 |
Системы сетевых коммуникаций
|
|
|
|
ЛЕКЦИЯ № 12
«СИСТЕМЫ СЕТЕВЫХ КОММУНИКАЦИЙ»
УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:
Системы сетевых коммуникаций.
2. Зарубежные и отечественные глобальные сети
УЧЕБНАЯ ЛИТЕРАТУРА:
Основная. 1. Пятибратов А.П. и др. Вычислительные системы, сети и телекоммуникационные системы. – М.: Финансы и статистика, 1998. – С.328…334, 340…356.
Дополнительная.
Системы сетевых коммуникаций
К числу наиболее популярных и распространенных систем сетевых коммуникаций относится электронная почта. В настоящее время предлагается множество различных пакетов программ для организации системы ЭП, в том числе в локальных сетях. Если локальная сеть через шлюз связана с сетью более высокого уровня (региональной, корпоративной, глобальной), что практикуется повсеместно, то можно пользоваться услугами ЭП в более широком масштабе. Организация электронной почты в различных сетях имеет много общего (см., например, структуру и функционирование ЭП в сетях Internet, РЕЛКОМ и др.).
В качестве примера рассмотрим специальный пакет программ Mircosoft Mail, представляющий собой универсальную систему корпоративной электронной почты, обеспечивающую:
· создание почтового отделения (ПчО) для управления почтовыми услугами;
· регистрацию и подключение пользователей к ПчО;
· формирование сообщений пользователями, их пересылку и обслуживание (хранение, сортировку, поиск, создание шаблонов документов, просмотр, редактирование, сопровождение комментариями и т.п.);
· конфиденциальность информации и т.д.
В локальной сети формируется рабочая группа пользователей сети, имеющая возможность выхода в глобальные сети. Все пользователи в зависимости от выполняемых ими функций в сети разделяются на обычных пользователей (Users) и распорядителей сети (Manager). Соответственно им различают и их компьютеры: обычные и "почтовое отделение".
|
|
|
Создание ПчО предполагает организацию на одном из компьютеров ЛВС (обычно на сервере) определенной структуры каталогов и размещения в них программных компонентов системы ЭП. При этом: компьютер "почтовое отделение" должен быть постоянно включен и готов работать, так как через него проходят все пересылки информации; на жестком диске этого компьютера должно быть не менее 2 Мбайт свободного пространства, из которых 360 Кб отводится под каталог "Почты" и по 16 Кб на каждого пользователя рабочей группы для организации личных каталогов.
Процессы передачи сообщений между пользователями в системе ЭП Microsoft Mail во многом сходны с пересылкой обычной почтовой корреспонденции. Каждый пользователь созданной рабочей группы ЛВС получает имя и пароль и регистрируется в ПчО этой группы. Пользователь, подготовив свое сообщение и сделав запрос в ПчО на его пересылку, помещает это сообщение в буфер-папку отправлений на своем компьютере. Специальная программа-спулер периодически опрашивает буферы входных и выходных сообщений. Как только в буфере отправлений появляется сообщение, оно перемещается в ПчО, где регистрируется и ставится в очередь на дальнейшую пересылку адресату (адресатам).
С помощью Диспетчера почты сообщение доставляется пользователям и разносится по соответствующим каталогам. Предусматривается информирование пользователей о процессах передачи сообщений путем изменения внешнего вида значка почтового ящика на экране дисплея: наличие корреспонденции в буфере отображается значком открытого почтового ящика, значок закрытого ящика свидетельствует о переправке сообщения в ПчО, исчезновение значка - о получении сообщения адресатом. При получении сообщения адресат оповещается звуковым сигналом и видеоизображением почтового ящика с выглядывающим из него конвертом.
|
|
|
Создание почтового отделения в рабочей группе пользователей сети осуществляется путем запуска программы Mail (почта) и выполнения ряда предусмотренных для этого операций, включая операции по установке параметров ЭП для режима отправления сообщений и режима получения сообщений.
Доступ пользователей в ПчО обеспечивается через Диспетчер файлов, при обращении к которому указывается имя каталога ПчО. Список пользователей формируется по специальной команде, причем этот список может изменяться и пополняться. Личные карточки пользователей заполняются или ими самими, или Управляющим ПчО. Пользователи могут вводить свои пароли самостоятельно, что обеспечивает необходимую конфиденциальность. Для доступа в ПчО пользователю необходимо знать имя своего почтового ящика и пароль входа.
