Технологии компьютерных сетей, их основные характеристики и принцип работы

Сервисы прямого обращения характерны тем, что информация по запросу возвращается немедленно. Однако от получателя информации не требуется немедленной реакции. Сервисы, где требуется немедленная реакция на полученную информацию, т.е. получаемая информация является, по сути дела, запросом, относятся к интерактивным сервисам. Для пояснения вышесказанного можно заметить, что в обычной связи аналогами сервисов интерактивных, прямых и отложенного чтения являются, например, телефон, факс и письменная корреспонденция.

Электронная почта (e-mail) - первый из сервисов Интернет, наиболее распространенный и эффективный из них.

Электронная почта - типичный сервис отложенного чтения (off-line). Вы посылаете Ваше сообщение, как правило в виде обычного текста, адресат получает его на свой компьютер через какой-то, возможно достаточно длительный промежуток времени, и читает Ваше сообщение тогда, когда ему будет удобно. Работа с почтовой программой на примере Netscape Mail.

Сетевые новости Usenet, или, как их принято называть в российских сетях, телеконференции - это, пожалуй, второй по распространенности сервис Интернет. Если электронная почта передает сообщения по принципу "от одного - одному", то сетевые новости передают сообщения "от одного - многим". Механизм передачи каждого сообщения похож на передачу слухов: каждый узел сети, узнавший что-то новое (т.е. получивший новое сообщение), передает новость всем знакомым узлам, т.е. всем тем узлам, с кем он обменивается новостями. Таким образом, посланное Вами сообщение распространяется, многократно дублируясь, по сети, достигая за довольно короткие сроки всех участников телеконференций Usenet во всем мире. При этом в обсуждении интересующей Вас темы может участвовать множество людей, независимо от того, где они находятся физически, и Вы можете найти собеседников для обсуждения самых необычных тем. Число пользователей Usenet весьма велико - по оценкам UUNET technologies, количество новых сообщений, поступающих в телеконференции ежедневно, составляет около миллиона.

Списки рассылки (maillists) - простой, но в то же время весьма полезный сервис Интернет. Это практически единственный сервис, не имеющий собственного протокола и программы-клиента и работающий исключительно через электронную почту.

Идея работы списка рассылки состоит в том, что существует некий адрес электронной почты, который на самом деле является общим адресом многих людей - подписчиков этого списка рассылки. Вы посылаете письмо на этот адрес, например на адрес u-l11n@jet.msk.su (это адрес списка рассылки, посвященного обсуждению проблем локализации операционных систем класса UNIX), и Ваше сообщение получат все люди, подписанные на этот список рассылки.

Еще один широко распространенный сервис Интернет - ftp. Русского перевода этого слова, вообще говоря, нет, и его так и называют в разговоре - эфтэпэ. Расшифровывается эта аббревиатура как протокол передачи файлов, но при рассмотрении ftp как сервиса Интернет имеется в виду не просто протокол, но именно сервис - доступ к файлам в файловых архивах. Вообще говоря, ftp - стандартная программа, работающая по протоколу tcp, всегда поставляющаяся с операционной системой. Ее исходное предназначение - передача файлов между разными компьютерами, работающими в сетях tcp/ip: на одном из компьютеров работает программа-сервер, на втором пользователь запускает программу-клиента, которая соединяется с сервером и передает или получает по протоколу ftp файлы. Тут предполагается, что пользователь зарегистрирован на обоих компьютерах и соединяется с сервером под своим именем и со своим паролем на этом компьютере. Протокол ftp, разумеется, оптимизирован для передачи файлов.

Широко распространены сервисы Интернет, обеспечивающие общение между пользователями в реальном времени через набор своих слов на клавиатуре, это, например, службы ICQ и IRC. В последнее время на каналах связи с большой пропускной способностью стали возможными реальное голосовое общение и даже видеосвязь. Помимо перечисленных существует ряд сервисов и протоколов для исполнения программ на удаленной машине, удаленного управления файлами и дисками, работы с распределенными базами данных и т.п.

