними заключается в канале передачи данных. Для проводных сетей это любая физическая линия, например коаксиал, витая пара или оптоволокно.
-Для беспроводных — радиоволны определенной частоты или инфракрасное излучение.
- канальный – главная задача канального уровня: удостовериться, что канал готов к передаче данных и ничто не станет угрожать надежности этой операции и целостности передаваемых пакетов. В идеале протоколы канального уровня и сетевое оборудование должны проверить, свободен ли канал для передачи данных, не имеется ли коллизий передачи и т. д.
- Сетевой – Как и канальный уровень, сетевой отвечает за передачу данных между компьютерами. Для этого он использует сформированные данные и параметры двух предыдущих уровней – физического и канального. Главное отличие сетевого уровня от канального заключается в том, что он умеет передавать данные между сетями с разной топологией — комбинированными. Так, очень часто беспроводные и проводные сети используются в паре. Чаще всего это происходит, если по определенным причинам создать единую проводную сеть физически невозможно.
- Транспортный – пожалуй, транспортный уровень можно отнести к более высоким. Это означает, что данным уровнем управляет программа, а не аппаратные средства. Транспортный уровень отвечает за надежность передачи данных. Существует несколько способов передачи, которые отличаются друг от друга степенью защищенности и возможностью исправления ошибок.
- Сеансовый – Сеансовый уровень предназначен для контроля передачи пакетов между компьютерами. В процессе синхронизации принятых и отправленных пакетов протоколы сеансового уровня отслеживают недостающие данные и передают их заново. За счет работы только с недостающими пакетами достигается повышение скорости передачи данных.
- уровень представления данных – На уровне представления данные приводятся к единому стандарту, что позволяет достичь договоренности мри их приеме и передаче. Именно на этом уровне данные могут шифроваться, что повышает безопасность их передачи но сети. Кроме того, часто на уровне представления происходит компрессия информации, благодаря чему повышается скорость передачи данных. Уровень представления реализуется программно, что позволяет использовать для шифрования данных новейшие достижения.
- Прикладной – самый верхний уровень модели ISO/OSI. Его задача — организация взаимодействия с прикладными программами. За это отвечает множество прикладных протоколов, с помощью которых операционная система и программы получают доступ к разнообразным ресурсам сети.
Но модель ISO/OSI, только описывает работу любого сетевого оборудования и сети в целом, это всего лишь модель, рисунок на бумаге. Для начала работы необходим механизм, реализующий описываемую модель. Таким механизмом стал протокол передачи данных, включающий в себя множество протоколов.
1.2 Протоколы прикладного уровня
Почему существуют два транспортных протокола TCP и UDP, а не один из них? Дело в том, что они предоставляют разные услуги прикладным процессам. Большинство прикладных программ пользуются только одним из них. Вы, как программист, выбираете тот протокол, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям. Если вам нужна надежная доставка, то лучшим может быть TCP. Если вам нужна доставка датаграмм, то лучше может быть UDP. Если вам нужна эффективная доставка по длинному и ненадежному каналу передачи данных, то лучше может подойти протокол TCP. Если нужна эффективность на быстрых сетях с короткими соединениями, то лучшим может быть протокол UDP. Если ваши потребности не попадают ни в одну из этих категорий, то выбор транспортного протокола не ясен. Однако прикладные программы могут устранять недостатки выбранного протокола. Например, если вы выбрали UDP, а вам необходима надежность, то прикладная программа должна обеспечить надежность. Если вы выбрали TCP, а вам нужно передавать записи, то прикладная программа должна вставлять маркеры в поток байтов так, чтобы можно было различить записи.
Какие же прикладные программы доступны в сетях с TCP/IP?
Общее их количество велико и продолжает постоянно увеличиваться. Некоторые приложения существуют с самого начала развития internet. Например, TELNET и FTP. Другие появились недавно: X-Window, SNMP[2].
Протоколы прикладного уровня ориентированы на конкретные прикладные задачи. Они определяют как процедуры по организации взаимодействия определенного типа между прикладными процессами, так и форму представления информации при таком взаимодействии. В этом разделе мы коротко опишем некоторые из прикладных протоколов.