Операции создания и рассылки сообщения выполняются после запуска программы Mail. Для ускорения подготовки сообщений в этой программе предусмотрены средства хранения исходящих документов и возможность последующего копирования их частей в новое сообщение. Возможно создание шаблона сообщения, что имеет большое значение при разработке документов стандартной формы. Создание шаблона практически не отличается от формирования обычного документа за исключением того, что в шаблоне фиксируются неизменные, стандартные части. Использование шаблона как стандартного бланка сообщения требует его вызова и заполнения. В качестве дополнительных функций программа Mail позволяет вставлять в текст сообщения вполне готовые документы.
Прием-передача сообщений производятся в среде Mail автоматически. Программа СПУЛЕР опрашивает исходящий и входящий буферы с заранее установленной периодичностью, причем динамику процессов можно наблюдать по изменению вида значков - этикеток сообщений на экране дисплея. Для формирования ответа - уведомления - необходимо, чтобы полученное сообщение было открытым или выделено в папке "Входящие". При желании такой ответ можно разослать циркулярно.
В электронной почте Microsoft Mail предусмотрено создание и использование папок, представляющих собой подкаталоги, по которым сортируется полученная корреспонденция. Имеются два вида папок: общие и личные.
|
|
|
Общие папки создаются на компьютере с установленным ПчО для совместного использования членами рабочей группы пользователей сети.
В личных папках пользователей обычно хранится конфиденциальная информация, и доступ к ним устанавливается самими пользователями. Внутри любой папки может быть проведена сортировка сообщений по различным признакам: срочности, тематике, датам получения, адресам отправителей. Личные папки создаются на компьютерах рабочей группы пользователей сети автоматически при установке электронной почты, причем формируются три типа папок: входящие, отправленные и удаленные. Удаление папок производится путем выделения требуемой папки и нажатия кнопки Delete (удалить).
В глобальных сетях наиболее известными и распространенными являются две системы электронной почты - в сетях Х.400 и Internet.
Электронная почта стандарта Х.400. Система электронной почты Х.400 рекомендована международными стандартизирующими организациями. Еще в 1984 г. МККТТ опубликовал серию из восьми рекомендаций, определяющих принципы построения и протоколы обмена для систем обработки сообщений общего пользования, ставших известными под общим названием Х.400. Имеет место тенденция государственных органов во всем мире при построении подведомственных им сетевых образований ориентироваться преимущественно на применение Х.400. Однако следует иметь в виду, что Х.400 - не сеть, а стандарт для организации службы ЭП. Следовательно, абоненты, имея доступ и адреса в системе Х.400, должны обмениваться письмами через сети, услугами которых они пользуются.
В отличие от системы адресации в сети Internet, которая является позиционной, адресация в Х.400, предложенная в рекомендации Х408, относится к категории ключевых, состоящих из описания атрибутов адреса, как это имеет место в обычной почте. Преимуществом ключевой записи адреса является возможность не соблюдать строгую последовательность его элементов и, кроме того, указывать неполный адрес, если обеспечивается его уникальность. В стандарт Х.400 введены элементы, обеспечивающие адресацию к системам другого стандарта. Это соответствует распространенной практике заключения между различными системами электронной почты частных соглашений о правилах взаимных адресаций.
|
|
|
В системе Х.400, как и в большинстве других систем ЭП, предоставляются услуги по доставке твердой копии электронного письма тем пользователям, которые не имеют доступа к компьютеру. В этом случае письмо посылается по адресу компьютера, ближайшего к адресату, а на конверте электронного письма указываются данные адресата, для которого письмо необходимо отпечатать на бумаге и доставить посыльным.
Некоторые услуги, связанные с доставкой письма, стандартизированы. Это так называемые опции доставки. К ним относятся: требование уведомления о доставке (при указании этой опции отправитель получает электронное письмо, посылаемое системой автоматически, уведомляющее его о считывании в почтовом ящике письма получателем), требование о вручении письма лично, требование регистрации письма или отправителя, требование срочности доставки.
Электронная почта стандарта Internet. В значительной части мировых ТВС используется система электронной почты стандарта Internet. В России действует система электронной почты РЕЛКОМ, которая на правах национальной сети имеет доступ в европейскую сеть EVNET, представляющую собой составную часть сетевого конгломерата, называемого Internet.
Электронное письмо (текстовый файл, снабженный стандартным заголовком) составляется пользователем по определенным правилам. Оно состоит из заголовка и собственно текста письма. Заголовок включает реквизиты, называемые полями. Каждое поле состоит из имени и значения поля. Заголовок обычно содержит адреса отправителя и получателя, дату создания письма и его тему, если в этом есть необходимость.
Для внешних средств коммуникации нашли применение два стиля, или две системы адресации:
· явная адресация, исторически присущая UNIX-системам и потому иногда называемая стилем UUCP (Unix-to-Unix Communication Protocol);
· доменная адресация DNS (Domain Name System), называемая также стилем Internet.
