Структура, принципы функционирования и технологии глобальной информационной сети (стр. 4 из 9)
После того как сообщения поступили секретарям, начальников не не интересуют способы отправки и дальнейшего передвижения письма - обычной или электронной почтой, факсом или курьером. Выбор способа передачи лежит на секретарях, которые решают этот вопрос, не уведомляя об этом начальство, так как их протокол взаимодействия завязан только на передаче сообщений, поступающих сверху, и не касается содержания этих сообщений. После отправки письма, секретари считают свою работу выполненной. Однако хороший секретарь может еще проверить получил ли адресат сообщение.
При решении разных проблем начальники могут взаимодействовать по другому сценарию, но это не отразится на работе секретарей, для которых не важно, какие сообщения отправлять, а важно, чтобы они дошли адресату. Другими словами, мы имеем два уровня – уровень начальников и секретарей, и каждый уровень имеет собственный протокол, который может быть изменен независимо от протокола другого уровня. Так как протоколы независимы друг от друга, то это дает возможность использовать многоуровневый подход.
Перейдя от примера к реальной сети, можно увидеть схожую картину. По мере движения пакета данных по сети на разных последовательных этапах его взаимодействия с другими сетевыми элементами отрабатывают протоколы разных уровней. Полная совокупность таких протоколов, используемых для успешного взаимодействия разных элементов в рамках сети данного типа, называют семейством или стеком. Интернет работает под семейством протоколов TCP/IP, которое имеет многоуровневую структуру. TCP/IP расшифровывается как TransmissionControlProtocol/Интернет Protocol (Протокол управления передачей данных/Протокол Интернет).
Структура протоколов TCP/IP имеет четыре основных уровня и приведена на . рис.
Рис.. Стек TCP/IP
Самый нижний (уровень IV) соответствует уровню доступа к сети, который работает на основе популярных стандартных протоколах физического и канального уровня, таких, как Ethernet, Token Ring, SLIP, PPP и других. Протоколы этого уровня отвечают за пакетную передачу данных в сети на уровне аппаратных средств.
Следующий уровень (уровень III) обеспечивает межсетевое взаимодействие при передаче пакетов данных из одной подсети в другую. В качестве протокола в стеке задействован протокол IP.
Следующий уровень (уровень II) является основным и работает на базе протокола управления передачей TCP. Этот протокол необходим для надежной передачи сообщений между размещенными на разных машинах прикладными программами за счет образования виртуальных соединений между ними.
Все обозначенные выше уровни можно отнести к «уровню секретарей» из примера, описанного выше. Пользователя («начальника») больше всего интересует правильная работа самого верхнего уровня (уровень I), или «уровня начальников», который называется на языке стека TCP/IP прикладным.
Так как стек TCP/IP существует достаточно давно, то он включает в себя большое количество протоколов и сервисов прикладного уровня. Наиболее важными и популярными являются следующие протоколы: протокол передачи файлов FTP, протокол Telnet, протокол Gopher для доступа к ресурсам всемирного пространства GopherSpace, и самый известный протокол HTTP для доступа к удаленным гипертекстовым базам данных во всемирный паутине.
Классифицируем протоколы по характеру выполняемых задач.
Транспортные протоколыпредназначены для управления передачей данных между двумя машинами:
· TCP (TransmissionControlProtocol). Этот протокол поддерживает передачу данных, которая основана на логическом соединении между передающим и принимающим компьютерами.
· UDP (UserDatagramProtocol). Этот протокол обеспечивает передачу данных без установления логического соединения. Другими словами данные отправляются без предварительно установленного соединения между компьютерами получателя и отправителя.
Протоколы маршрутизациипредназначены для обрабатки адресов данных и определения наилучших путей до адресата. Кроме того, они обеспечивают разбиение больших сообщений на несколько маленьких сообщений, которые затем передаются последовательной цепочкой и компонуются в единое целое на компьютере-получателе:
· IP (InternetProtocol). Протокол обеспечивает фактическую передачу данных.
· ICMP (Internet Control Message Protocol). Протокол обрабатывает сообщения состояния для IP протокола, например, ошибки и изменения в сетевых аппаратных средствах, которые влияют на маршрутизацию.
· RIP (RoutingInformationProtocol). Один из нескольких протоколов для определения наилучшего маршрута доставки сообщения.
· OSPF (Open Shortest Path First). Альтернативный протокол для определения маршрутов.
Протоколы поддержки сетевого адресаиспользуются для идентификации машины с уникальным номером и именем.
· ARP (AddressResolutionProtocol). Протокол определяет уникальные числовые адреса машин в сети.
· DNS (DomainNameSystem). Протокол для определения числовых адресов по именам машин.
