1 Сервисы компьютерных сетей. Лекция 8. 2 Обзор сервисов к омпьютерных с етей (КС) Базовые (основные ~ традиционные) сервисы КС можно разбить на следующие. - презентация

1 1 Сервисы компьютерных сетей. Лекция 8

2 2 Обзор сервисов к омпьютерных с етей (КС) Базовые (основные ~ традиционные) сервисы КС можно разбить на следующие группы: Традиционные типы сервисов компьютерных сетей Электронная почта Телеконференции (новости) Разговор в сети Телеконференции в реальном масштабе времени mailrtimtalk irc icq Классические клиенты = программы (UNIX): Для электронной почты – mail, для новостей – rtin, для разговора – talk, для телеконференций в реальном времени – irc, icq. …… … …

3 Развитие сервисов КС С резким ростом популярности сети INTERNET стали появляться решения, которые, наряду с предоставлением новых (современных) сервисов, объединяют внутри себя и некоторые традиционные типы сервисов компьютерных сетей. Например, Web-технология – система для доступа к гипертекстовой и гипермедиа информации, включает в себя и следующие традиционные сервисы: электронная почта, новости, чат, объединённые в одном клиенте, например, в программе - браузере (browse). Наиболее популярные программы обозреватели WEB – браузеры WEB – браузеры (см по этой ссылке)

4 4 Классификация сервисов по критериям Для того, чтобы лучше представить схему передачи информации в INTERNET, полезно классифицировать сервисы, разделив их на группы в соответствии с каким-либо критерием оценки. Наиболее подходящим для классификации сервисов INTERNETявляется деление на сервисы интерактивные, прямые и отложенного чтения. Эти группы объединяют сервисы по большому числу признаков. Но есть общий признак для этих сервисов – время реакции по схеме ЗАПРОС - ОТВЕТ. … … …

5 5 Интерактивные сервисы характерны тем, что информация по запросу возвращается немедленно и требуется немедленная реакция на полученную информацию. Прямые сервисы характерны тем, что информация по запросу возвращается немедленно, однако от получателя информации не требуется немедленной реакции. Сервисы отложенного чтения не критичны к времени реакции. Этот сервис наиболее распространен, хотя и наиболее требователен к ресурсам компьютера и линиям связи (без учёта www). Основные характеристики сервисов и по t - реакции

6 6 Электронная почта – (см. также по ссылке сервисы интернет ) сервисы интернет это самый распространенный сервис отложенного чтения Типы (классы) систем электронной почты Системы на базе протокола SMTP Системы на базе стандарта X.400 Системы на основе частных стандартов Гибридные системы При построении системы используются парадигмы конверта и содержимого Используют парадигму почтового отделения - MS Mail, Cc:mail MS Exchange Server

7 7 Характеристика SMTP. Начальная версия протокола SMTP поддерживала ограниченный набор команд и сервисов для приёма и передачи сообщений. В последнее время было разработано расширение SMTP (extended-вариант), обеспечивающее поддержку таких функций, как, например: подтверждение доставки, согласование максимально допустимого размера сообщений, передаваемых между серверами, принудительная инициация передачи накопленной почты и др. Отсутствие средств аутентификации входящих соединений не позволяло использовать протокол SMTP для обслуживания клиентского доступа. Классическая почтовая SMTP-система требует наличия файлового доступа клиента к своему ящику для получения и работы с сообщениями.

8 8 Протокол обслуживания почтового офиса Для реализации работы в режиме «клиент-сервер» был создан протокол обслуживания почтового офиса POP (Post Office Protocol). Протокол POP предназначен для разбора почты из почтовых ящиков пользователей на их рабочие места при помощи программ - клиентов. Если по протоколу SMTP, пользователь отправляет корреспонденцию через Интернет, то по POP он получает письма из своих ящиков на почтовом сервере в локальные файлы. Наиболее удачной оказалась версия протокола POP3, которая широко используется в современных SMTP-системах. Наиболее продвинутые версии этого протокола поддерживают аутентификацию с шифрованием имени и пароля и шифрованием самого сообщения. Однако, при использовании POP3 отсутствует возможность просмотра характеристик сообщений без предварительной загрузки его на компьютер клиента.

