Прикладной протокол служащий для передачи файлов. Смотреть что такое "Протоколы прикладного уровня" в других словарях. Режимы работы и способы подключения к Интернет
Протоколы транспортного уровня TCP и UDP.
Протоколы транспортного уровня в стеке TCP/IP представлены двумя протоколами TCP и UDP. Протокол TCP позволяет устанавливать виртуальный канал передачи данных между компьютерами. После установления канала, программа может направлять в него данные непрерывным потоком, как на стандартное устройство ввода-вывода.
Протокол TCP сам разобьет данные на пакеты, при помощи алгоритма «скользящего окна», обеспечит подтверждение факта получения пакетов принимающей стороной и повторную передачу пакетов, если в этом будет необходимость. Кроме того, в протоколе TCP реализованы достаточно сложные механизмы регулирования загрузки сети и устранения заторов в сети.
Протокол UDP более быстр, чем протокол TCP, однако ненадежен.
Данные передаются без установления виртуального канала, в предположении, что принимающая сторона ждет данные. Программа должна сама позаботиться о разбитии передаваемых данных на пакеты, протокол не содержит средств подтверждения файла доставки сообщения и средств коррекции ошибок – все эти задачи должна решать программа.
При рассмотрении протоколов транспортного уровня необходимо остановиться на понятиях «порт» и «сокет».
Порт в протоколах транспортного уровня – это не физически существующий порт ввода-вывода, а «виртуальный» порт, который программно изолирует данные, передаваемые по одному порту, от данных, передаваемых по другому порту.
Порты нумеруются от 0 до 65535.
Сокет (socket) – это описатель сетевого соединения между двумя сетевыми приложениями, которое включает в себя:
IP-адрес и номер порта локальной машины
IP-адрес и номер порта удаленной машины.
Сокет однозначно описывает сетевое соединение. У двух различных соединений, хотя бы один из приведенных выше параметров должен отличаться.
В соответствии с архитектурой клиент-сервер, программа делиться на две части (одна работает на сервера, вторая – на компьютере пользователя), функционирующие как единое целое.
Протоколы прикладного уровня описывают взаимодействие между клиентской и серверной частями программы.
1. Протокол HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) – протокол передачи гипертекста, работающий на 80 порту. При этом каждая HTML-страница загружается отдельно, причем соединение между загрузками прерывается и никакой информации о соединении не сохраняется. Это сделано для того, чтобы каждый из пользователей Web-страниц получал информацию «в порядке общей очереди». В противном случае могла бы создаться ситуация, например, когда один пользователь начинает качать страницу с большим содержанием рисунков высокого разрешения, а все остальные ждут, пока он это закончит.
2. Протокол FTP (File Transfer Protocol) – протокол передачи файлов, работающий на 20 и 21 порту. Он предназначен для копирования файлов между компьютерами. Полностью занимает канал, пока не будет получен файл, а далее сохраняет информацию о соединении. При сбое возможна докачка с того места, где произошел сбой.
3. Протоколы STMP, IMAP-4, POP3 – почтовые протоколы (электронная почта), работающие, SMTP – на 25 порту, IMAP-4 – на 143 порту, POP3 – на 110 порту. Отличие данных протоколов состоит в том, что протокол STMP предназначен на доставку почты до конкретного получателя, а протоколы IMAP-4 и POP3 – протоколы взаимодействия пользователя со своим почтовым ящиков на сервере..
При использовании STMP предполагается, что почтовый адрес указывает на компьютер конечного получателя, и на этом компьютере запущена специальная программа, которая принимает и обрабатывает почту.
Однако чаще всего бывает, что почта не доставляется на компьютер каждого отдельного пользователя, обрабатывается централизованно, на отдельном почтовом сервере. В таком случае, каждый пользователь имеет на почтовом сервере свой почтовый ящик. Почта доставляется до сервера по протоколу STMP (конечный получатель – сервер) и перемещается в почтовые ящики пользователей. Затем пользователи подключаются к своим почтовым ящикам по протоколу POP3 или IMAP-4 и забирают почту.
Таким образом, наиболее распространенный вариант работы с почтой для обычного пользователя состоит в следующем: отправка почты по протоколу STMP (на почтовый сервер получателя), получение почты – по протоколу POP3 или IMAP-4 (скачивание почты из почтового ящика на своем почтовом сервере).
4. Протокол TELNET – используется для подключения и управления удаленным компьютером, работает на 23 порту.
После подключения, каждый символ, введенный на локальной машине, обрабатывается так, как если бы он был введен на удаленной машине. Либо может использоваться командный режим – управление удаленной машиной при помощи специальных команд. Фактически TELNET – это протокол эмуляции терминала: при помощи TELNET можно подключиться, например, на 25 порт и вручную набрать все необходимые поля заголовка письма, изменив адрес отправителя (обычно эти поля заполняются автоматически специальными почтовыми программами) и отправить само письмо. Или, например, подключиться на 80 порт и «поиграть» роль Web-браузера Internet Explorer.
Согласованный набор протоколов разных уровней, достаточный для организации межсетевого взаимодействия, называется стеком протоколов. Для каждого уровня определяется набор функций–запросов для взаимодействия с вышележащим уровнем, который называется интерфейсом. Правила взаимодействия двух машин могут быть описаны в виде набора процедур для каждого из уровней, которые называются протоколами.
Существует достаточно много стеков протоколов, широко применяемых в сетях. Примерами популярных стеков протоколов могут служить стек IPX/SPX фирмы Novell, стек TCP/IP, используемый в сети Internet и во многих сетях на основе операционной системы UNIX, стек OSI международной организации по стандартизации, стек DECnet корпорации Digital Equipment и некоторые другие.
Стеки протоколов разбиваются на три уровня:
Сетевые;
Транспортные;
Прикладные.
Сетевые протоколы
Сетевые протоколы предоставляют следующие услуги: адресацию и маршрутизацию информации, проверку на наличие ошибок, запрос повторной передачи и установление правил взаимодействия в конкретной сетевой среде. Ниже приведены наиболее популярные сетевые протоколы.
- DDP (Datagram Delivery Protocol – Протокол доставки дейтаграмм).Протокол передачи данных Apple, используемый в Apple Talk.