· RARP (Reverse Address Resolution Protocol). Протокол для определения адреса машин в сети, но способом, обратным ARP.
Прикладные сервисыпредставляют собой пользоватеьские программы, которые используются для получения доступа к различным услугам.
· ВООТР (BootProtocol). Протокол загружает сетевую машину, читая информацию для начальной загрузки с сервера.
· FTP (FileTransferProtocol). Протокол передачи файлов между компьютерами.
1.3.2. Сетевое взаимодействие «клиент-сервер»
В основу взаимодействия компонентов информационных сервисов Сети в большинстве случаев положена модель «клиент-сервер». Как правило, в качестве клиента выступает программа, которая установлена на компьютере пользователя, а в качестве сервера - программа, установленная у провайдера. В данном контексте под провайдером понимаем организацию или частное лицо, которые ведут (поддерживают) информационные ресурсы.
При этом возможны два варианта организации самой информационной системы, которая обеспечивает доступ к информационному ресурсу. Большинство систем Интернет построены по принципу взаимодействия "каждый с каждым", например система World Wide Wed, т.е. каждый пользователь может напрямую взаимодействовать с каждым сервером без посредников. Такой подход позволяет упростить всю технологическую схему построения системы, однако приводит к порождению большого трафика в Сети. Альтернативный вариант построения системы, например системы Usenet, когда пользователь может взаимодействовать только со «своим» сервером и не может обратиться к произвольному серверу в Сети. Однако доступ он получает ко всей информации, которая присутствует в данной информационной системе, так как серверы обмениваются ею между собой.
В ряде случаев возможен выбор между первым способом реализации информационного обслуживания и вторым, например, это возможно в службе доменных имен DNS. Администратор сервера может настроить его для работы через другой сервер или непосредственно с программами-клиентами. Аналогично настраиваются и специальные серверы-посредники для различных информационных серверов Интернет. Несколько таких схем
показано на рис.12.Рис.12. Различные схемы «Клиент-Сервер» для информационных сервисов Интернет
Принципиальным различием между схемой с посредником и схемой Usenet является то, что при посреднике работа по доступу к ресурсу перекладывается на его плечи. При этом он будет устанавливать соединение с каждым сервером в сети. По схеме Usenet это делать не обязательно, так как информацию в принципе можно получить с любого сервера.
Проблемы защиты информации являются "врожденными" практически для всех протоколов и служб Интернет.
Система имен доменов (DomainNameSystem - DNS) представляет собой распределенную базу данных, которая преобразует имена пользователей и хостов в IP-адреса и наоборот. DNS также хранит информацию о структуре сети компании, например количестве компьютеров с IP-адресами в каждом домене. Одной из проблем DNS является то, что эту базу данных очень трудно "скрыть" от неавторизованных пользователей. В результате, DNS часто используется хакерами как источник информации об именах доверенных хостов.
FTP (FileTransferProtocol) обеспечивает передачу текстовых и двоичных файлов, поэтому его часто используют в Интернет для организации совместного доступа к информации. На FTP-серверах хранятся документы, программы, графика и любые другие виды информации. Некоторые FTP-серверы ограничивают доступ пользователей к своим архивам данных с помощью пароля, другие же предоставляют свободный доступ (так называемый анонимный FTP-сервис). Если вы используете опцию анонимного FTP для своего сервера, то должны быть уверены, что на нем хранятся только файлы, предназначенные для свободного распространения.
Sendmail - популярная в Интернет программа электронной почты, использующая для своей работы некоторую сетевую информацию, такую как IP-адрес отправителя. Перехватывая сообщения, отправляемые с помощью Sendmail, хакеры могут использовать эту информацию для нападений, например для спуфинга (подмены адресов).
SMTP (SimpleMailTransferProtocol) - протокол, позволяющий осуществлять почтовую транспортную службу Интернет. Одна из проблем безопасности, связанная с этим протоколом, состоит в том, что пользователь не может проверить адрес отправителя в заголовке сообщения электронной почты. В результате хакер может послать в вашу сеть большое количество почтовых сообщений, что приведет к перегрузке и блокированию работы вашего почтового сервера.
Telnet - сервис Интернет, при осуществлении которого пользователи должны регистрироваться на сервере Telnet, вводя свое имя и пароль. После аутентификации пользователя его рабочая станция функционирует в режиме «тупого» терминала, подключенного к внешнему хосту. С этого терминала пользователь может вводить команды, которые обеспечивают ему доступ к файлам и возможность запуска программ. Подключившись к серверу Telnet, хакер может сконфигурировать его программу таким образом, чтобы она записывала имена и пароли пользователей.