9 9 Пользователь А Проблема просмотра и манипуляции свойствами почтового сообщения Для решения проблемы просмотра и манипуляции свойствами почтового сообщения непосредственно на сервере, а также для устранения ряда других функциональных ограничений был разработан IMAP4. Как и для случая использования классического клиента (mail), так и для случая применения протоколов POP3, IMAP4, отправка подготовленных клиентом сообщений требует наличия сервера SMTP. Пользователь В Почтовый сервер А Почтовый ящик А Почтовый сервер В Почтовый ящик B Inte r net POP3, IMAP4 SMTP

10 10 Проблема передачи двоичных файлов Изначально SMTP-системы разрабатывались на передачу информации исключительно в текстовом виде и не были ориентированы на передачу символов национальных алфавитов, т.е. использовался семибитный код. Для решения проблемы передачи двоичных файлов были разработаны различные подходы, например, наиболее часто использовали подход UUENCODE, который, несмотря на широкое распространение, так и не был стандартизован. Идея этой кодировки состоит в том, что 8-битный код символа разбивался на две части по 7 бит. Т.к. использовались только последние 4 бита каждого из 7-битных «кусков», а первые 3 – нет (они носят название символов заполнения), но возникали проблемы с этими символами заполнения, т.к. многие производители ПО не могли договориться о структуре символов заполнения (UUENCODE не был стандартизован). Подход UUENCODE позволял предварительно преобразовывать из бинарного в текстовый вид произвольные данные, однако, всеобъемлющим данный подход назвать трудно, т.к. в общем случае, никакой информации о природе содержимого сообщения (типа передаваемых данных и использующих их приложениях) принимающая сторона не имела.

11 11 Универсальный формат сообщений По мере расширения сети INTERNET, усложнения программного обеспечения и активного внедрения multimedia назрела необходимость универсального формата сообщений и представления двоичных данных и текста, содержащего национальные символы. Таким форматом стали многофункциональные расширения почты INTERNET (MIME – Multipurpose INTERNET Mail Extensions). Формат MIME оказался чрезвычайно удачным, поскольку в него были заложены возможности неограниченного расширения как поддерживаемых типов данных, так и национальных кодировок.

12 12 Системы на базе X.400 X.400 представляет собой набор рекомендаций по построению системы передачи электронных сообщений, не зависящих от используемых на сервере и клиенте ОС и аппаратных средств. Рекомендации X.400 являются результатом деятельности международного комитета по стандартизации (современное название – ITU), созданного при ООН. Рекомендации X.400 охватывают все аспекты построения среды управления сообщениями: - терминологию; - компоненты и схемы их взаимодействия; - протоколы управления и передачи; - форматы сообщений и правила их преобразования. Существует три редакции рекомендаций: 1984 (Red Book), 1988 (Blue Book), 1992 (White Book) гг.

13 13 Поздние рекомендации Более поздние рекомендации описывают дополнительные протоколы и форматы передачи данных, корректируют неточности или изменяют трактовку более ранних рекомендаций. Исправления и дополнения к указанным спецификациям выпускаются ежегодно, однако существующие системы в подавляющем большинстве поддерживают рекомендации 1984 или 1988 г. К сожалению, эти спецификации не являются свободно доступными и распространяются за достаточно большую плату. Несмотря на мощную теоретическую базу и практически безупречную архитектуру и дизайн, семейство протоколов X.400 не получило широкого распространения, за исключением государственных и банковских учреждений. Причины: Чрезмерная сложность реализации и значительная стоимость внедрения и эксплуатации систем на его основе; Отсутствие свободного доступа к стандартам; Проблемы несовместимости версий 1984 и 1988 гг.