Гипертекстовая система Gopher Gopher - это распределенная система экспорта структурированной информации. При работе с gopher Вы находитесь в системе вложенных меню, из которых доступны файлы различных типов - как правило, простые тексты, но это может быть и графика, и звук и любые другие виды файлов. Таким образом, в публичный доступ экспортируются файлы с информацией, но не в виде файловой системы, как в ftp, а в виде аннотированной древовидной структуры. Gopher - сервис прямого доступа и требует, чтобы и сервер, и клиент были полноценно подключены к Интернет.

WWW (World Wide Web - всемирная паутина) - самый популярный и интересный сервис Интернет сегодня, самое популярное и удобное средство работы с информацией

WWW работает по принципу клиент-сервер, точнее, клиент-серверы: существует множество серверов, которые по запросу клиента возвращают ему гипермедийный документ - документ, состоящий из частей с разнообразным представлением информации (текст, звук, графика, трехмерные объекты и т.д.), в котором каждый элемент может являться ссылкой на другой документ или его часть. Ссылки эти в документах WWW организованы таким образом, что каждый информационный ресурс в глобальной сети Интернет однозначно адресуется, и документ, который Вы читаете в данный момент, способен ссылаться как на другие документы на этом же сервере, так и на документы (и вообще на ресурсы Интернет) на других компьютерах Интернет. Причем пользователь не замечает этого, и работает со всем информационным пространством Интернет как с единым целым. Ссылки WWW указывают не только на документы, специфичные для самой WWW, но и на прочие сервисы и информационные ресурсы Интернет. Более того, большинство программ-клиентов WWW (browsers, навигаторы) не просто понимают такие ссылки, но и являются программами-клиентами соответствующих сервисов: ftp, gopher, сетевых новостей Usenet, электронной почты и т.д. Таким образом, программные средства WWW являются универсальными для различных сервисов Интернет, а сама информационная система WWW играет интегрирующую роль.

WWW работает по принципу клиент-сервер, точнее, клиент-серверы: существует множество серверов, которые по запросу клиента возвращают ему гипермедийный документ - документ, состоящий из частей с разнообразным представлением информации (текст, звук, графика, трехмерные объекты и т.д.), в котором каждый элемент может являться ссылкой на другой документ или его часть. Ссылки эти в документах WWW организованы таким образом, что каждый информационный ресурс в глобальной сети Интернет однозначно адресуется, и документ, который Вы читаете в данный момент, способен ссылаться как на другие документы на этом же сервере, так и на документы (и вообще на ресурсы Интернет) на других компьютерах Интернет. Причем пользователь не замечает этого, и работает со всем информационным пространством Интернет как с единым целым. Ссылки WWW указывают не только на документы, специфичные для самой WWW, но и на прочие сервисы и информационные ресурсы Интернет. Более того, большинство программ-клиентов WWW (browsers, навигаторы) не просто понимают такие ссылки, но и являются программами-клиентами соответствующих сервисов: ftp, gopher, сетевых новостей Usenet, электронной почты и т.д. Таким образом, программные средства WWW являются универсальными для различных сервисов Интернет, а сама информационная система WWW играет интегрирующую роль.

76. Основы технологий виртуальных частных сетей. Организация корпоративных сетей на базе публичных каналов Internet

Сети VPN создаются для организации взаимодействия индивидуальных пользователей с удаленной сетью через Internet и для связи нескольких ЛВС. Также с помощью VPN может быть реализовано и такое приложение как Extranet, позволяющее через Internet связывать с сетью компании сети ее заказчиков, поставщиков и партнеров.

Главное преимущество виртуальных частных сетей - невысокая стоимость их создания и эксплуатации.

Структура виртуальной сети состоит из каналов глобальной сети, защищенных протоколов и маршрутизатороов.

Для объединения удаленных ЛВС в виртуальную сеть используются так называемые виртуальные выделенные каналы. Для организации подобных соединений применяется механизм туннелирования. Инициатор туннеля инкапсулирует пакеты локальной сети (в том числе пакеты немаршрутизируемых протоколов) в IP-пакеты, содержащие в заголовке адреса инициатора и терминатора туннеля. Терминатор туннеля извлекает исходный пакет. Естественно, при подобной передачи требуется решать проблему конфиденциальности и целостности данных, что не обеспечивается простым туннелированием. Конфиденциальность передаваемой корпоративной информации достигается шифрованием.