- IP (Internet Protocol – Протокол Internet). Протокол стека TCP/IP, обеспечивающий адресную информацию и информацию о маршрутизации.
- IPX (Internetwork Packet eXchange – Межсетевой обмен пакетами) в NWLink.Протокол Novel NetWare, используемый для маршрутизации и направления пакетов.
- NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface – расширенный пользовательский интерфейс базовой сетевой системы ввода вывода). Разработанный совместно IBM и Microsoft, этот протокол обеспечивает транспортные услуги для NetBIOS.
Транспортные протоколы
Транспортные протоколы предоставляют услуги надежной транспортировки данных между компьютерами. Ниже приведены наиболее популярные транспортные протоколы.
- ATP (Apple Talk Protocol – Транзакционный протокол Apple Talk) и NBP (Name Binding Protocol – Протокол связывания имен). Сеансовый и транспортный протоколы Apple Talk.
- NetBIOS (Базовая сетевая система ввода вывода).NetBIOS устанавливает соединение между компьютерами, а NetBEUI предоставляет услуги передачи данных для этого соединения.
- SPX (Sequenced Packet eXchange – Последовательный обмен пакетами) в NWLink.Протокол Novel NetWare, используемый для обеспечения доставки данных.
- TCP (Transmission Control Protocol – Протокол управления передачей).Протокол стека TCP/IP, отвечающий за надежную доставку данных.
Прикладные протоколы
Прикладные протоколы отвечают за взаимодействие приложений. Ниже приведены наиболее популярные прикладные протоколы.
- AFP (Apple Talk File Protocol – Файловый протокол Apple Talk).Протокол удаленного управления файлами Macintosh.
- FTP (File Transfer Protocol – Протокол передачи файлов). Протокол стека TCP/IP,используемый для обеспечения услуг по передачи файлов.
- NCP (NetWare Core Protocol – Базовый протокол NetWare). Оболочка и редиректоры клиента Novel NetWare.
- SNMP (Simple Network Management Protocol – Простой протокол управления сетью).Протокол стека TCP/IP, используемый дляуправления и наблюдения за сетевыми устройствами.
- HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) – протокол передачи гипертекста и другие протоколы.
Наибольший интерес для пользователя представляет прикладной информационный уровень, т.к. пользователь непосредственно работает с объектами, относящимися именно к этому уровню.
Существующие на настоящий момент прикладные ресурсы Internet и соответствующие им протоколы можно свести в следующую таблицу (Таблица 1.3).
Таблица 1.3
В настоящее время e-mail и WWW почти вытеснили остальные сервисы, так что, например, Gopher и WAIS используются очень редко, а FTP постепенно ассимилируется Web’ом.
С другой стороны, сейчас постепенно формируются новые прикладные ресурсы, связанные, в первую очередь, с потоковыми информационными технологиями и с работой в реальном времени (например, IP-телефония, Real Audio, компьютерное телевидение). Возможно, в ближайшем будущем они потеснят Web.
Электронная почта
Это один из двух наиболее распространенных в настоящее время прикладных ресурсов.
Электронная почта – это прикладной ресурс Internet, имеющий дело с данными в виде прикладных пакетов и работающий в рамках почтовых протоколов (например, ESMTP/POP3).
Электронная почта предназначена для передачи информации от одного пользователя сети к другому. Этим она отличается от большинства других сервисов. Если главная задача других сервисов - запросить и получить информацию, то электронная почта позволяет эту информацию переслать и записать на компьютер другого пользователя.
Как и любой другой прикладной ресурс, электронная почта использует системный уровень, т.е. TCP/IP протокол. На системном уровне процесс отправки/получения сообщения сводится к созданию набора датаграмм, передаче их через Internet и последующей сборке.
На прикладном уровне действуют почтовые протоколы.
SMTP - Simple Mail Transfer Protocol,
ESMTP - Extended Simple Mail Transfer Protocol и
POP 3 - Post Office Protocol.
Кроме программы Outlook Express существует несколько распространенных программ-клиентов для работы с электронной почтой. Это, например:
Почтовый блок программы Netscape Navigator.
Каждая из этих программ делает практически то же самое, что и Outlook Express и обладает таким же интерфейсом.
Структура адреса электронной почты
Для того, чтобы абоненты могли обмениваться сообщениями через электронную почту, у каждого из них должен быть уникальный адрес. Структура адреса электронной почты (e-mail – адреса) имеет вид, приведенный в Таблице 1.4.
Таблица 1.4.
К большинству других прикладных ресурсов (к Web-страницам, к файлам на FTP-серверах и др.) можно обратиться по универсальному URL-адресу (о нем будет сказано позже). Электронная почта с точки зрения структуры адресов стоит особняком, e-mail–адреса отличаются от URL-адресов. Это связано с историческими причинами. Адреса e-mail появились значительно раньше URL-адресов.
Электронная почта через Web
Существует возможность использовать электронную почту в рамках прикладного ресурса World Wide Web по протоколу НТТР.
В Internet есть Web-серверы, работающие как почтовые серверы – Web / Mail серверы . На таких серверах формируются Web-страницы, выполняющие функции простых почтовых программ-клиентов. Загружая такую страницу, пользователь, по сути дела, загружает программу-клиент электронной почты, аналогичную программе Outlook Express, хотя и обладающую более скромными возможностями.
Если Пользователь 1 зарегистрировал почтовый ящик на Web/Mail сервере, а Пользователь 2 работает с электронной почтой стандартным образом – через Почтовый сервер 2 и протоколы POP 3 и ESMTP, то общение между такими пользователями происходит следующим образом (Рис. 1.8).
 |
При отправке сообщения от Пользователя 1 Пользователю 2 сообщение сначала пересылается на Web / Mail сервер по протоколу HTTP. Затем Web / Mail сервер осуществляет его отправку Почтовому серверу 2 по протоколу ESMTP. После получения сообщения Почтовым сервером 2 Пользователь 2 получает доступ к нему по протоколу POP 3. При отправке сообщения от Пользователя 2 Пользователю 1 реализуется обратный процесс: сначала сообщение отправляется Web / Mail серверу по протоколам POP 3 и ESMTP, после чего Пользователь 1 получает доступ к сообщению по протоколу HTTP.