14 14 Системы на базе SMTP. SMTP появился в среде UNIX и предназначался исключительно для общения между собой почтовых серверов. SMTP способен общаться только со стеком TCP/IP; отсутствие поддержки других сетевых протоколов не помешало SMTP получить очень широкое распространение. В связи с бурным ростом INTERNET, SMTP как протокол передачи сообщений приобрёл статус стандарта де-факто

15 15 Заключение1: Сообщения SMTP используют понятие «конверта» и «содержимого», которое, в свою очередь, имеет заголовок и тело. Состав полей в заголовке определяется форматом тела сообщения (например, MIME). Ни одно поле не является обязательным, но, как правило, указываются такие поля, как To:, From:, Subject:. В случае использования формата MIME в заголовке обязательно должна присутствовать строка «MIME- Version 1.x. Полный перечень возможных полей в заголовке сообщения SMTP содержится в RFC2076.

16 16 Заключение2: Практически все производители пакетов электронной почты либо поддерживают протокол SMTP как базовый, либо на уровне шлюзов. Такая популярность протокола SMTP объясняется: сравнительной простотой реализации, широкими возможностями расширения без ущерба для обратной совместимости с существующими версиями почтовых систем; Широкой доступностью спецификации и отсутствием необходимости отчислять средства за их использование. SMTP-системы на сегодняшний день активно развиваются в следующих направлениях: Расширение протокола общения сервер-сервер (собственно SMTP); Создание и улучшение протокола общения клиент-сервер (POP3, IMAP4); Внедрение и расширение нового формата сообщений (MIME).

17 17 Технология «клиент-сервер». «Клиент-сервер» - модель взаимодействия компьютеров в сети. Как правило, один компьютер в сети располагает информационно-вычислительными ресурсами (процессоры, файловая система, сервис электронной почты, служба печати, база данных,…). Другие же компьютеры используют эти ресурсы. Компьютер, управляющий тем или иным ресурсом, принято называть сервером этого ресурса, а компьютер, желающий этот ресурс использовать – клиентом. Конкретный сервер характеризуется видом ресурса, которым он владеет, например, если ресурсом является база данных, то речь идёт о сервере баз данных, назначение которого – обслуживать запросы клиентов, связанные с обработкой данных. Этот же принцип распространяется на взаимодействие процессов, если один из них выполняет некоторые функции, предоставляя другим соответствующий набор услуг. Такой процесс рассматривается в качестве сервера. Процессы, использующие эти услуги, принято называть клиентами.

18 18 На сегодняшний день технология «клиент-сервер» получает всё большее распространение, однако, сама по себе, она не предлагает универсальных рецептов, а лишь даёт общее представление о том, как должна быть организована современная распределённая информационная система. Один из основных принципов технологии «клиент-сервер» заключается в разделении функций стандартного приложения на 3 группы, имеющие различную природу; 1. Функции ввода и отображения данных; 2. Чисто прикладные функции, характерные для данной предметной области; 3. Фундаментальные функции хранения и управления данными (базы данных, файловые системы и т.д.) В соответствии с этим, в любом приложении выделяются следующие логические компоненты: –компонент представления, реализующий функции первой группы; –прикладной компонент, поддерживающий функции второй группы; –компонент доступа к информационным ресурсам, поддерживающий функции третьей группы;

19 19 Различие в реализации приложений в рамках технологии «клиент-сервер» определяется тремя факторами: во-первых, тем, какие виды программного обеспечения интегрированы в каждый из компонентов; во-вторых, тем, какие механизмы используются для реализации функций всех трёх групп; в-третьих, как логические компоненты распределяются между компьютерами в сети. В соответствии с 3 фактором выделяются три подхода, каждый из которых реализован в соответствующей модели.

20 20 1 подход – модель доступа к удалённым данным (RDA – Remote Data Access). Модель RDA может быть проиллюстрирована следующим рисунком: Двухзвенная модель архитектуры «клиент-сервер».