При явной адресации маршрут к адресату задается перечислением имен компьютеров, через которые последовательно передается электронное письмо или любое другое сообщение. Последним именем в этой последовательности является имя адресата на последнем указанном компьютере. При модемной связи в качестве имени компьютеров указывается телефонный номер, т.е. адрес абонента выглядит так: имя узлового компьютера - имя компьютера абонента - сетевое имя абонента. Отправитель электронного письма сам не составляет его маршрут. Он только указывает сетевой адрес получателя, а маршрут или начальный маршрут определяет из своих таблиц маршрутизации почтовый сервер, на который отправитель посылает свое письмо. Просматривая маршрут перемещения письма от отправителя к получателю (если возможны альтернативные маршруты, то они также предусматриваются системой адресации), можно получить весьма полезную информацию о межсетевых связях.
|
|
|
К числу недостатков явной адресации относятся: возможность транспортировки писем по весьма протяженным маршрутам, вероятность отказа одного (или нескольких) из компьютеров в цепочке машин указанного маршрута. В результате могут возникать продолжительные задержки в доставке писем.
В доменной системе адресации Internet каждый корреспондент получает сетевой адрес, включающий две составляющие: идентификатор пользователя (userid) и идентификатор узла (nodeid). Идентификатор userid является уникальным для узла сети. Идентификатор noteid представляет собой текстовую строку, состоящую из доменов, разделяемых точками. Адрес читается справа налево и состоит из зарегистрированных доменов в сети.
В системе DNS ключевым является понятие "полностью определенное имя домена" - это имя, которое включает все домены более высокого уровня и образует таким образом полное, целое имя. Структуру DNS можно представить в виде дерева, каждый узел которого имеет свое название (метку). Для каждого конкретного узла "полностью определенное имя домена" будет состоять из его имени и вслед за ним всех узлов, связывающих его с корнем дерева, причем корневой домен всегда нулевой.
Изначально в сети Internet в рамках системы DNS была введена система адресации по административному, а не по территориальному принципу. При этом самый верхний домен (домен верхнего уровня) мог принимать одно из восьми значений, определяющих вид сети (ARPANET, NATO, сетевые узлы Internet) или характер организации (коммерческие организации США, правительственные учреждения США, международные организации, военные организации США, некоммерческие организации США). Все поддомены, расположенные в адресе левее домена верхнего уровня, последовательно уточняют положение адресата внутри этого домена. Например, домен верхнего уровня в адресе означает, что адресат находится в одном из правительственных учреждений США, следующий слева домен уточняет, в каком именно учреждении, следующий - указывает подразделение этого учреждения и наконец самый левый домен в адресе указывает на конкретный компьютер в этом подразделении.
После включения в сеть Internet сетей Европы начал использоваться территориальный принцип адресации, в соответствии с которым в качестве домена верхнего уровня употребляется код страны адресата, затем следует (если адрес читать справа налево) код региона и, наконец, код компьютера адресата. В дальнейшем принцип адресации в Internet получился смешанный: домен верхнего уровня принимает уникальное значение общеизвестной организации или сети, а затем идут коды, характерные для территориального принципа адресации. Это, однако, не затрудняет почтовые службы: если в правой части адреса записан домен типа gov, что означает "правительственное учреждение США", то адресат находится в США, поэтому код страны не нужен. Как правило, во все места, которые адресуются по типу организации, можно добраться и используя код страны.
В сетях, не являющихся IP-сетями, но использующих для регистрации имен компьютеров систему DNS, часто применяются адреса, в которых домен верхнего уровня указывает название сети адресата. Это позволяет доставить электронную почту из сетей не Internet, не имеющих ЕР-адреса.
Система DNS в сети Internet рассматривается как механизм, используемый для получения по имени компьютера его IP-номера. Это также метод иерархической организации пространства адресов сети Internet.
Большим преимуществом системы DNS является то, что она исключает зависимость имен узлов и их сетевых адресов от центрально установленного файла связи. В ЕР-сетях каждый компьютер или локальная сеть компьютеров имеет 4-байтный ЕР-номер, и машины, осуществляющие транспортировку почты, снабжаются таблицами соответствия мнемонических адресов и IP-адресов. Распределением ЕР-номеров занимается специальная служба сети Internet, а их регистрация возложена на региональные администрации сетей. В странах бывшего СССР вопросами регистрации и выделения ЕР-номеров занимается специальная служба в сети РЕЛКОМ.