Регистрация почтового ящика на Web / Mail серверах, как правило, бесплатна. Для того, чтобы зарегистрировать свой почтовый ящик в такой электронной почте, необходимо зайти на такой сервер по его адресу.
Главное преимущество Web-почты заключается в том, что обычная электронная почта доступна только с одного личного компьютера, подключенного к почтовому серверу провайдера через POP 3 - протокол. Web-почта доступна с любого компьютера, подключенного к Internet.
Среди недостатков Web-почты по сравнению с обычной почтой можно выделить следующие 3 недостатка.
1. Более скромный сервис, чем в специализированных почтовых клиентах типа Outlook Express.
2. Ограниченный объем почтового ящика, выделяемый каждому пользователю.
3. Менее надежная защита информации, чем на сервере провайдера или в локальной сети.
Тем не менее, Web-почта развивается весьма бурными темпами, и сейчас уровень сервиса и объем предоставляемых ресурсов у крупнейших поставщиков услуг Web-почты (например, у mail.ru) не уступают обычной почте. Уровень защиты Web-почты у таких поставщиков (включая антивирусную, антиспамовую и антихакерскую защиты) также неуклонно растет. Кроме того, развиваются технологии доступа к Web-почте с помощью почтовых программ-клиентов типа Outlook Express. Вполне возможно, что в ближайшем будущем Web-почта вытеснит традиционную электронную почту.
Ресурс WWW
Подавляющее число пользователей Internet работает с прикладным ресурсом World Wide Web (или сокращенно WWW), который по-русски называют Всемирной паутиной.
Ресурс WWW был разработан в Центре ядерных исследований в Женеве группой физиков. В его основу была положена технология обмена гипертекстом, разработанная английским физиком Тимом Бернером Ли, который за изобретение этой технологии был удостоен в 2004 г. премии "Выдающиеся достижения тысячелетия" (Millennium Technology Prize). Тима Бернера Ли иногда по ошибке называют создателем сети Internet. На самом деле он изобретатель одного из прикладных ресурсов сети Internet – Всемирной Паутины WWW. Впервые этот ресурс появился в Internet в 1990 г., а к концу 1994 г. практически завоевал Сеть, вытеснив все основные, использовавшиеся до этого, ресурсы.
Ресурс WWW основан на протоколе прикладного уровня HTTP - Hyper Text Transfer Protocol и на языке HTML - Hyper Text Markup Language. В его основе также лежат такие понятия, как: HTML-документ, гипертекст, Web-страница, сайт.
Рассмотрим основные определения и элементы ресурса WWW.
Гипертекстовый документ или HTML-документ – это файл, состоящий из фрагментов текста и элементов языка HTML.
Можно также сказать, что такой документ состоит из гипертекста. HTML -документ хранится в виде файла с расширением html или htm.
Гиперссылки могут быть внутренними (указывающими на объекты, расположенные на том же сервере или в той же локальной сети) или внешними (указывающими на объекты в других сетях). Впрочем, деление гиперссылок на внешние и внутренние в большой степени условно.
Web-страница – это HTML документ, который расположен вместе со своими внутренними ссылками на сервере Internet. Он может передаваться другим узлам Internet по протоколу HTTP.
Сайт – это блок из Web‑страниц, связанных между собой гиперссылками, содержащих информацию на определенную тему и принадлежащих одному владельцу.
Броузер – это программа-клиент прикладного уровня, основным назначением которой является запрос, получение и отображение Web-страниц. Примером программы-броузера является Internet Explorer.
World Wide Web (WWW ) – это прикладной ресурс Internet, работающий по протоколу HTTP. Данные в WWW представляются в виде совокупности Web-страниц и сайтов, связанных между собой гиперссылками.
Работа ресурса WWW осуществляется следующим образом.
Если загрузить какую-нибудь Web‑страницу в броузер, например в Internet Explorer, то отображение этой страницы появится на экране в виде текста и рисунков, причем некоторые фрагменты текста и/или элементы изображений будут гиперссылками - щелчок по ним приведет к загрузке другой страницы, которая также будет содержать свои гиперссылки и т.д. Таким образом, различные Web-страницы оказываются связанными между собой гиперссылками. Любая Web-страница может указывать на любую другую, независимо от того, где она находится - в той же сети, в другом городе или в другой стране. Из-за этого структура гипертекстовых связей между Web-страницами оказывается весьма хаотичной и запутанной (Рис. 1.9).
 |
Рис. 1.9. Структура гипертекстовых связей между Web-страницами
Изображенная на Рис. 1.9 структура ресурса WWW очень похожа на структуру самой сети Internet (Рис. 1.2). Сеть Internet состоит из миллионов связанных между собой компьютеров, причем связи эти весьма причудливы и хаотичны. Точно также WWW состоит из весьма хаотично связанных Web‑страниц. Однако, между этими структурами есть существенная разница. Сеть Internet состоит из компьютеров и других устройств, соединенных физическими связями (телефонными линиями, кабелями, эфирной связью и т.д.), а WWW состоит из Web-страниц, связанных логическими связями (гиперссылками). Структура логических связей не имеет никакого отношения к физической структуре сети.
Несмотря на указанную разницу, топологическое сходство между логической структурой WWW и физической структурой сети Internet обеспечивает очень органичное встраивание ресурса WWW в Internet. Этим, по-видимому, и объясняется такое бурное развитие ресурса WWW и ассимиляция им всех остальных ресурсов.
Структура URL - адреса
Для вызова элемента прикладного ресурса нужно обратиться к тому серверу, на котором этот элемент расположен. Сервер является узлом Internet, и к нему можно обратиться по доменному имени или IP-адресу. Однако указать только адрес сервера недостаточно. Предположим, например, что необходимо загрузить Web-страницу. В этом случае, кроме адреса Web-сервера необходимо указать, что это именно Web-страница, а не, например, файл, загружаемый по FTP протоколу. Кроме того, нужно указать, какую именно страницу из десятков или сотен тысяч Web-страниц, размещенных на этом сервере, необходимо загрузить. Возможно, также, что загрузить эту Web-страницу нужно в каком-либо особом режиме (например, в режиме быстрого просмотра, без графики, или в защищенном режиме, без активных компонентов). Это также необходимо указать.
Таким образом, для того, чтобы обратиться к элементу прикладного ресурса, необходимо указать адрес этого элемента, который может содержать большое количество разнообразной информации.
