Основные протоколы, применяемые в компьютерных сетяхПротокол – совокупность правил, регламентирующих процедуру коммуникации. Различают протоколы физического уровня (Ethernet, Token-Ring, ARCnet и т.д.), определяющие именно физические правила сетевых соединений (уровень, полярность, длительность сигналов и т.п.) и реализуемые сетевыми картами и иной сетевой аппаратурой (сетевым ПО), и протоколы высоких (примыкающих к транспортному и выше) уровней (XNS, IP/TCP и т.д.), определяющие логическую структуру сообщений и реализуемые в основном программным путем. Microsoft Corp. штатно предоставляет следующие сетевые транспортные протоколы: - транспорт NetBEUI (NetBios Extended User Interface transport) – транспортный протокол локальной сети, созданный для работы совместно с сетевым интерфейсом NetBIOS фирмы Microsoft Corp.; - транспорт TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol transport). Разработанный для Министерства обороны США протокол, предназначенный для соединения разнородных систем через глобальные сети. TCP/IP широко распространен в сетях UNIX и позволяет WINDOWS’NT взаимодействовать с различными сервисами на UNIX - машинах. Протокол TCP/IP фактически представляет собой два различных протокола, работающих совместно, – не гарантирующий доставку пакетов данных по сети протокол IP (Internet Protocol) и гарантирующий доставку пакетов в правильной последовательности протокол TCP (Transmission Control Protocol). В свою очередь, протокол TCP/IP может служить носителем (‘оберткой’) для других протоколов (протоколов IPX, NetBIOS, служебных протоколов адресации ARP (Address Resolution Protocol) и про то-кола межсетевых управляющих сообщений ICMP (Internet Control Message Protocol). В локальной сети TCP/IP-пакеты упаковываются в ‘обертку’ пакетов Ethernet, сами же TCP/IP-пакеты являются ‘оберткой’ для HTTP. Протокол SLIP (Serial Line Internet Protocol) позволяет изолированным компьютерам связываться с TCP/IP через телефонную сеть. Этот протокол определяет метод разбиения датаграмм на фреймы при передаче их по последовательному каналу и указывает конец одной и начало другой датаграммы. Хотя протокол SLIP вполне подходит для установления связи c дисковым набором, но недостатки в адресации, идентификации типа и сжатии данных делают его негибким, медленным и трудным в конфигурации. Межузловой протокол PPP (Point-to-Point Protocol) был разработан для устранения недостатков SLIP; для PPP разработано несколько расширений, так их как опция предоставления имен серверов (DNS, Domain Names Service - служба доменных имен), обеспечение безопасной идентификации пользователя и объединение многочисленных соединений в одно логическое соединение с повышенной полосой пропускания [9]. Среди прочих существующих или находящихся в стадии разработки протоколов разработки фирмы Microsoft Corp. и другими фирмами можно назвать: - IPX/SPX (Internet Packet eXchange/Sequest Packet eXchange) – набор транспортных протоколов, используемых программным обеспечением NetWare фирмы Novell Corp [10, 11]; - DECnet – используемый фирмой Digital Equipment Corp. транспортный протокол, предназначенный для связи систем Windows’NT с сетями DECnet; - AppleTalk – разработанный фирмой Apple Corp., Inc протокол для взаимодействия WINDOWS’NT с компьютерами Apple Macintosh; - XNS (Xerox Network Systems) – транспортный протокол, разработанный фирмой Xerox Corp. и использовавшийся в первых сетях Ethernet. В Internet часто применяются следующие протоколы: - TIME – наиболее простой протокол, с помощью которого извлекаются данные времени из соответствующего сервера; - протокол FTP (File Transfer Protocol), мало изменившийся с начала 70-х годов, работает на всех компьютерах (от платформ PC DOS до суперкомпьютеров); данный протокол считается устаревшим, т.