Основная проблема сетей VPN - отсутствие устоявшихся стандартов аутентификации и обмена шифрованной информацией. Эти стандарты все еще находятся в процессе разработки и не всегда реализуются в продуктах различных изготовителей; эти продукты не могут устанавливать VPN-соединения и автоматически обмениваться ключами друг с другом. Поскольку различные компании не могут пользоваться продукцией одного изготовителя, затрудняется объединение сетей компаний-партнеров в extranet-сети.

Возможность построения VPN на оборудовании и ПО различных производителей достигается внедрением некоторого стандартного механизма. Таким механизмом выступает протокол Internet Protocol Security (IPSec), он описывает все стандартные методы VPN. Этот протокол определяет методы идентификации при инициализации туннеля, методы шифрования в конечных точках туннеля и механизмы обмена и управления ключами шифрования между этими точками. Для решения задачи безопасного управления и обмена криптографическими ключами между удаленными устройствами используется протокол IKE (Internet Key Exchange). Протокол IKE, основанный на алгоритме шифрования открытым ключом, автоматизирует обмен ключами и устанавливает безопасное соединение. Кроме того, IKE позволяет изменять ключ для уже установленного соединения, что повышает конфиденциальность передаваемой информации.

В числе других механизмов построения VPN можно назвать:

протокол PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol), разработанный компаниями Ascend Communications и 3Com,

протокол L2F (Layer-2 Forwarding) компании Cisco Systems

протокол L2TP (Layer-2 Tunneling Protocol), объединивший оба вышеназванных протокола.

Однако эти протоколы, в отличии от IPSec, нельзя назвать полнофункциональными (например PPTP не определяет метод шифрования

Можно выделить четыре основных варианта построения сети VPN, которые используются во всем мире.

1.Вариант «Intranet VPN», который позволяет объединить в единую защищенную сеть несколько распределенных филиалов одной организации, взаимодействующих по открытым каналам связи. Именно этот вариант получил широкое распространение во всем мире, и именно его в первую очередь реализуют компании-разработчики.

Вариант «Remote Access VPN», позволяющий реализовать защищенное взаимодействие между сегментом корпоративной сети (центральным офисом или филиалом) и одиночным пользователем, который подключается к корпоративным ресурсам из дома (домашний пользователь) или через notebook (мобильный пользователь). Данный вариант отличается от первого тем, что удаленный пользователь, как правило, не имеет «статического» адреса и подключается к защищаемому ресурсу не через выделенное устройство VPN, а напрямую с собственного компьютера, где и устанавливается программное обеспечение, реализующее функции VPN.

Вариант «Client/Server VPN», который обеспечивает защиту передаваемых данных между двумя узлами (не сетями) корпоративной сети. Особенность данного варианта в том, что VPN строится между узлами, находящимися, как правило, в одном сегменте сети, например между рабочей станцией и сервером. Такая необходимость очень часто возникает в тех случаях, когда необходимо создать в одной физической несколько логических сетей. Например, когда требуется разделить трафик между финансовым департаментом и отделом кадров, которые обращаются к серверам, находящимся в одном физическом сегменте. Этот вариант похож на технологию VLAN, которая действует на уровне выше канального.

Вариант «Extranet VPN» предназначен для тех сетей, куда подключаются так называемые пользователи со стороны, уровень доверия к которым намного ниже, чем к своим сотрудникам.

Сети VPN на основе технологии IP-туннелей

В виртуальных частных сетях, построенных с использованием технологии туннелирования, пакеты данных упаковываются (инкапсулируются) внутрь обыкновенных пакетов IP для пересылки по IP?ориентированным сетям. Инкапсулированные пакеты необязательно должны принадлежать протоколу IP, возможна упаковка пакетов самых различных протоколов: IPX, AppleTalk, SNA или DECnet. Передача пакетов производится в общем случае без шифрации, но в подавляющем количестве реализаций VPN, особенно при использовании Интернет как транспортной среды, шифрование и аутентификация являются необходимыми для обеспечения целостности передаваемых данных.

Технологии туннелирования

Туннелирование - это метод использования сетевой инфраструктуры для передачи данных из одной сети в другую через сеть с отличной от первых двух технологией передачи данных. Инкапсулированные пакеты свободно маршрутизируются на протяжении транспортного коридора между конечными точками логического тоннеля, логика и топология которого скрыта от участников передачи. Далее приводится наиболее часто применяемые и распространенные решения по туннелированию при создании виртуальных частных сетей.