21 21 2 подход – Модель сервера баз данных (DBS-DataBase Server) Модель DBS может быть проиллюстрирована следующим рисунком: Двухзвенная модель архитектуры «клиент-сервер».

22 22 3 подход - модель сервера приложений (AS – Application Server). Модель AS может быть проиллюстрирована следующим рисунком: Трёхзвенная модель архитектуры «клиент-сервер».

23 23 Некоторые дополнения к лекции 8 1. Интернет - это система взаимодействия удаленных программ. Совместимость этих программ гарантируется тем, что они следуют определенным регламентациям (протоколам). Управление трафиком представляет собой проблему, ставшую актуальной за последние несколько лет (если не считать составляющую, сопряженную с управлением перегрузкой). Период экстенсивного развития сети Интернет завершился несколько лет тому назад даже в РФ. Сейчас многие сервис - провайдеры пытаются привлечь клиентов дополнительными информационными услугами: IP-телефония, интерактивные игры, доступ к разнообразным базам данных и депозитариям, электронным магазинам, видеоконференции, видео-телефония и т. д. Клиенты же ищут не просто доступ к Интернет, а интересуются полосой пропускания, безопасностью, стабильностью связи. Именно с этим сопряжен бум разработок основополагающих документов (RFC) в последние 5 лет. По этой причине многие компании, в первую очередь производящие сетевое оборудование, уделяют повышенное внимание средствам управления трафиком.

24 24 Немного истории: В 1989 году, работая в CERN над внутренней сетью организации, Тим Бернерс-Ли предложил глобальный гипертекстовый проект, теперь известный как Всемирная паутина. В рамках этого проекта Бернерс-Ли написал первый в мире веб-сервер «httpd» и первый в мире гипертекстовый веб-браузер, называвшийся «WorldWideWeb». Этот браузер был одновременно и WYSIWYG-редактором (от англ. What You See Is What You Get что видишь, то и получишь), его разработка была начата в октябре 1990 года, а закончена в декабре того же года. Программа работала в среде «NeXTStep» и начала распространяться по Интернету летом 1991 года. Первый в мире веб-сайт Бернерс-Ли создал по адресу теперь сайт хранится в архиве. Этот сайт появился он-лайн в Интернете 6 августа 1991 года. На этом сайте описывалось, что такое Всемирная паутина, как установить веб-сервер, как использовать браузер и т. п. Этот сайт также являлся первым в мире интернет- каталогом, потому что позже Тим Бернерс-Ли разместил и поддерживал там список ссылок на другие сайты. И всё же теоретические основы веба были заложены гораздо раньше Бернерса-Ли. Ещё в 1945 году Ванна́вер Буш разработал концепцию «Memex» вспомогательных механических средств «расширения человеческой памяти». Memex это устройство, в котором человек хранит все свои книги и записи (а в идеале и все свои знания, поддающиеся формальному описанию) и которое выдаёт нужную информацию с достаточной скоростью и гибкостью. Оно является расширением и дополнением памяти человека. Бушем было также предсказано всеобъемлющее индексирование текстов и мультимедийных ресурсов с возможностью быстрого поиска необходимой информации. Следующим значительным шагом на пути ко Всемирной паутине было создание гипертекста (термин введён Тедом Нельсоном в 1965 году).

