Теоретические основы организации сети интернет

Много полезнейшей информации находится в RFC-документах. Конкретно о e-mail (протокол smtp) можно прочитать, например, в RFC 821, 822.

Поскольку почта остается одной из самых популярных услуг Internet, видимо, она будет все больше развиваться в Internet. Электронная почта Internet имеет большое преимущество по сравнению с другими службами Internet - доступность практически каждому пользователю этой сети (независимо от того, насколько пользователь захвачен всеобщей компьютероманией, он все равно поймет электронное сообщение, так как оно практически ничем не отличается от обычной бумажной почты). Если вы вспомните о массе разнообразных вещей, которые вы обнаруживаете в своем почтовом ящике, то вы получите представление и о том, что ожидает в будущем электронную почту Internet.

Существует множество систем электронной почты, различающихся протоколами реализации почтовой службы. Эти протоколы определяют формат почтового сообщения. Обычно это сообщение включает такие поля:

адрес отправителя и адрес (адреса) получателей;

идентификатор сообщения, уникальный для каждого письма. Его можно использовать для ссылок на письмо как на исходящий номер;

отметки о прохождении письма через промежуточные компьютеры (аналог почтового штемпеля);

тема письма. Почтовая служба может отсортировать письма по темам;

собственно текст письма.

Не все поля обязательно должны присутствовать. Некоторые поля почтовая служба добавляет автоматически (штемпель, дату и время), другие задает автор письма (адреса отправителя и получателя, тему). Современные почтовые службы позволяют также выполнять операции форматирования для текста письма (выбор шрифта, его размера, вставка элементов отображения). Некоторые почтовые службы допускают возможность наличия в письме вложения в виде файла. Файл может находиться внутри письма или письмо может содержать только ссылку на файл в виде пиктограммы. В последнем случае файл с письмом не передается. Ссылаться можно как на файлы, находящиеся на компьютере отправителя, так и на любом другом доступном компьютере сети. Для получения файла достаточно щелкнуть мышью по пиктограмме файла. Почтовая служба самостоятельно выполнит все операции по пересылке файла.

Телеконференции. Идея телеконференции заключается в том, что любой пользователь, желающий что-то высказать, посылает в сеть сообщение. Это сообщение становится доступным для всех пользователей сети и каждый может его читать. Чтобы читателю легче было ориентироваться в потоке сообщений, все сообщения разбиваются на группы по темам. Такие группы называются группами новостей. На каждом сообщении, посылаемом на телеконференцию, автор указывает, к какой группе новостей оно относится. Имена групп новостей состоят из нескольких слов, разделенных точками. Первое слово обозначает широкую область, к которой относится группа, а каждое последующее уточняет тему. Например, в имени группы Компьютер. Язык. Бейсик первое слово обозначает, что тема этой группы связана с компьютерами, второе слово - с языками программирования, а третье слово определяет конкретный язык программирования. Для того, чтобы получать сообщения той или иной группы, читатель должен на нее подписаться. Подписка заключается в посылке на сервер групп новостей специального сообщения, в котором указываются группы новостей, на которые подписывается пользователь. После подписки пользователь может читать все сообщения группы. Он может также посылать свои сообщения в группу новостей. При необходимости можно отказаться от подписки на любую группу. Для поддержки телеконференций используются специальные программы, реализующие протоколы обмена новостями. В некоторых сетях для обмена сообщениями групп новостей используется почтовая служба.

Одной из важных услуг, предоставляемых компьютерной сетью, является возможность доступа к файлам и каталогам пользователей, размещенных на других, удаленных компьютерах сети. Доступ к таким каталогам и файлам возможен только с разрешения пользователя, на компьютере которого размещены указанные файлы. В разрешении указываются имена пользователей, которым разрешен доступ, пароли, по которым осуществляется доступ, а также вид доступа (например, только чтение файла или чтение и запись). К некоторым каталогам и файлам может быть разрешен свободный доступ по чтению без указания пароля. Пользователь, получивший доступ, может просматривать каталоги и файлы, копировать их на свой компьютер или выполнять другие действия в рамках предоставленных ему прав. Службы передачи файлов реализуют также услуги поиска файлов по именам или индексам ключевых слов для файлов.