к. не может взять на себя приоритет управления трафиком и возобновлять несостоявшиеся (аварийно завершенные) передачи данных; - протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) известен с 1980 года и был рассчитан на обмен почтой между «большими» ЭВМ (mainframe – мэйнфрейм), которые имеют постоянное соединение (но не на имеющие случайное, непостоянное соединение ПЭВМ); - NNTP (Network News Transfer Protocol) – относительно сложный протокол, служит для передачи новостей между серверами новостей и от сервера к клиенту; - протокол POP (Post Office Protocol) снял в 1984 году ограничения протокола SMTP путем добавления двух новых функций – восстановления всех сообщений (в случае аварии) и удаления их с сервера (при успехе передачи). Текущая версия, POP3, добавляет несколько новых характеристик, сохраняя многое из структуры первоначальной версии. Однако и SMTP и POP поддерживают только поток текста ASCII и не стандартизируют обмен данными современных форматов; - формат MIME (Multipurpose Internet Mail Extension) появился в 1992 году и снял ограничения SMTP и POP в области передачи двоичных файлов (графика, мультимедиа и др.); промежуточные (взятые из ОС UNIX) преобразования «формат ASCII ⇔;двоичный формат» UUEncode и UUDecode в былое время широко применялись в FidoNet; - HTTP (Hiper Text Transfer Protocol) – протокол передачи гипертекста в InterNet; информацию о самой последней версии HTTP можно получить непосредственно от рабочей группы HTTP по адресу www.ics.uci.edu/pub/ietf/http. Не следует считать, что существующие протоколы исчерпывают все возможности сетевого обмена данными. Любой (подготовленный) разработчик ПО может предложить собственный (позволяющий успешно выполнять некоторые специфические действия) протокол; в случае действительного востребования этой разработки она будет признана стандартом (и включена в список документов RFC). Например, в настоящее время используется версия 1.1 протокола HTTP. Ее поддерживают все основные браузеры и WEB-серверы. Про то-кол HTTP 1.1 описан в RFC-2068 и превосходит предыдущую версию HTTP 1.0 – прежде всего, по производительности. Однако есть и другие отличия, описанные ниже. Постоянные соединения. Протокол HTTP 1.1 устанавливает меньше TCP-соединений, чем HTTP 1.0. Версия 1.0 устанавливает и разрывает TCP-соединение для каждого HTML-запроса, а HTTP 1.1 создает TCP-соединение, сохраняющееся на протяжении многих запросов. Протокол HTTP 1.1 поддерживает сжатие данных. Это означает, что файлы между клиентом и сервером могут передаваться сжатыми, что снижает нагрузку на сеть. Протокол HTTP 1.1 поддерживает многие языки сетевого программирования. Создание виртуальных хостов. Протокол HTTP 1.1 позволяет одному WEB-серверу иметь несколько доменных имен. В настоящее время эта ситуация распространена широко (например, когда поставщик услуг InterNet’а поддерживает несколько доменов); Консорциум W3С работает над протоколом HTTP-NG (Next Generation), который, как предполагается, заменит HTTP. К HTTP-NG предъявляются следующие требования: - простота – протокол HTTP-NG должен быть прост для реализации и обслуживания; - расширяемость – на случай ситуации, не предусмотренной в процессе разработки; - масштабируемость – вне зависимости от того, используется ли HTTP-NG в маленькой локальной сети или в сети InterNet; - эффективность – ожидается, что протокол HTTP-NG будет намного эффективнее HTTP. Последний плохо работает в сетях с большим временем задержки. Причина в том, что HTTP – протокол одиночных запросов и ответов. Кроме того, он перегружен информацией. Протокол HTTP-NG призван устранить эти и другие недостатки. В последнее десятилетие наметилась тенденция разработки формальных методов описания протоколов, значительно упрощающих создание и тестирование новых протоколов передач и данных, требования обеспечения конфиденциальности передаваемой по сетям информации инициировали разработку новых протоколов обеспечения секретности.
|
