Файл: Понятие прикладных протоколов и серверы приложений (ГБУЗ РК КРЦМКИСМП).pdf

Введение

Актуальность работы. Сегодня одной из насущных сфер развития IT-индустрии являются сфера взаимодействия сетевых протоколов самого высокого – прикладного – уровня и серверов приложений.

О прикладных протоколах написано множество научных работ как в нашей стране, так и за рубежом. Среди них следует упомянуть, прежде всего фундаментальные труды Э. Танненбаума и М. В. Стеена «Распределенные системы принципы и парадигмы», В. Столлингса «Современные компьютерные сети», Д. Куроуза и К. Росса «Компьютерные сети. Нисходящий подход» и др. Эти работы не однократно переиздавались в нашей стране, что свидетельствует об их не уменьшающейся с течением времени научной ценности и актуальности.

Среди отечественных работ стоит упомянуть прежде всего монографию «Протоколы интернета» А.Ю. Филимонова. Кроме того следует упомянуть учебные пособия «Основы компьютерных сетей», изданное под редакцией Л.Г. Гагариной, «Основы локальных компьютерных сетей» А.Н. Сергеева, «Компьютерные сети» В.С. Чернеги и Б. Платтнера, «Системы доступа к компьютерным и телекоммуникационным сетям» Н.В. Тарченко и П.В. Тишкова, «Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы» Н.А. Олифера и Н.Г. Олифера, а также монографию «Аппаратные средства локальных сетей» Ю.М. Гука. В отечественных научных журнала опубликовано много научных статей о различных протоколах. Нас интересуют статьи, в которых речь идет о протоколах приложения. Из ряда таких работ стоит выделить статью Н.С. Пирогова «Оценка уязвимостей протокола BGP» и Д. Семенова «Варианты интеграции IP-видеокамер в компьютерные системы видеонаблюдения».

О серверах приложений написано также немало работ. Среди книжных изданий, выпущенных за рубежом, это такие работы, которые, в основном, описывают реализацию конкретных моделей серверов приложений – монографии американского ученых и IT-специалистов: «Java ЕЕ 6 и сервер приложений GlassFish 3» Д. Хеффельфингера, «Zope. Разработка Web-приложений и управление контентом» С. Спикльмайра, К. Фридли, Дж. Спиклаймера и К. Брэнда, а также монографию «Getting Started with Citrix XenApp® 7.6» К. Цветанова – главного разработчика компании ProSys Information Systems – партнера Citrix. Особняком стоит статья Дж. Эйнджела «Парад серверов приложений», содержащая как обзор основных реализаций упомянутых серверов, так и теоретическое определение понятия «сервер приложений», описание его функций.

В отечественной науке о серверах приложений написано много научных статей, большая часть которых опубликована в журнале «Открытые системы. СУБД». Это статьи В. Дмитриева «Сервер приложений Jaguar CTS», Г. Ладыженского «Технология "клиент-сервер" и мониторы транзакций», М. Аншиной «Сервер приложений - не пуп Земли?».

Имеющиеся исследования дают возможность на их основе производить поточный анализ сетей для улучшения работы предприятий.

Объектом нашего исследования стала компьютерная сеть в государственном бюджетном учреждении Республики Крым «Центр медицины катастроф и скорой медицинской помощи» (далее – ГБУЗ РК «КРЦИСМП»).

Цель работы – изучение прикладных протоколов, серверов приложений и их реализации на практике (на примере анализа сети ГБУЗ РК «КРЦИСМП».

В соответствии с целью работы обозначим задачи исследования:

1. сделать обзор существующих на сегодняшний день определений прикладных протоколов, их типов, а также серверов приложений;
2. просканировать доступными способами сеть ГБУЗ РК «КРЦИСМП» на предмет наличия прикладных протоколов и серверов приложений, сделать анализ полученных результатов;
3. составить рекомендации по улучшению работы компьютерной сети упомянутого предприятия.

Данная курсовая работа может быть интересна как специалистам в информатики и вычислительной техники, так и руководителям IT-отделов средних и крупных предприятий, заинтересованных в улучшении качества компьютерной связи.