Протокол TELNET[3] позволяет обслуживающей машине рассматривать все удаленные терминалы как стандартные "сетевые виртуальные терминалы" строчного типа, работающие в коде ASCII, а также обеспечивает возможность согласования более сложных функций (например, локальный или удаленный эхо-контроль, страничный режим, высота и ширина экрана и т.д.) TELNET работает на базе протокола TCP. На прикладном уровне над TELNET находится либо программа поддержки реального терминала (на стороне пользователя), либо прикладной процесс в обсуживающей машине, к которому осуществляется доступ с терминала.
Работа с TELNET походит на набор телефонного номера. Пользователь набирает на клавиатуре что-то вроде:
telnet delta
и получает на экране приглашение на вход в машину delta.
Протокол TELNET существует уже давно. Он хорошо опробован и широко распространен. Создано множество реализаций для самых разных операционных систем. Вполне допустимо, чтобы процесс-клиент работал, скажем, под управлением ОС VAX/VMS, а процесс-сервер под ОС UNIX System V.
Протокол FTP (File Transfer Protocol - протокол передачи файлов) распространен также широко как TELNET. Он является одним из старейших протоколов семейства TCP/IP. Также как TELNET он пользуется транспортными услугами TCP. Существует множество реализаций для различных операционных систем, которые хорошо взаимодействуют между собой. Пользователь FTP может вызывать несколько команд, которые позволяют ему посмотреть каталог удаленной машины, перейти из одного каталога в другой, а также скопировать один или несколько файлов.
Протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol - простой протокол передачи почты) поддерживает передачу сообщений (электронной почты) между произвольными узлами сети internet. Имея механизмы промежуточного хранения почты и механизмы повышения надежности доставки, протокол SMTP допускает использование различных транспортных служб. Он может работать даже в сетях, не использующих протоколы семейства TCP/IP. Протокол SMTP обеспечивает как группирование сообщений в адрес одного получателя, так и размножение нескольких копий сообщения для передачи в разные адреса. Над модулем SMTP располагается почтовая служба конкретных вычислительных систем.
Существует целая серия "r-команд" (от remote - удаленный), которые впервые появились в ОС UNIX. Они являются аналогами обычных команд UNIX, но предназначены для работы с удаленными машинами. Например, команда rcp является аналогом команды cp и предназначена для копирования файлов между машинами. Для передачи файла на узел delta достаточно ввести
rcp file.c delta:
Для выполнения команды "cc file.c" на машине delta можно использовать команду rsh:
rsh delta cc file.c
Для организации входа в удаленную систему предназначена команда rlogin:
rlogin delta
Команды r-серии используются главным образом в системах, работающих под управлением ОС UNIX. Существуют также реализации для MS-DOS. Команды избавляют пользователя от необходимости набирать пароли при входе в удаленную систему и существенно облегчают работу.
Сетевая файловая система NFS (Network File System) впервые была разработана компанией Sun Microsystems Inc. NFS использует транспортные услуги UDP и позволяет монтировать в единое целое файловые системы нескольких машин с ОС UNIX. Бездисковые рабочие станции получают доступ к дискам файл-сервера так, как будто это их локальные диски.
NFS значительно увеличивает нагрузку на сеть. Если в сети используются медленные линии связи, то от NFS мало толку. Однако, если пропускная способность сети позволяет NFS нормально работать, то пользователи получают большие преимущества. Поскольку сервер и клиент NFS реализуются в ядре ОС, все обычные несетевые программы получают возможность работать с удаленными файлами, расположенными на подмонтированных NFS-дисках, точно также как с локальными файлами.
Протокол SNMP (Simple Network Management Protocol - простой протокол управления сетью) работает на базе UDP и предназначен для использования сетевыми управляющими станциями. Он позволяет управляющим станциям собирать информацию о положении дел в сети internet. Протокол определяет формат данных, их обработка и интерпретация остаются на усмотрение управляющих станций или менеджера сети.
Система X-Window использует протокол X-Window, который работает на базе TCP, для многооконного отображения графики и текста на растровых дисплеях рабочих станций. X-Window - это гораздо больше, чем просто утилита для рисования окон; это целая философия человеко-машинного взаимодействия.
Глава 2 Понятие серверов приложений
2.1 Серверы 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.