В Internet в основном используется универсальный формат адресов прикладных ресурсов, так называемый URL – Uniform Resource Locator.
Если пользователь знает URL-адрес информации, он может запросить необходимые данные у какой-либо сервисной системы. Обычно это WWW, но может быть и FTP, Gopher, WAIS и т.д.
Структура URL-адреса показана в следующей таблице (Таблица 1.5).
Не все компоненты URL-адреса являются обязательными, некоторые могут не задаваться - в этом случае используются значения таких компонент, установленные по умолчанию.
Таблица 1.5.
Первый компонент – протокол – указывает на прикладной ресурс, которому принадлежит запрашиваемый элемент. Например, протокол http указывает на ресурс WWW, протокол ftp указывает на ресурс FTP и т.д. Возможно также специальное значение file, которое соответствует файлу на том же локальном компьютере, или в той же локальной сети, где работает программа-клиент (а, следовательно, и пользователь, работающий с этой программой). Протокол, вообще говоря, должен быть задан в URL-адресе, однако, некоторые программы-клиенты (например, Internet Explorer) допускают отсутствие этого компонента, считая, что по умолчанию задан протокол http. Первый компонент URL-адреса отделяется от следующего компонента комбинацией из трех знаков - двоеточия и двух слешей:// .
Второй компонент URL-адреса задает узел Internet и должен присутствовать обязательно, если не задан протокол file. Если же задан протокол file, то компонент "узел" должен обязательно отсутствовать, т.к. протоколом уже определено, что узлом является текущий локальный компьютер.
Третий компонент – адрес порта - существенен, если на сервере есть несколько аппаратных портов (входных каналов) и необходимо указать через какой из них информация должна водиться. В настоящее время входной поток разделяется обычно не по аппаратным, а по программным каналам. В этом случае адрес порта просто дублирует содержащееся в первом элементе URL-адреса (в протоколе) указание на прикладную программу-сервер. Так что, как правило, этот компонент URL-адреса необязателен. Между адресом узла и адресом порта ставится двоеточие: .
Четвертый компонент – командная строка – указывает файл и какие-либо дополнительные параметры. Этот компонент является необязательным. Если в запросе, поступившем от программы-клиента, командная строка отсутствует, то программа-сервер отправляет файл, ссылка на который установлена по умолчанию. У Web-серверов это обычно файл с именем index.html, называемый заглавной страницей и содержащий каталог всей информации, находящейся на сервере.
Возможность опустить командную строку в URL-адресе часто позволяет обратиться к ресурсам, которые были перемещены или переименованы. Так, если вызывается URL-адрес несуществующего файла на сервере, то всегда можно сократить URL-адрес, убрав командную строку, и таким образом обратиться к заглавной странице сервера, а затем найти нужную информацию по каталогу.
Командная строка, как видно из таблицы, состоит из пути к файлу (полного имени файла) и параметров. Для разделения каталогов и подкаталогов (вложенных папок) используется слеш / , в отличие от аналогичной записи в OS Windows, где используется обратный слеш \ . Internet Explorer допускает любой из этих двух разделителей. Имя файла и параметры в командной строке разделяются знаком? . Для каждого параметра задается его имя и значение. Параметры отделяются друг от друга знаком & . Для присваивания параметру значения используется знак = . Если в параметре необходимо указать символы, код которых выходит за рамки основной кодовой таблицы ASCII, т.е. символы, коды которых не попадают в диапазон 32:127, то используется запись, состоящая из значка % и шестнадцатеричного значения кода символа.
Таким образом, в структуру URL-адреса могут входить 6 специальных символов: / , : , ? , & , = и % .
Примеры URL –адресов.
Http://www.ibm.com - обращение к заглавной странице сервера IBM.
Http://www.mfua.ru - обращение к заглавной странице сайта МФЮА.
Http://market.yandex.ru/search.xml?text=%EA%E8%E9&nl=0 - обращение к поисковой системе Яндекса для поиска товара "кий" ("EA", "E8" и "E9" - это шестнадцатеричные коды букв "к", "и", "й" соответственно.
Http://yandex.ru:8081 - то же, что и http://yandex.ru или http://yandex.ru/index.html.
Ftp://ftp.ipswitch.com/ipswitch/product_downloads - обращение к каталогу ftp-сервера.
Адрес электронной почты можно задать в формате URL, используя имя протокола mailto. В отличие от обычного формата URL-адреса двойной слеш после имени протокола не ставится. Запись выглядит следующим образом.
Mailto: Пользователь@почтовый сервер.
Компьютерные вирусы
Повышение ценности информации в современном мире, естественно, привело к появлению угрозы разрушения информации со стороны злоумышленников. Компьютерные данные могут быть:
1) рассекречены, т.е. доведены до сведения тех, кому они не были предназначены;
2) частично или полностью изменены вопреки желанию их владельца;
3) частично или полностью уничтожены, что сделает невозможной их дальнейшую обработку.
К проблеме третьего типа относится также нарушение идентификации пользователя путём удаления файлов, утраты или подмены пароля, преднамеренного разрушения жёсткого диска.
Иногда опасности для сохранения компьютерных данных связаны со случайными сбоями и нарушениями режима работы технических средств. Их называют случайными угрозами .
Нарушения функционирования компьютерных систем, связанные с преднамеренными действиями злоумышленников, называются умышленными угрозами .
Для реализации умышленных угроз могут применяться самые разнообразные средства: агентурная работа; визуальное наблюдение; перехват электромагнитного излучения, возникающего при работе; подслушивание телефонных переговоров; радиозакладки; физическое разрушение аппаратуры; несанкционированный доступ к информации.
Среди угроз случайного характера можно выделить:
1) ошибки операторов;
2) потери информации, вызванные её неправильным хранением;
3) случайные ошибки, повлёкшие уничтожение или изменение данных;
4) сбои и отказы аппаратных средств;
5) нарушения электропитания;
6) сбои в работе программных средств;
7) случайное заражение системы компьютерными вирусами.
Компьютерные вирусы существуют в самых разных видах, но единой классификации для них пока не создано.
Устоялось определение, согласно которому вирусом называют вредоносные программы, способные к саморазмножению , т. е. к созданию собственной копии и к внедрению её в тело файла пользователя или в системную область диска.