Глава I. Обзор теоретических взглядов на понятие прикладных протоколов и серверы приложений

1.1. Понятия «протокол» и «протокол приложений»

В научной литературе по информатике бытует два понимания «протокола».

«Протоколом», или другими словами «интернет-протоколом», или просто в первом понимании называют: 1) «набором правил и процедур реализующих порядок осуществления связи» [16, c. 65]; 2) «правилами, которых придерживаются сообщающиеся между собой процессы» [22, c.81]; 3) «совокупностью правил, устанавливающих формат и процедуры обмена информацией между двумя или несколькими устройствами» [30, с.6]. Этим своим значением «протокол» сближается с «интерфейсом». Д. Курроуз и К. Росс в своей книге «Компьютерные сети. Нисходящий подход» дают следующее определение протокола: «Протокол определяет формат и порядок сообщений, которыми обмениваются два и более взаимодействующих объектов, а также действия, предпринимаемые при передаче и/или приеме сообщения либо при возникновении другого события» [12, с.33].

Такого подхода придерживаются Э. Таненбаум и М. ван Стеен, Д. Куроуз и К. Росс, В.С. Юденков и Д.М. Севостьян, а также авторы учебника «Основы компьютерных сетей» (под редакцией Л.Г. Гагариной).

В другом понимании протокол – это разновидность интерфейса. Данного понимания придерживаются В.Г. Олифер и Н.А. Олифер, А.Ю. Филимонов. Как отмечают авторы учебника «Компьютерные сети, Принципы, технологии, протоколы» В.Г. Олифер и Н.А. Олифер, «в сущности, термины «протокол» и «интерфейс» выражают одно и то же понятие – формализованное описание процедуры взаимодействия двух объектов, но традиционно в сетях за ними закрепили разные области действия: протоколы определяют правила взаимодействия модулей одного уровня в разных узлах, а интерфейсы – правила взаимодействия модулей соседних уровней в одном узле» [15, c.413]

Второе понимание учитывает эту деталь в описании «протоколов» – «правила взаимодействия модулей одного уровня в разных узлах». Поэтому в той же работе протокол называется «одноранговым интерфейсом». Так, авторы учебника «Основы компьютерных сетей» подразумевают под протоколом «формализованные правила, определяющие порядок и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, представляющие один уровень, но находящиеся в разных узлах сети»^[1]. Автор многостраничной монографии по сетевым протоколам А.Ю. Филимонов даёт своё определение термина в рамках данного понимания: «Протоколом мы будем называть набор алгоритмов (правил) взаимодействия объектов одноименных уровней» [25, с. 7].

Как видим, оба взгляда на протокол равнозначны и характеризуют его с двух позиций – как сопоставимую с интерфейсами сущность (интерфейсы и протоколы) или как особую разновидность интерфейсов – однораговые интерфейсы. Обе эти позиции при детальном их рассмотрении не взаимоисключают одна другую, а являются взаимодополняемыми в виду того, что протоколы, по сути, могут рассматриваться и как до сих пор четко не обозначена, хотя и выведены границы применения данного термина.

Как пишут авторы «Основ…», в качестве «модели для архитектуры компьютерных протоколов и как основа для разработки стандартов протоколов»^[2] международной организацией по стандартизации ISO (International Organization for Standardization) была разработана эталонная модель OSI (Open Systems Interconnection – взаимодействие открытых систем).

В соответствии с ISO 7498 выделяются семь уровней (слоев) информационного взаимодействия: 1) уровень приложения (Application Layer); 2) уровень представления (Presentation Layer); 3) уровень сессии (Session Layer); 4) транспортный уровень (Transport Layer); 5) сетевой уровень (Network Layer); 6) канальный уровень (DataLink Layer); 7) физический уровень (Physical Layer) [23, с.6].

Вот, как, например, выглядит инкапсуляция пересылаемого сообщения, схематично изображенная в «Основах компьютерных сетей»:

Рис.1. Схема инкапсуляции пересылаемого сообщения

при продвижении его по стеку протоколов [14, c. 67]

Сосредоточим своё внимание на прикладном уровне (application layer). Протоколы прикладного уровня, по словам А.Ю. Филимонова, «предназначены для обеспечения доступа к ресурсам сети программ – приложений пользователя. На данном уровне определяется интерфейс с коммуникационной частью приложения»^[3].