Сети Intranet создаются для создания эффективных с ценовой точки зрения корпоративных сетей, связывающих различные категории корпоративных площадок - от малых или домашних офисов (категория SOHO) до крупных отделений и штаб-квартир. Традиционно такие сети строятся на основе собственных выделенных линий компаний. В решениях VPN дорогостоящие выделенные линии заменяются локальными соединениями с местными провайдерами.

Интернет или защищенными соединениями Frame Relay или ATM как показано на рисунке.

Локальные соединения с Интернет могут быть различными как по технологии, так и по скорости, в зависимости от важности и объема информационного обмена между центральной площадкой и удаленными офисами. Extranet VPN объединяют информационные ресурсы компаний партнеров, клиентов и поставщиков. Intranet VPN обеспечивает создание безопасных соединений между внутренними отделами компании и ее филиалами.

Привлекательными сторонами Intranet/Extranet VPN является низкая стоимость соединения. Обычно компании приобретают выделенные линии у сервис провайдеров на праве аренды. Стоимость аренды выделенной линии зависит от расстояния между узлами. Заменяя выделенные линии на соединения с локальным оператором Интернет, возможно существенно сократить расходы на поддержку сетевой инфраструктуры, особенно при международных соединениях. Организация новых соединений между узлами не требует дополнительных затрат.

77. Протоколы файлового обмена, электронной почты, телеконференций и дистанционного управления в Internet

Сети Internet интересны не своей способностью передавать информацию вообще, а способностью предоставлять конкретные виды ресурсов (информацию определенного вида или сервис определенного вида), поэтому на базе основного протокола TCP/IP действуют несколько протоколов более высокого уровня, а именно HTTP, FTP, GOPHER, NNTP и т.д.

Файловый обмен. Файловый обмен - доступ к файлам, распределенным по различным компьютерам. В сети Internet на прикладном уровне используется протокол FTP. Доступ возможен в режимах off-line и on-line. В режиме off-line посылается запрос к FTP-серверу, сервер формирует и посылает ответ на запрос. В режиме on-line осуществляется интерактивный просмотр каталогов FTP-cервера, выбор и передача нужных файлов. На ЭВМ пользователя нужен FTP-клиент. Доступ к базам данных удаленных ЭВМ с эмуляцией удаленной машины на ЭВМ пользователя выполняется с помощью протокола Telnet.

Протокол файлового обмена FTP. При запросе файла по протоколу FTP пользователь должен знать, где находится нужный ему файл. Для этого удобно воспользоваться другой информационной системой сети Internet, называемой Archie. Обращаясь к клиенту Archie по команде archie <имя файла>, пользователь получает в ответ адрес сервера, имя директории и размер файла. Далее можно обращаться к FTP-клиенту: ftp[<параметры>][<имя сервера. В качестве имени сервера указывается IP-имя или IP-адрес удаленного компьютера.

FTP довольно необычная процедура, так как поддерживает две логические связи между ЭВМ .Одна связь служит для удаленного доступа и использует протокол Telnet. Другая связь предназначена для обмена данными. Сервер производит операцию passive open для порта 21 и ждет соединения с клиентом. Клиент осуществляет операцию active open для порта 21. Канал остается активным до завершения процедуры FTP.

Электронная почта (E-mail) - средство обмена сообщениями по электронным коммуникациям (в режиме off-line). Можно пересылать текстовые сообщения и архивированные файлы. В последних могут содержаться данные (например, тексты программ, графические данные) в различных форматах. В случае архивирования изображений возникает проблема выбора форматов кодирования. Функции клиента - составление, отправление, архивирование сообщений. Электронная почта - наиболее популярный и быстро развивающийся вид общения. Широко используются протоколы электронной почты UUCP (unix-to-unix copy protocol, RFC-976) и SMTP (simple mail transfer protocol; RFC-821, -822, -1351, -1352). Имея механизмы промежуточного хранения почты (spooling) и механизмы повышения надежности доставки, протокол smtp базируется на TCP-протоколе в качестве транспортного и допускает использование различных транспортных сред. Он может доставлять сообщения даже в сети, не поддерживающие протоколы TCP/IP. Главной целью протокола simple mail transfer protocol (SMTP, RFC-821, -822) служит надежная и эффективная доставка электронных почтовых сообщений. SMTP является довольно независимой субсистемой и требует только надежного канала связи. Средой для SMTP может служить отдельная локальная сеть, система сетей или весь Интернет.