Программы или отдельные модули программ, которые могут нарушать целостность, доступность или конфиденциальность данных, называются программными закладками . Программные закладки делятся на программы-шпионы (Spy Ware) и логические бомбы . Программы-шпионы выполняют вредоносные функции до тех пор, пока присутствуют в компьютере. К ним относятся также программы Ad Ware, включающие дополнительный код и выводящие на экран «всплывающие окна» с рекламной информацией. Иногда они отслеживают личные данные пользователя (адреса электронной почты, выбор Web-сайтов, возраст и т.п.) для передачи в источник распространения Ad Ware.
Разновидность вируса, которая распространяется вместе с вложением к электронным письмам, называется почтовым червем (mail worms) . Распространяются эти вирусы по адресам рассылки, указанным в адресной книге пользователя. Некоторые черви способны генерировать текст отправляемого письма и наименование темы, а вирус прикрепляется к письму как вложение. За редким исключением черви не уничтожают локальные данные.
Одна из возможных классификаций вирусов включает следующие признаки для деления на классы.
- Среда обитания.
- Способ заражения.
- Разрушающие способности.
- Характеристики алгоритма вирусной программы.
По среде обитания вирусы делятся на загрузочные вирусы, файловые и сетевые.
Загрузочные вирусы инфицируют загрузочный (boot) сектор диска или сектор, в котором расположен системный загрузчик винчестера.
Файловые вирусы заражают файлы с расширением.com, .bat, .exe. Такие вирусы можно писать на языке Visual Basic Application, или в виде скриптов, входящих в HTML страницы (VBScript, Java Script). Их называют сценарными или скриптовыми.
Сетевые вирусы распространяются по компьютерным сетям и могут принудительно выполнять свой код на любом удалённом компьютере.
Возможны комбинированные варианты вирусов.
По способу заражения вирусы делятся на резидентные вирусы и нерезидентные.
Резидентный вирус инфицирует компьютер и вставляет в оперативную память резидентную часть, которая заражает те объекты, к которым обращается операционная система. Резидентные вирусы активны до выключения или перезагрузки компьютера. Макросы относятся к резидентным вирусам, так как присутствуют в памяти компьютера вместе с работающим приложением.
Нерезидентные вирусы не заражают оперативную память, не остаются в памяти после выполнения заражённой программы. Они активны ограниченное время и перед передачей управления исходной программе ищут незаражённый файл для внедрения.
По разрушающим способностям вирусы делятся на безвредные вирусы, неопасные, опасные и очень опасные.
Безвредные вирусы проявляются через уменьшение свободной памяти на диске.
Неопасные вирусы помимо влияния на память вызывают графические, звуковые и другие эффекты.
Опасные вирусы вызывают серьёзные нарушения в работе компьютера, уничтожают программы, данные, могут разрушить BIOS.
Очень опасные вирусы приводят к разнообразным разрушениям. Они включают: изменение данных в файлах; изменение данных, передаваемых через последовательные и параллельные порты; изменение адреса пересылки; переименование файлов; форматирование части или всего жёсткого диска; уничтожение, изменение, перемещение загрузочного сектора диска; снижение производительности системы; отказы типа блокирования клавиатуры; блокирование загрузки программы с защищенной от записи дискеты и т.п.
Алгоритмы работы программы вируса можно разделить на следующие разновидности:
1) с использованием стеллс-алгоритмов;
2) с включением самошифрования и полиморфизма;
3) с применением нестандартных приёмов.
Программы-шпионы внедряются через файлы аналогично вирусам.
Часто они сопровождают дистрибутивы полезных программ и устанавливаются на компьютер с соблюдением всех существующих правил. Антишпионские базы данных содержат сведения о более чем 300 Spy Ware.
Среди сетевых программ-шпионов наиболее вредоносны бекдоры (Backdoor) , управляющие компьютером на расстоянии. Они изменяют параметры рабочего стола, права доступа пользователей, удаляют и устанавливают программные средства и т.п.
Для защиты от вредоносных программ создаются программы контроля целостности данных, антивирусные программы, средства контроля и разграничения доступа, средства сетевой защиты, криптографической защиты, программы для работы с жёсткими дисками и сменными носителями, имеющие защитные функции.
За время борьбы с вредоносными программами создано большое количество антивирусных средств. Они значительно различаются и по цене, и по выполняемым функциям. Рассмотрим наиболее интересные с точки зрения индивидуального пользователя антивирусные программы. К наиболее эффективным антивирусным пакетам можно отнести Doctor Web (компания «Диалог-Наука»), антивирус Касперского AVP («Лаборатория Касперского»), Norton AntiVirus (корпорация Symantec), McAfeeVirus Scan (компания Network Associates), Panda Antivirus.
Среди алгоритмов, основанных на современных технологиях выявления и нейтрализации компьютерных вирусов, можно выделить сканеры, мониторы, ревизоры изменений, иммунизаторы, поведенческие блокираторы.
Антивирусные сканеры просматривают оперативную память, загрузочные секторы дисков и файлы, разыскивая уникальные программные коды вирусов (вирусные маски). Возможности этих алгоритмов ограничены тем, что они выявляют только известные коды вирусов и не способны бороться с полиморфными вирусами, которые изменяют свой код при копировании.
Мониторы имеют тот же образ действия, что и сканеры. Работают как резидентные программы. Они позволяют избежать запуска заражённых программ и предотвратить распространение вируса. Обычно мониторы устанавливаются в процессе инсталляции антивирусного пакета. Они лечат файл, перемещают заражённые файлы в «карантин» или удаляют согласно начальным настройкам. Мониторы специализируются как файловые, мониторы почтовых программ, мониторы специальных приложений.
Ревизоры изменений выполняют контрольные вычисления, называемые контрольными свёртками (CRC), для файлов, системных секторов и системного реестра. Эти значения сохраняются в базе данных и сравниваются при следующем запуске программы с текущими значениями. Лечение основано на представлении об исходном файле. Любые отклонения от исходного файла выявляются при проверке. Ревизоры не определяют вирусы в новых файлах до определения CRC и не выявляют вирусы в момент появления до заражения файлов компьютера.