Доски объявлений (USENET news). Это так называемые сетевые новости или дискуссионные клубы. Они дают вам возможность читать и посылать сообщения в общественные (открытые) дискуссионные группы. На самом деле, они представляют собой сетевой вариант досок объявлений (BBS: Bulletin Board System), изначально работавших на машинах с модемным доступом. "Новости" представляют собой сообщения адресуемые широкой публике, а не конкретному адресату. Сообщения эти могут быть совершенно разного характера: от сообщения о только что произошедшем великом событии, до вопроса о буридановом осле. Узлы сети, занимающиеся обслуживанием системы новостей, при получении пакета новостей рассылают его своим соседям, если те еще не получили такой новости. Получается лавинообразное широковещание, обеспечивающее быструю рассылку новостного сообщения по всей сети. Эта замечательная возможность Internet, увы, недоступна по e-mail широко (соответствующих серверов существуют единицы), но асинхронный режим имеется. Для пользования этой службой лучше иметь доступ в Internet, позволяющий проводить сеансы работ на сетевых рабочих машинах, т.е. доступ класса не ниже доступа по вызову к какой-нибудь действительно сетевой машине. UUCP также позволяет иметь доступ к доскам объявлений, но в таком виде сервис все-таки хуже.

Сетевой трафик новостей очень шумный, частый и короткий: сервер посылает запрос на ваш компьютер о его желании заполучить очередной пункт из огромного списка групп новостей, а тот каждый раз отвечает: да или нет. И так около полутора тысяч раз, потом идет такой же разговор о посланиях в выбранных группах обсуждений. Такой трафик вместе с самой пересылкой новостей составляет около 1% от общего.

При установке клиент-программы на вашем компьютере, вы создаете список тех дискуссионных кружков, в которых хотите участвовать и чьи объявления (бюллетени) вы будете постоянно получать, а также список-фильтр тех групп и подгрупп, которых вам совсем не хочется, вместе со всеми их возможными подгруппами, подподгруппами и т.д. Имеется семь основных категорий: comp - вычислительная техника и все с ней связанное; news - разработчики системы новостей и новости в этих разработках; rec - хобби, отдых, развлечение и т.д.; sci - наука; soc - социальные темы; talk - обо всем и ни о чем (здесь же о религии, об искусстве); misc - все остальное.

Поиск людей (Кто есть Who). Люди переезжают с места на место, меняют место работы, у них может быть несколько мест проживания и т.д. Люди всегда ищут друг друга, всегда существовала и существует проблема поиска единственного человека в мире. Создать для такого поиска открытый файл - аналог телефонной книги? Значит нужно создать стандарт, придумать как его обновлять без прямого всеобщего доступа (опасно!) и т.д. К тому же такой файл - справочник с перечислением всех входящих имен на рабочих машинах, такому справочнику будут рады и хакер, и рэкетир. И потом, некоторым людям хочется управлять возможностью доступа к ним, возникает проблема права на частную жизнь. Поэтому была создана служба справочной информации о пользователях. Пользователя на известной машине, где он есть, можно отыскать в UNIX-системах с помощью finger. Там же можно получить список пользователей, работающих в данный момент на известной машине. Трафик протокола finger составляет 0,41% от общего.

Имеется директория "белых страниц" Whois, а также одноименная программа для поиска людей. Директория whois (кто есть who) поддерживается DDN (Defense Data Network) Сетевым Информационным Центром (Network Information Center - NIC) и содержит более 70000 записей. Команда из UNIX: whois - простейший способ обратиться к таким услугам NIC DDN. С помощью whois имя (логическое) можно получить информацию о пользователе. Также можно войти в эту службу в telnet по имени nic. ddn.mil и там уже подать команду whois. Чтобы использовать эту возможность, требуется наличие как минимум dial-up доступа. Но запрос можно сделать также и косвенно по e-mail на service@nic. ddn.mil, в "Subject: " поместив команду, при этом тело самого сообщения (текст письма e-mail) надо оставить пустым. Трафик whois составляет 0.02% от общего.

Имеется объединяющий все эти справочники интерфейс KIS (Knowbot Information Service). Он сам знает все адреса и протоколы общения со службами Whois, finger, fred и т.д., сам их опрашивает, а вам выдает результат глобального поиска. KIS доступен по telnet через 185 порт на машине nri. reston. va. us.

1.3 Протоколы сети

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.