SMTP базируется на следующей модели коммуникаций: в ответ на запрос пользователя почтовая программа-отправитель устанавливает двухстороннюю связь с программой-приемником (TCP, порт 25). Получателем может быть оконечный или промежуточный адресат. SMTP-команды генерируются отправителем и посылаются получателю. На каждую команду должен быть отправлен и получен отклик.

Протокол SMTP обеспечивает как транспортировку сообщений одному получателю, так и размножение нескольких копий сообщения для передачи по разным адресам. Обычно в любом узле Интернет имеется почтовый сервер (MX), который принимает все сообщения и устанавливает их в очередь. Далее производится раскладка сообщений по почтовым ящикам ЭВМ пользователей. Если какая-то ЭВМ не включена, сервер попытается доставить почту позднее (например, через 30 мин). После заданного числа неудачных попыток или по истечении определенного времени (> 4-5 дней) сообщение может быть утрачено. При этом отправитель должен получить уведомление об этом. Над SMTP располагается почтовая служба конкретных вычислительных систем (например, POP3(RFC-1460), IMAP (RFC-2060), sendmail (UNIX), pine, elm (надстройка над sendmail), mush, mh и т.д.). На ЭВМ пользователя должна быть установлена программа-клиент, поддерживающая названные выше функции создания, передачи и приема сообщений. На почтовом сервере, выделяемом в корпоративной или локальной сети, организуется промежуточное хранение поступающих сообщений. Связь индивидуальных пользователей с почтовым сервером осуществляется по протоколам IMAP или POP3. Для индивидуального пользователя, общающегося с другими абонентами по телефонной сети общего пользования, такое промежуточное хранение возможно в собственном компьютере, но тогда требуется либо круглосуточное включение компьютера, либо предварительная договоренность о времени связи.

Существует множество реализаций электронной почты. Имеются версии практически для всех ЭВМ, операционных систем и сред.

Схема пересылки электронных почтовых сообщений (RFC-821) показана на рис. 4.5.10.1.

Рис. 4.5.10.1. Схема пересылки электронных почтовых сообщений

Кроме электронной почты существует похожая на нее сетевая услуга - телеконференции, или новости (Usenet news). Эта служба представляет собой публичную (всемирную или региональную) доску объявлений, куда каждый может отправить сообщение и каждый может прочесть, что отправили другие.

Для удобства пользования введено разделение на группы по темам (интересам), отдельные группы часто называются конференциями. Разделение иерархическое, например:

comp.languages - группа, посвященная языкам программирования вообще,

comp.languages.c - группа, посвященная языку программирования Си,

comp.languages.c.libraries - группа, посвященная библиотекам языка Си.

Всего всемирных групп новостей несколько тысяч, они охватывают всю мыслимую тематику. Также существуют и регионально распространяемые группы. Группы, название которых начинается с relcom, распространяются в основном на территории бывшего СССР, их основной язык - русский (кодировка КОИ-8).Новости распространяются по сети специальных серверов, каждый из которых обслуживает определенное множество хостов.Для того чтобы пользоваться службой телеконференций, необходимо, чтобы существовал сервер новостей, обслуживающий ваш хост. Адрес такого сервера вам назовет ваш провайдер или администратор сети. Пакет Netscape содержит программу работы с телеконференциями, конфигурируемую через Edit/Preferences/Mail and Groups/Groups Server (указывается адрес вашего сервера новостей) и запускаемую через Communicator/Discussion Groups или через соответствующий значок в левом нижнем углу окна.

Телеконференции используются для размещения запросов и ответов, объявлений и проведения обсуждений в режиме off-line.Существуют также средства аудиоконференций (голосовых телеконференций). Вызов, соединение, разговор происходят для пользователя как в обычном телефоне, но связь идет через Internet.

Программное обеспечение телеконференций включает серверную и клиентскую части.