Иммунизаторы или вакцины делятся на информирующие вакцины и блокирующие. Информирующие вакцины записываются в конце файла и проверяют при запуске, не изменился ли файл. Вирусы-невидимки они не выявляют. Блокирующие иммунизаторы добавляют в файл метки, определённые для известных вирусов. При появлении вируса файл не заражается, т.к. вирус считает его заражённым. Большого распространения иммунизаторы не получили.
Поведенческие блокираторы выполняют эвристический анализ программ на основе базы знаний. Их можно применять как против вирусов, так и против программ-шпионов. Удаление вирусов они не выполняют и должны сопровождаться антивирусным сканированием для уничтожения выявленных вирусов.
Работа в сети и интенсивное использование Internet-а повышают опасность заражения компьютера. Среди средств сетевой защиты наибольшее внимание уделяется предупредительным средствам, т.е. препятствующим инфицированию компьютера. Они делятся на межсетевые экраны, системы обнаружения атак, сетевые сканеры, «антиспамеры».
Межсетевые экраны или брандмауэры (fire wall ) представляют собой аппаратно-программную систему, разбивающую вычислительную сеть на части и устанавливающую жёсткие правила прохождения информационных пакетов из одной части в другую.
В состав Windows XP входит персональный брандмауэр ICF (Internet Connection Firewall), предназначенный для защиты отдельного компьютера. Он позволяет настроить параметры защиты для каждого сетевого подключения в отдельности. Для включения функционирования ICF необходимо в меню Пуск выбрать через пункт Настройка/Сетевые подключения нужное сетевое подключение, щёлкнуть на его имени правой кнопкой мыши. В контекстном меню подключения выбрать пункт Свойства . Перейти на вкладку Дополнительно и включить опцию «Защитить моё подключение к Internet-у».
Включённый межсетевой экран проверяет пакеты на соответствие записям в Nat-таблице потоков (Network Address Translation). Пакет пропускается, если задано разрешение. Список разрешений можно открыть через окно настроек на вкладке Параметры . Затем необходимо нажать на кнопку ICMP. В других персональных брандмауэрах можно найти и другие возможности. Например, брандмауэр Agnitum Outpost Firewall (Agnitum Ltd.) контролирует входящий и исходящий трафики на основе правил, заданных заранее или установленных в процессе обучения. Он способен работать в режиме невидимки (Stealth), блокировать загружаемые Web-страницы по HTML коду, блокировать загружаемые Web-сайты по адресам, блокировать активные элементы Web-страниц, такие как сценарии, Java-апплеты, элементы ActivX, запоминать серверы DNS для ускорения запуска Web-страниц при последующем подключении.
Системы обнаружения атак (IDE – Intrusion Detection System ) обнаруживают некорректную деятельность, выраженную в увеличении интенсивности поступления пакетов данных, поступающих извне или циркулирующих в локальной сети. Основная цель таких атак обычно скрыта. Это может быть исчерпание ресурсов, приводящее к тому, что атакуемый компьютер перестаёт обслуживать обычные запросы (DoS – Denied of Service), поиск незащищённых точек входа в систему, анализ сетевого трафика и т.п.
Для обнаружения атак выявляют аномальное поведение (anomaly detection) или злоупотребления (misuse detection), которые определяют в виде шаблонов по описанию в сетевом трафике или журнале регистрации.
В составе брандмауэров присутствуют модули, выполняющие обнаружение атак. Например, в Agnitum Outpost Firewall функционирует модуль Детектор атак, который обнаруживает атаки. Существует, кроме того, ряд специализированных пакетов.
Сетевые сканеры просматривают узлы в сети и формируют рекомендации по изменению параметров защиты. При обнаружении незарегистрированных устройств сообщают администратору сети.
«Антиспамеры » фильтруют сообщения, поступающие по электронной почте, для отсечения писем, исходящих с серверов, замеченных в распространении спама.
Тема 2. Работа с браузером
Начало работы в Internet
После установления связи пользовательского компьютера с сетью Internet любым из перечисленных выше способов, для путешествия по Internet необходимо запустить специальную клиентскую программу-проводник. Эти программы называют броузерами (от англ. browse – листать, просматривать) или обозревателями. Наиболее широко распространены броузеры Netscape Communicator , Microsoft Internet Explorer , Opera , Firefox , Mozilla . Эти программы разработаны фирмами-конкурентами, но имеют много общего.
Броузеры позволяют просматривать гипертексты, получаемые из Internet по указанным пользователем адресам. Гипертекст, как было сказано ранее, – это текст, содержащий гиперссылки. Попадая на гиперссылку, указатель мыши превращается в изображение кисти руки человека с вытянутым указательным пальцем.
Гипертекстовое содержимое WWW создается с помощью языка разметки гипертекстовых документов – HTML (HyperText Markup Language).
Окно броузера содержит ряд кнопок, приведённых в Таблице 2.1. Пример окна броузера показан на Рис. 2.2.
Полезную информацию при работе с броузером пользователь может получить из строки состояния, которая находится в нижней части окна. Профессиональная работа с Netscape Communicator и Internet Explorer обязательно включает в себя умение разбираться в надписях, появляющихся на этой строке. В процессе работы с Интернетом в строку состояния периодически выводятся сообщения об адресах источников информации, режиме ожидания, готовности запрошенного документа и ряд других полезных сведений.
Таблица 2.1.
| Кнопка | Название, назначение |
| 1 | «Назад » и «Впере д» – позволяют перемещаться по просмотренным документам. |
| 2 | «Обновить » – дает возможность пользователю повторить попытку получения документа. |
| 3 | «Домой » – возвращает пользователя на страницу браузера, зарегистрированную как стартовую при загрузке браузера. |
| 4 | «Поиск » - открывает стандартное окно в Windows для поиска текстовой строки в текущем документе. |
| 5 | «Печать » – позволяет напечатать текущую страницу на принтере. |
| 6 | «Избранное » – позволяет перейти к создаваемому пользователем списку адресов. |
| 7 | «Журнал » – дает возможность просмотреть список ссылок на те страницы, которые были просмотрены ранее и быстро перейти на любую страницу. |
| 8 | «Останов » (или клавиша ESC) – прерывает загрузку документа. |
Для изменения начальной страницы необходимо найти страницу, которая станет начальной. Затем вызвать последовательно Меню à Сервис à Свойства обозревателя . В окне Свойства обозревателя щелкнуть по вкладке Общие .В разделе Домашняя страница щелкнуть по кнопке С текущей . Адрес, который был в окне, изменится на адрес отображаемой страницы. Затем нажать кнопку ОК .
