Методи за предаване на информация в интернет (и видове протоколи)

В тази статия ще Ви запознаем с методите за предаване на информация в интернет пространството. Макар тази тема да не е тясно свързана с хостинг услугите, тя е много важна, тъй като комуникацията между отделните хостове и сървъри е гръбнакът на всичко в интернет.

Преносът на информация в интернет се осъществява с помощта на технология, наречена комутиране на пакети. Комутацията е термин, който означава осъществяване на връзка между два абоната. Информацията се разделя на пакети и така се предава до местоназначението си и за разлика от телефонната мрежа (комутиране на вериги), при която се осъществява една посветена връзка за цялото времетраене на сесията, при технологията „комутиране на пакети” всеки отделен пакет от данни може да пътува по различен път, като накрая те се съединяват отново.

Наборът от правила и стандарти, които компютрите използват за комуникация се нарича протокол. За да се осъществи връзка между два компютъра, те трябва да използват един и същ протокол или един и същ модел на комуникация. В ранните дни на компютърните мрежи съществуват само собствени системи и протоколи, разработени от големи компании. По този начин могат да комуникират една с друга и да обменят данни само компютри, използващи съвместими протоколи и операционни системи. Тези различни собствени системи срещат трудности при комуникация една с друга. Това налага въвеждането на единен мрежов модел, който позволява на еднородни и нееднородни системи безпроблемно да комуникират, като осигурява на разпространителите и производителите обща архитектурна рамка, която да следват при проектиране на хардуер, протоколи и операционни системи.

OSI модел (Open System Interconnection)

Моделът, който се налага и се използва от началото на 80-те години, е т.нар. OSI модел (Open System Interconnection). Той се състои от седем слоя като всеки слой има ясно обособени функции, които трябва да бъдат изпълнявани в него и дефинира различните функции за работа в мрежата. На всеки слой работят определени протоколи, които ще споменем по-надолу, а седемте слоя са следните:

1. Физически (Physical) – Този слой се занимава с електрическите и механичните характеристики, с кодирането на сигналите и с формирането на нивата на напрежение на тези сигнали. Казано по-общо, физическият слой съдържа реално осезаеми елементи, които можете да пипнете, например кабели и повторители.
2. Канален (Data Link) – Този слой контролира достъпа до преносната среда и добавя хардуерни адреси (MAC адреси) на източника и местоназначението.
3. Мрежов (Network) – Мрежовият слой задава преди всичко логически адреси на източника и местоназначението и определя най-добрия път за маршрутизация на данните между отделните мрежи.
4. Транспортен (Transport) – За транспортния слой се приема, че основно осигурява гарантирано надеждно доставяне на данни само между два комуникиращи процеси или програми, изпълнявани на отдалечени хостове. Но това е истина само ако се използва протоколът Transmission Control Protocol (TCP), вместо неговото по-ненадеждно съответствие – User Datagram Protocol (UDP).
5. Сесиен (Session) – Това ниво управлява създаването на сесии. Сесиите се състоят от диалог между представителните слоеве на две или повече системи.
6. Представителен (Presentation) – Този слой предоставя данните в разбираем за приемащата ги страна вид, като тук се извършва конвертиране и транслиране (превеждане) на данните, компресиране/декомпресиране, криптиране/декриптиране.
7. Приложен (Application) – На това ниво е кодът на самото приложение. Приложният слой е един вид прозорец за модела OSI, с помощта на който да подготви Вашите данни за пакетиране и изпращане по преносната среда.

Протоколи

Ще споменем най-важните протоколи, които участват в преноса на данни между отделните хостове.

• TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) – Това е сбор от протоколи (протоколен стек), които правят комуникацията между компютрите възможна. Той е изключително гъвкав и затова няма компютър, който да не използва TCP/IP. IP доставя пакетите, но не гарантира, че те ще достигнат до местоназначението си. Тази функция се изпълнява от TCP, тъй като той е протокол с установяване на конекция. В този стек взима участие и протокола UDP (User Datagram Protocol), който не гарантира доставката на пакетите, но той също е широко застъпен, тъй като е по-бърз от TCP и често се използва за пренасяне на глас по интернет (VoIP). Всички тези протоколи работят в транспортния слой.
• HTTP (Hypertext Transfer Protocol) – Всеки път, когато зареждате сайт или въвеждате заявка в браузъра, Вие използвате протокола Hypertext Transfer Protocol – най-широко използваният протокол в интернет за обмяна на файлове. Терминът hyper означава, че в документа има връзки, които можете да избирате. НТТР е този, който осъществява комуникацията между браузъра на Вашия компютър и Web сървъра. Този протокол работи в Приложния слой.
• FTP (File Transfer Protocol) – Това е протоколът, който дефинира как файл може да бъде трансфериран от един хост на друг. Компютърът, който иска услугата се нарича клиент, а хостът, който предлага услугата – сървър.
• ICMP (Internet Control Message Protocol) – Крайните хостове и маршрутизатори използват протокола ICMP като протокол за контрол, изпращане на съобщения и диагностика. ICMP съществува в мрежовия слой на модела OSI, но въпреки това се счита за интегрална част от протокола IP.
• DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) – Това е протокол за динамично конфигуриране на хостове и раздаване на IP адреси. Той се грижи за уникалността на IP адресите в дадена мрежа.
• ARP (Address Resolution Protocol) – ARP е протокол, който превръща IP адреса в хардуерен адрес и обратно. Без такова преобразуване отделните хостове не могат да комуникират.
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – протоколът SMTP осигурява обмена на електронна поща (е-mail) между изпращащата страна (клиента) и приемащата страна (сървъра).
• POP3 (Post Office Protocol) – Това е протокол за извличане на получена електронна поща от e-mail сървър върху клиентски компютър. Текущата версия на протокола е 3 и затова често той се обозначава със съкращението POP3.
• IMAP (Internet Message Access Protocol) – Това също е протокол за четене на електронна поща, но за разлика от POP3, той обработва съобщенията директно на сървъра, а не ги сваля на клиентския компютър. Това е и причината той да е малко по-бавен.