В клиентской программе должны быть, как минимум, средства E-mail, многооконный текстовый редактор (так, принимаемый и отправляемый партнеру тексты помещаются в разные окна, отдельное окно может быть выделено для видео в случае видеоконференций), средства файлового обмена

Стандартные протоколы Telnet и SNMP, предназначенные для осуществления легкого дистанционного управления через сеть Internet

78. Протокол HTTP. Языки и протоколы для создания и функционирования Web-приложений

HTTP (HyperText Transfer Protocol - протокол передачи гипертекста) был разработан как основа World Wide Web.

Работа по протоколу HTTP происходит следующим образом: программа-клиент устанавливает TCP-соединение с сервером (стандартный номер порта-80) и выдает ему HTTP-запрос. Сервер обрабатывает этот запрос и выдает HTTP-ответ клиенту.

Структура HTTP-запроса

HTTP-запрос состоит из заголовка запроса и тела запроса, разделенных пустой строкой. Тело запроса может отсутствовать.

Заголовок запроса состоит из главной (первой) строки запроса и последующих строк, уточняющих запрос в главной строке. Последующие строки также могут отсутствовать.

Запрос в главной строке состоит из трех частей, разделенных пробелами:

Метод (иначе говоря, команда HTTP):

GET - запрос документа. Наиболее часто употребляемый метод; в HTTP/0.9, говорят, он был единственным.

HEAD - запрос заголовка документа. Отличается от GET тем, что выдается только заголовок запроса с информацией о документе. Сам документ не выдается.

Протокол передачи гипертекста HTTP является протоколом прикладного уровня для распределенных мультимедийных информационных систем. Это объектно-ориентированный протокол, пригодный для решения многих задач, таких как создание серверов имен, распределенных объектно-ориентированных управляющих систем и др.. Структура HTTP позволяет создавать системы, независящие от передаваемой информации.

Протокол HTTP использован при построении глобальной информационной системы World-Wide Web (начиная с 1990).

Первые версии, такие как HTTP/0.9, представляли собой простые протоколы для передачи данных через Интернет. Версия HTTP/1.0, описанная в RFC-1945 [6], улучшила протокол, разрешив использование сообщений в формате MIME, содержащих метаинформацию о передаваемых данных, и модификаторы для запросов/откликов. Дальнейшее развитие сетей WWW-серверов потребовало новых усовершенствований, которые вряд ли являются последними.

HTTP используется также в качестве базового протокола для коммуникации пользовательских агентов с прокси-серверами и другими системами Интернет, в том числе и использующие протоколы SMTP, NNTP, FTP, Gopher и Wais. Последнее обстоятельство способствует интегрированию различных служб Интернет

HTML (Hyper Text Mark-up Language) является общемировым языком для создания WWW-страниц (web-страниц). HTML-файл представляет собой текстовый файл, в котором записаны команды языка HTML.

Команды, которые составляют язык, называются тэгами (tag), или флажками. Тэги заключаются в угловые скобки. Все, что находится вне угловых скобок, является текстом, подлежащим выводу в окно броузера с теми параметрами форматирования (размер шрифта, элемент таблицы, отступы, центровка и т.п.), которые были установлены тэгами.

Существует международный стандарт, полностью описывающий все возможные тэги и их допустимые сочетания. К счастью, программы просмотра терпимы к нарушениям стандарта и ошибкам в синтаксисе: если они встречают тэг, который им незнаком, они делают вид, что этого тэга вообще не было.

Файл, содержащий HTML-документ, должен иметь расширение .htm или .html

Для компоновки web-страничек можно использовать любой текстовый редактор, сохраняющий "только текст", т.е. текст без символов форматирования, установки шрифтов и т.д. Например, редактор Norton Commander, edit в DOS, Notepad в Windows, vi или pico в UNIX. Картинки и другие нетекстовые компоненты НЕ ВСТАВЛЯЮТСЯ в документ непосредственно и хранятся отдельно. Вместо этого в текст вставляется ссылка, указывающая программе просмотра имя файла, содержащего картинку. Стандартно поддерживаются только графические форматы файлов GIF и JPEG.

Для создания страничек совершенно необязательно иметь доступ к сети. Все известные программы просмотра (Netscape, Internet Expl

Большую известность приобрела Java - это технология и язык программирования сетевых приложений, разработаные фирмой Sun Microsystems для систем распределенных вычислений.