Меню любого Web-броузера и, в частности, Internet Explorer-а содержит раздел Справка . При вызове справки Internet Explorer-а появляется диалоговая панель, разделённая на две части. В левой части предусмотрены 3 кнопки: Содержание , Указатель , Поиск . После нажатия на кнопку Содержание появляется список, в котором перечислены все разделы справочного файла.
В правой части диалоговой панели отображается содержание раздела справки с подробными пояснениями и необходимыми гиперссылками.
После нажатия на кнопку Указатель в левой части диалоговой панели появляется перечень основных действий, для которых в справке предусмотрены пояснения.
После нажатия на кнопку Поиск в левой части диалоговой панели появляется окно для ввода ключевых слов. После ввода ключевых слов можно нажать на кнопку Разделы , и в нижнем окне левой части диалоговой панели появляется список разделов Справки , в которых встречаются указанные ключевые слова. После выбора раздела и нажатия на кнопку Показать в правой части диалоговой панели появляется содержание выбранного раздела справки.
При необходимости в разделе Меню Вид можно изменить параметры просмотра Web-страницы. При искажении текста необходимо выбрать строку Кодировка . Появится перечень возможных вариантов кодировок. Для русскоязычных страниц выбирается Кириллица (Windows) , для Web-страниц, созданных на других языках, выбираются другие варианты. В строке Размер шрифта можно установить размер шрифта на странице от Самый крупный до Самый мелкий . Строка Во весь экран позволяет убрать панели инструментов и увеличить размер изображения. Строка Просмотр HTML-кода демонстрирует текст страницы в исходном виде (на языке HTML).
Объем Web-страницы (в байтах) определяется в первую очередь графическими и другими мультимедийными элементами. Если страница содержит много таких элементов, то на ее загрузку будет тратиться много времени и расходоваться большой объем трафика. Для уменьшения времени загрузки и экономии объема трафика можно отказаться от загрузки графических элементов. Для этого необходимо в Меню выбрать Свойства обозревателя à Дополнительно . В окне Параметры убрать флажок Отображать рисунки и нажать OK . Аналогично можно отключить загрузку звуковых элементов (убрать флажок Воспроизводить звуки на Веб-страницах ) и видеоклипов (убрать флажок Воспроизводить видео на Веб-страницах ).
Лабораторная работа №16
Задание: создать и настроить учётную запись на Outlook.
Контрольные вопросы
1. Основные протоколы, используемые в электронной почте.
SMTP (англ. Simple Mail Transfer Protocol - простой протокол передачи почты) - это широко используемый сетевой протокол, предназначенный для передачи электронной почты в сетях TCP/IP.
POP3 (англ. Post Office Protocol Version 3 - протокол почтового отделения, версия 3) - стандартный Интернет-протокол прикладного уровня, используемый клиентами электронной почты для получения почты с удаленного сервера по TCP/IP-соединению.
IMAP (англ. Internet Message Access Protocol) - протокол прикладного уровня для доступа к электронной почте.
2. В чем состоит отличие РОР2 от РОРЗ?
У РОР2 и РОРЗ разные номера портов протокола.
РОР2 определен в документе RFC 937 (Post Office Protocol-Version 2, Butler, et al, 1985), a РОРЗ - в RFC 1225 (Post Office Protocol-Version 3, Rose, 1991).
3. Что такое APOP?
APOP расширяет возможности POP3 (протокол получения электронных сообщений через Интернет) путем использования метода проверки подлинности, при котором пароль шифруется при получении клиентом сообщений электронной почты.
4. Отличия РОР и IMAP
Почтовый протокол POP3 используется только для загрузки новых сообщений с почтового сервера. Он позволяет почтовому клиенту подключиться к серверу лишь на период времени, который требуется для загрузки сообщений.
Не допускается одновременное подключение нескольких почтовых клиентов к определенному ящику (разрешено только одно подключение).
При использовании почтового протокола IMAP соединение не разрывается до тех пор, пока ведется работа с ящиком в почтовой программе; загрузка сообщений с сервера производится только по запросу почтового клиента.
Разрешен одновременный доступ нескольких почтовых клиентов к ящику, причем каждый из них может отслеживать изменения, производимые другими подключенными клиентами, а также статус всех сообщений (прочитано, отправлен ответ, удалено).
5. Самый современный протокол эл.почты
IMAP - это самый новый, и поэтому менее популярный протокол чтения электронной почты.
Протокол позволяющий просматривать почту без предварительной загрузки?
IMAP позволяет работать с сообщениями электронной почты без их предварительной загрузки на компьютер получателя
Протокол наиболее удобный в использовании?
6. Схема отправки/получения электронного сообщения?
В качестве одного из элементов электронной почты, почтовый ящик представляет собой обычный каталог файловой системы (папку), а электронные письма ‑ файлы данных, находящиеся в данном каталоге. Естественно, вся технология приема и передачи электронных писем подчиняется определенным правилам, задаваемым протоколами и форматами данных. На стороне клиента (отправителя и получателя) используется специальное программное обеспечение ‑ почтовый клиент, в качестве которого может использоваться, например, Microsoft Outlook для Windows или Mozilla Thunderbird для Linux. Даже если вы работаете со своим почтовым ящиком через веб-интерфейс (подключаясь к сайту, например mail.ru), то вы все равно используете почтовое клиентское программное обеспечение, выполняющееся в среде сервера. Почтовые серверы и почтовые клиенты, независимо от того, на каком оборудовании, и с каким программным обеспечением, они работают, реализуют, как минимум два прикладных протокола, без которых невозможен обмен почтой. Один из них служит для передачи электронных писем ‑ это протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol, простой протокол передачи почты), второй служит для приема POP3 (Post Office Protocol ver 3, протокол почтового офиса). Оба протокола на прикладном уровне реализованы в виде обмена текстовыми сообщениями в кодировке ASCII, т.е. являются телнетоподобными (telnet-like) протоколами.
7. Что такое MIME?
MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions - многоцелевые расширения интернет-почты) - стандарт, описывающий передачу различных типов данных по электронной почте, а также, в общем случае, спецификация для кодирования информации и форматирования сообщений таким образом, чтобы их можно было пересылать по Интернету.