25 25 2. Всеми́рная паути́на (англ. World Wide Web) глобальное информационное пространство, основанное на физической инфраструктуре Интернета и протоколе передачи данных HTTP. Всемирная паутина вызвала настоящую революцию в информационных технологиях и бум в развитии Интернета. Часто, говоря об Интернете, имеют в виду именно Всемирную паутину. Для обозначения Всемирной паутины также используют слово веб (англ. web) и аббревиатуру «WWW». Всемирную паутину образуют миллионы веб-серверов сети Интернет, расположенных по всему миру. Веб-сервер является программой, запускаемой на подключённом к сети компьютере и использующей протокол HTTP для передачи данных. В простейшем виде такая программа получает по сети HTTP-запрос на определённый ресурс, находит соответствующий файл на локальном жёстком диске и отправляет его по сети запросившему компьютеру. Более сложные веб-серверы способны динамически распределять ресурсы в ответ на HTTP-запрос. Для идентификации ресурсов (зачастую файлов или их частей) во Всемирной паутине используются единообразные идентификаторы ресурсов URI (англ. Uniform Resource Identifier). Для определения местонахождения ресурсов в сети используются единообразные локаторы ресурсов URL (англ. Uniform Resource Locator). Такие URL-локаторы сочетают в себе технологию идентификации URI и систему доменных имён DNS (англ. Domain Name System) доменное имя (или непосредственно IP-адрес в числовой записи) входит в состав URL для обозначения компьютера (точнее одного из его сетевых интерфейсов), который исполняет код нужного веб- сервера.

26 26 3. В целом можно заключить, что Всемирная паутина стоит на «трёх китах»: HTTP, HTML и URL. Хотя в последнее время HTML начал несколько сдавать свои позиции и уступать их более современным технологиям разметки: XHTML и XML. XML (англ. eXtensible Markup Language) позиционируется как фундамент для других языков разметки. Для улучшения визуального восприятия веба стала широко применяться технология CSS, которая позволяет задавать единые стили оформления для множества веб- страниц. Ещё одно нововведение, на которое стоит обратить внимание, система обозначения ресурсов URN (англ. Uniform Resource Name). С 1994 года основную работу по развитию Всемирной паутины взял на себя Консорциум Всемирной паутины (англ. World Wide Web Consortium, W3C), основанный и до сих пор возглавляемый Тимом Бернерсом-Ли. Данный Консорциум организация, разрабатывающая и внедряющая технологические стандарты для Интернета и Всемирной паутины. Миссия W3C: «Полностью раскрыть потенциал Всемирной паутины, путём создания протоколов и принципов, гарантирующих долгосрочное развитие Сети». Две другие важнейшие задачи Консорциума обеспечить полную «интернационализа́цию Сети́» и сделать Сеть доступной для людей с ограниченными возможностями. W3C разрабатывает для Интернета единые принципы и стандарты (называемые «Рекоменда́циями», англ. W3C Recommendations), которые затем внедряются производителями программ и оборудования. Таким образом достигается совместимость между программными продуктами и аппаратурой различных компаний, что делает Всемирную сеть более совершенной, универсальной и удобной. Все Рекомендации Консорциума Всемирной паутины открыты, то есть не защищены патентами и могут внедряться любым человеком без всяких финансовых отчислений консорциуму.

27 27 4.Способы отображения информации во Всемирной паутине Информация в WWW может отображаться как пассивно (то есть пользователь может только считывать её), так и активно тогда пользователь может добавлять информацию и редактировать её. К способам активного отображения информации во Всемирной паутине относятся: гостевые книги, форумы, чаты, блоги, wiki-проекты, системы управления контентом. Следует отметить, что это деление весьма условно. Так, скажем, блог или гостевую книгу можно рассматривать как частный случай форума, который, в свою очередь, является частным случаем системы управления контентом. Обычно разница проявляется в назначении, подходе и позиционировании того или иного продукта.

28 28 Приложения к лекции 8 Приложение 1. Терминология в сетях TCP/IP Приложение 1. Приложение 2. Частные IP – адреса. Приложение 2 Приложение 3. Протокол SMTP. Приложение 3 Приложение 4. Протокол POP3. Приложение 4 Приложение 5. Протокол IMAP. Приложение 5 Приложение 6. Что такое SPAM? Приложение 6 Приложение 7. Что такое БЛОГ? Приложение 7

29 29 СПАСИБО за ВНИМАНИЕ! Конец Лекции 8