Особенности языка Java: объектно-ориентированный, прототипом является С++, но более прост в использовании (так, например, убраны указатели); введены многопотоковость (например, оператор синхронизации), дополнительная защита от вирусов.

Рис. 6.4. Компоненты программного обеспечения для языка Java

Для пользователей важны также следующие черты языка:

аппаратная независимость (мобильность) за счет создания приложений в виде байт-кодов для некоторой виртуальной машины (рис. 6.4) - каждая платформа интерпретирует эти байт-коды; благодаря введению компиляции потеря эффективности, присущая интерпретации, здесь менее значительна;

интеграция с браузерами;

используемые программные объекты могут находиться в разных узлах, интерпретатор находит их и загружает в компьютер пользователя.

Другими словами, в узле-клиенте достаточно иметь лишь браузер, все остальное можно получить по сети. Однако при этом обостряется проблема информационной безопасности. В связи с этим загружаемым по сети программам (они называются аплетами) обычно запрещается обновлять и читать файлы, кроме тех, которые находятся на хосте самого аплета.

Java-аплеты доступны из HTML-документов (обращение к ним через тег <applet>), хотя могут использоваться и независимо от них. При обращении к аплету он компилируется на сервере, а для исполнения передается клиенту вместе с Web-страницей.

PHP.. PHP - язык программирования на стороне сервера, предназначен для создания динамических web-сайтов. Чтобы создать web-страницу, используя PHP, вы просто вставляет PHP-код в сам HTML страницы.В последнее время он получил огромную популярность. Статистика показывает, что около 40% скриптов Рунета написаны на РНР. С помощью этого языка можно написать любое вэб приложение: чат, гостевую книгу, форум, голосование, интернет магазин, поисковую систему и т.д. Преимуществами языка являются: простота изучения, понятный синтаксис, большое количество встроенных функций, относительно высокая скорость работы, бесплатность. В последнее время наблюдается существенное развитие языка. Постоянно выходят новые версии.

Язык Perl -- это довольно мощный язык программирования, позволяющий вам эффективно обрабатывать большие документы и файлы, активно пользоваться ресурсами сервера и осуществлять связь вашего сайта с базами данных.

79. Методы анализа вычислительных сетей и средств коммуникаций: математическое и имитационное моделирование. Использование при проектировании вычислительных сетей

Моделирование представляет собой мощный метод научного познания, при использовании которого исследуемый объект заменяется более простым объектом, называемым моделью. Основными разновидностями процесса моделирования можно считать два его вида - математическое и физическое моделирование. При физическом (натурном) моделировании исследуемая система заменяется соответствующей ей другой материальной системой, которая воспроизводит свойства изучаемой системы с сохранением их физической природы. Примером этого вида моделирования может служить пилотная сеть, с помощью которой изучается принципиальная возможность построения сети на основе тех или иных компьютеров, коммуникационных устройств, операционных систем и приложений.

Возможности физического моделирования довольно ограничены. Оно позволяет решать отдельные задачи при задании небольшого количества сочетаний исследуемых параметров системы. Действительно, при натурном моделировании вычислительной сети практически невозможно проверить ее работу для вариантов с использованием различных типов коммуникационных устройств - маршрутизаторов, коммутаторов и т.п. Проверка на практике около десятка разных типов маршрутизатров связана не только с большими усилиями и временными затратами, но и с немалыми материальными затратами.

Но даже и в тех случаях, когда при оптимизации сети изменяются не типы устройств и операционных систем, а только их параметры, проведение экспериментов в реальном масштабе времени для огромного количества всевозможных сочетаний этих параметров практичеки невозможно за обозримое время. Даже простое изменение максимального размера пакета в каком-либо протоколе требует переконфигурирования операционной системы в сотнях компьютеров сети, что требует от администратора сети проведения очень большой работы.

Поэтому, при оптимизации сетей во многих случаях предпочтительным оказывается использование математического моделирования. Математическая модель представляет собой совокупность соотношений (формул, уравнений, неравенств, логических условий), определяющих процесс изменения состояния системы в зависимости от ее параметров, входных сигналов, начальных условий и времени.