Скорость доставки электронных писем сильно зависит от используемого механизма передачи. В Internet существуют два механизма передачи. Первый основан на протоколе UUCP и реализует пакетный режим передачи off-line, характерный для дейтаграммных сетей. Письмо передается по сети от узла к узлу программами Sendmail, и возможны задержки в каждом узле. Это дополнительный способ передачи. Основной (второй) механизм передачи базируется на протоколе SMTP семейства протоколов ТСР/ЕР в сети коммутации пакетов. Он реализует передачу почты в режиме on-line: на время передачи между отправителем и получателем создается виртуальный канал, и письмо пересылается в течение нескольких секунд, при этом вероятность потери или подмены письма минимальна.
Обычный алгоритм работы почтовой программы таков: сначала осуществляется попытка отправить письмо немедленно (по протоколу SMTP); если это не получилось из-за неудачи в получении связи с узлом назначения, письмо попадает в очередь (в соответствии с протоколом UUCP), и время его задержки будет определяться загруженностью сети. Оптимальное время доставки по протоколу UUCP от начального пункта в конечный составляет 5-10 минут.
Система адресации Internet, называемая также стандартом RFS-822 (по названию документа, в котором она описана), принята во многих других сетях. Стандарт RFS-822 определяет уровень поддержки обмена электронной почтой между локальными сетями, связанными линиями передачи по протоколу TCP/IP (аналогичный ему стандарт Х.400 определяет этот обмен по протоколу Х25). Имеются соглашения о преобразовании адресов на межсетевых шлюзах, если осуществляется обмен сообщениями между сетью Internet и сетями, не поддерживающими стандарт RFS-822.
Для ЭП характерны те же достоинства (простота, дешевизна, возможность подписи и зашифровки письма, возможность пересылки нетекстовой информации) и недостатки (негарантированное время пересылки, возможность несанкционированного доступа со стороны третьих лиц, неинтерактивность), что и для обычной почты. Но существенными преимуществами ЭП являются: слабая зависимость стоимости пересылки письма от расстояния, гораздо меньшее время доставки электронных писем, более высокая надежность шифрования писем.
Системы телеконференций. В системе телеконференций (ТК) принцип электронной почты получил дальнейшее развитие. Если в системе ЭП сообщения адресуются "один к одному" и каждому пользователю предоставляется индивидуальный "почтовый ящик", то в системе ТК адресация осуществляется по принципу "один ко всем" и на всех участников ТК выделяется один ящик.
В развитии мировых сетей ТК важнейшую роль играет метасеть телеконференций USENET, неразрывно связанная с сетью Internet. Датой образования USENET считается 1979 год, сразу после выхода версии V7 Unix со средствами UUCT.
Уже в 1984 г. возрастающий объём новостей привел к необходимости деления этих новостей на группы по темам. Затем в очередной версии программы обработки новостей был добавлен механизм координирования (моделирования) групп, а в 1986 г. была выпущена версия 2.11 для поддержки новой структуры именования групп, пакетной обработки, компрессии и других особенностей. Единица информации новостей в системе ТК получила название статьи, формат которой определен в стандарте RFC-103 6. Включение в пакет программ обработки новостей средств передачи и чтения с использованием протокола NNTP позволило центральным узлам системы телеконференций USENET обмениваться статьями через связь TCP/IP, игнорируя традиционный стиль UUCP. Протокол NNTP дает возможность пользователям читать и посылать новости с компьютера, на котором не установлена программа новостей USENET. Для этого необходимо послать соответствующие команды (по протоколу TCP/IP) серверу, на котором эта программа установлена.
Список конференций USENET включает тысячи тем, поэтому важно знать правила, в соответствии с которыми устанавливаются иерархические имена конференции. Эти имена уточняют принадлежность конференции к определенному тематическому разделу - иерархии. Часто темы пресекаются, и многие статьи отправляются сразу в несколько конференций.
В число основных иерархий конференций, составляющих "большую семерку" и присутствующих на всех крупных системах сети ТК USENET, входят:
· сотр - конференции по вопросам, связанным с компьютерами и программированием;
· misc - темы, не входящие ни в один из основных классов или относящиеся сразу к нескольким;
· news - вопросы по программам обмена новостями и развитию системы телеконференции;
· гее - вопросы на темы отдыха, хобби, увлечений;
· sci - конференции для дискуссий и обмена опытом по различным научным дисциплинам;
· soc - вопросы общественной жизни;
· talk - конференции, ориентированные на обсуждение спорных вопросов по любой тематике.
Кроме того, имеются региональные и специальные иерархии, в рамках которых проводятся телеконференции по тематике, доступной далеко не всем. Для получения от сервера списка конференций по интересующей тематике необходимо послать в адрес сервера E-mail соответствующую команду-запрос.
Другие системы сетевых коммуникаций рассматриваются ниже, при описании конкретных зарубежных и отечественных ТВС.
|
|
|