Как отмечают В.Г. Олифер и Н.А. Олифер, прикладной уровень – «это в действительности просто набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые веб-страницы, а также организуют свою совместную работу, например, по протоколу электронной почты. Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называется сообщением»^[4].

Американские ученые Э. Танненбаум и Э. ван Стеен указывают, что «прикладной уровень модели OSI изначально должен был содержать набор стандартных сетевых приложений, например, для работы с электронной почтой, передачи файлов и эмуляции терминала. В настоящее время он стал местом собрания всех приложений и протоколов, которые не удалось пристроить ни на один из более низких уровней. В свете эталонной модели OSI все распределенные системы являются просто приложениями» [20, c. 91].

В отечественных «Основах…» не делается различие между «прикладными протоколами» и «протоколами прикладного уровня» [16, c. 126].

Однако отечественные же ученые В.Г. Олифер и Н.А. Олифер придерживаются на этот счет иного мнения. Так, они утверждают, что «важно различать уровень взаимодействия приложений и прикладной уровень семиуровневой модели. Приложения могут реализовывать собственные протоколы взаимодействия, используя для этих целей многоуровневую совокупность системных средств. Именно для этого в распоряжение программистов предоставляется прикладной программный интерфейс (Application Program Interface, API). В соответствии с идеальной схемой модели OSI приложение может обращаться с запросами к самому верхнему уровню — прикладному, однако на практике многие стеки коммуникационных протоколов предоставляют возможность программистам напрямую обращаться к сервисам, или службам, нижележащих уровней» [15, с.110].

1.2. Обзор основных прикладных протоколов

Рассмотрим основные прикладные протоколы и то, как они характеризуются в разных научных работах.

FTP (File Transfer Protocol) – это, по определению А.Ю. Филимонова, «протокол прикладного уровня, который использует TCP в качестве протокола транспортного уровня» [25, с. 451]. Авторы «Обзора протоколов интернета вещей» замечают, что протокол FTP «используется для мониторинга атрибутов удаленных файлов, контроля работоспособности FTP-сервера (мониторинг доступности, загрузки процессора, использования дискового пространства и памяти, состояния процессов, а также нестандартных метрик для серверов, работающих на различных платформах и операционн8х системах)» [7, с.4].

Возвращаясь к работе А.Ю. Филимонова, находим у него следующее утверждение: «Протокол FTP не может использоваться для передачи конфиденциальных данных, поскольку не обеспечивает защиты передаваемой информации и передает между сервером и клиентом открытый текст. FTP-cервер может потребовать от клиента аутентификации (т.е. при присоединении к серверу FTP-пользователь должен будет ввести свой идентификатор и пароль). Однако и идентификатор, и пароль пользователя будут переданы от клиента на сервер открытым текстом»^[5].

HTTP (HyperText Transfer Protocol) – протокол, который, как пишут авторы «Обзора протоколов…», предназначен «для передачи данных. Основой HTTP является клиент-серверная архитектура. […] Задачами протокола HTTP/HTTPS являются предоставление доступа к внутренним веб-серверам контроллеров/модулей, находящихся в сетях, защищенных брандмауэрами или NAT, загрузка содержимого веб-страниц в ядро системы, мониторинг работоспособности веб-сервера» [8, с. 5].

RDP – это, по мнению Ж.М. Кубалиева и В.А. Ружникова, протокол «является самым распространенным терминальным протоколом. Отчасти этому способствует политика компании Microsoft, которая приняла решение включить в каждую последующую версию свой ОС, начиная с версии Windows 2000, данный протокол для предоставления пользователям возможности работы за своим компьютером удаленно. Протокол RDP основан на рекомендациях ITU-T T.128»^[6].

SSH (полное название: Secure Shell), определению авторов «Обзора протоколов», – это протокол «обеспечивающий безопасное соединение и передачу данных между устройствами. Это достигается благодаря используемому шифрованию трафика. Также возможно создание SSH туннеля между пользователями. В этом случае незашифрованные данные шифруются на одной стороне туннеля и расшифровываются на другой. В общем случае протокол SSH используется для удаленного доступа к устройствам, выполнения скриптов и приложений на удаленных компьютерах» [8, c.10].