Особым классом математических моделей являются имитационные модели. Такие модели представляют собой компьютерную программу, которая шаг за шагом воспроизводит события, происходящие в реальной системе. Применительно к вычислительным сетям их имитационные модели воспроизводят процессы генерации сообщений приложениями, разбиение сообщений на пакеты и кадры определенных протоколов, задержки, связанные с обработкой сообщений, пакетов и кадров внутри операционной системы, процесс получения доступа компьютером к разделяемой сетевой среде, процесс обработки поступающих пакетов маршрутизатором и т.д. При имитационном моделировании сети не требуется приобретать дорогостоящее оборудование - его работы имитируется программами, достаточно точно воспроизводящими все основные особенности и параметры такого оборудования.

Преимуществом имитационных моделей является возможность подмены процесса смены событий в исследуемой системе в реальном масштабе времени на ускоренный процесс смены событий в темпе работы программы. В результате за несколько минут можно воспроизвести работу сети в течение нескольких дней, что дает возможность оценить работу сети в широком диапазоне варьируемых параметров.

Результатом работы имитационной модели являются собранные в ходе наблюдения за протекающими событиями статистические данные о наиболее важных характеристиках сети: временах реакции, коэффициентах использования каналов и узлов, вероятности потерь пакетов и т.п.

Существуют специальные, ориентированные на моделирование вычислительных сетей программные системы, в которых процесс создания модели упрощен. Такие программные системы сами генерируют модель сети на основе исходных данных о ее топологии и используемых протоколах, об интенсивностях потоков запросов между компьютерами сети, протяженности линий связи, о типах используемого оборудования и приложений. Программные системы моделирования могут быть узко специализированными и достаточно универсальными, позволяющие имитировать сети самых различных типов. Качество результатов моделирования в значительной степени зависит от точности исходных данных о сети, переданных в систему имитационного моделирования.

Программные системы моделирования сетей - инструмент, который может пригодиться любому администратору корпоративной сети, особенно при проектировании новой сети или внесении кардинальных изменений в уже существующую. Продукты данной категории позволяют проверить последствия внедрения тех или иных решений еще до оплаты приобретаемого оборудования. Конечно, большинство из этих программных пакетов стоят достаточно дорого, но и возможная экономия может быть тоже весьма ощутимой.

Программы имитационного моделирования сети используют в своей работе информацию о пространственном расположении сети, числе узлов, конфигурации связей, скоростях передачи данных, используемых протоколах и типе оборудования, а также о выполняемых в сети приложениях.

Обычно имитационная модель строится не с нуля. Существуют готовые имитационные модели основных элементов сетей: наиболее распространенных типов маршрутизаторов, каналов связи, методов доступа, протоколов и т.п. Эти модели отдельных элементов сети создаются на основании различных данных: результатов тестовых испытаний реальных устройств, анализа принципов их работы, аналитических соотношений. В результате создается библиотека типовых элементов сети, которые можно настраивать с помощью заранее предусмотренных в моделях параметров.

Системы имитационного моделирования обычно включают также набор средств для подготовки исходных данных об исследуемой сети - предварительной обработки данных о топологии сети и измеренном трафике. Эти средства могут быть полезны, если моделируемая сеть представляет собой вариант существующей сети и имеется возможность провести в ней измерения трафика и других параметров, нужных для моделирования. Кроме того, система снабжается средствами для статистической обработки полученных результатов моделирования.

В следующей таблице приведены характеристики нескольких популярных систем имитационного моделирования различного класса - от простых программ, предназначенных для установки на персональном компьютере, до мощных систем, включающих библиотеки большинства имеющихся на рынке коммуникационных устройств и позволяющих в значительной степени автоматизировать исследование изучаемой сети.

Компания CACIProducts является одним из лидеров рынка систем имитационного моделирования сетей, разрабатывая подобные средства уже 35 лет.

Система имитационного моделирования COMNET позволяет анализировать работу сложных сетей, работающих на основе практически всех современных сетевых технологий и включающих как локальные, так и глобальные связи.

Система COMNET состоит из нескольких основных частей, работающих как автономно, так и в комплексе:

COMNETBaseliner - пакет, предназначенный для сбора исходных данных о работе сети, необходимых для проведения моделирования.

COMNETIII вместе с пакетом AdvanceFeaturesPack - система детального моделирования сети.

COMNETPredictor - система быстрой оценки производительности сети.

Размещено на Allbest.ru