MIME определяет механизмы для передачи разного рода информации внутри текстовых данных (в частности, с помощью электронной почты), а именно: текст на языках, для которых используются кодировки, отличные от ASCII, и нетекстовые данные, такие, как картинки, музыка, фильмы и программы. MIME является также фундаментальным компонентом коммуникационных протоколов, таких, как HTTP, которым нужно, чтобы данные передавались в контексте сообщений, подобных e-mail, даже если данные реально не являются e-mail.
MIME определяет набор e-mail-заголовков для определения дополнительных атрибутов сообщения, включая тип контента, и определяет множество кодировок, которые могут быть использованы для представления 8-битных бинарных данных с помощью символов из 7-битного ASCII. MIME также определяет правила для кодирования символов из Extended ASCII (с кодами 128-255) в заголовках e-mail-сообщения, таких, как Subject:.
8. Отличие бесплатных почтовых серверов от платных?
Преимущества платного почтового сервера:
В пункте требований безопасности платных почтовых сервисов есть опциональный подпункт о том, чтобы даже спецслужбы не могут потребовать для себя преференции в чтении писем пользователей.
Надежность самой системы. Всем известны внезапные «падения» почтовых серверов Google или Яндекс, недоступность вашей почты в течение продолжительного периода времени, да и, кроме того, власти вполне могут вдруг ограничить доступ к тому или иному популярному сервису «случайно» на неизвестное время и миллионы пользователей останутся ни с чем.
Протоколы Интернет прикладного уровня
Самый верхний уровень в иерархии протоколов Интернет занимают следующие протоколы прикладного уровня:
- DNS - распределенная система доменных имен, которая по запросу, содержащему доменное имя хоста сообщает IP адрес;
- HTTP - протокол передачи гипертекста в Интернет;
- HTTPS - расширение протокола HTTP, поддерживающее шифрование;
- FTP (File Transfer Protocol - RFC 959) - протокол, предназначенный для передачи файлов в компьютерных сетях;
- Telnet (TELecommunication NETwork - RFC 854) - сетевой протокол для реализации текстового интерфейса по сети;
- SSH (Secure Shell - RFC 4251) - протокол прикладного, позволяющий производить удаленное управление операционной системой и передачу файлов. В отличие от Telnet шифрует весь трафик;
- POP3 – протокол почтового клиента, который используется почтовым клиентом для получения сообщений электронной почты с сервера;
- IMAP - протокол доступа к электронной почте в Интернет;
- SMTP – протокол, который используется для отправки почты от пользователей к серверам и между серверами для дальнейшей пересылки к получателю;
- LDAP - протокол для доступа к службе каталогов X.500, является широко используемым стандартом доступа к службам каталогов;
- XMPP (Jabber) - основанный на XML расширяемый протокол для мгновенного обмена сообщениями в почти реальном времени;
- SNMP - базовый протокол управления сети Internet.
Рассмотрим более подробно некоторые из этих протоколов.
FTP позволяет подключаться к серверам FTP, просматривать содержимое каталогов и загружать файлы с сервера или на сервер; кроме того, возможен режим передачи файлов между серверам; FTP позволяет обмениваться файлами и выполнять операции над ними через TCP-сети. Данный протокол работает независимо от операционных систем. Исторически протокол FTP предложил открытую функциональность, обеспечивая прозрачный перенос файлов с одного компьютера на другой по сети. Это не так тривиально, как может показаться, так как у разнотипных компьютеров могут различаться размеры слов, биты в словах могут храниться в неодинаковом порядке или использоваться разные форматы слов.
- Telnet
Название "telnet" имеют также некоторые утилиты, реализующие клиентскую часть протокола. Протокол telnet работает в соответствии с принципами архитектуры "клиент-сервер" и обеспечивает эмуляцию алфавитно-цифрового терминала, ограничивая пользователя режимом командной строки. Приложение telnet предоставило язык для общения терминалов с удаленными компьютерами. Когда появилась сеть ARPANET, для каждой компьютерной системы требовались собственные терминалы. Приложение telnet стало общим знаменателем для терминалов. Достаточно было написать для каждого компьютера программное обеспечение, поддерживающее "терминал telnet ", чтобы один терминал мог взаимодействовать с компьютерами всех типов.
Сходен по функциональности с протоколами telnet и rlogin, но, в отличие от них, шифрует весь трафик, включая и передаваемые пароли. SSH-клиенты и SSH-серверы имеются для большинства операционных систем.
- Почтовые протоколы .
Хотя telnet и FTP были (и остаются) полезными, первым приложением, совершившим переворот в сознании пользователей компьютеров сети ARPANET, стала электронная почта. До сети ARPANET существовали системы электронной почты, но все они были однокомпьютерными системами. В 1972 г. Рэй Томлинсон (Ray Tomlinson) из компании BBN написал первый пакет, предоставляющий распределенные почтовые услуги в компьютерной сети из нескольких компьютеров. Уже к 1973 г. исследования управления ARPA показали, что три четверти всего трафика сети ARPANET составляла электронная почта. Польза электронной почты оказалась столь велика, что все больше пользователей стремилось подключиться к сети ARPANET, в результате чего возрастала потребность в добавлении новых узлов и использовании высокоскоростных линий. Таким образом, появилась тенденция, сохраняющаяся и по сей день.
- POP3 (Post Office Protocol Version 3 - RFC 1939) - протокол, который используется почтовым клиентом для получения сообщений электронной почты с почтового сервера;
- IMAP (Internet Message Access Protocol - RFC 3501) - протокол доступа к электронной почте. Аналогичен POP3, однако предоставляет пользователю богатые возможности для работы с почтовыми ящиками, находящимися на центральном сервере. Электронными письмами можно манипулировать с компьютера пользователя (клиента) без необходимости постоянной пересылки с сервера и обратно файлов с полным содержанием писем.
- SMTP (Simple Mail Transfer Protocol - RFC 2821) - протокол, предназначенный для передачи электронной почты. Используется для отправки почты от пользователей к серверам и между серверами для дальнейшей пересылки к получателю. Для приема почты почтовый клиент должен использовать протоколы POP3 или IMAP.
Базовым протоколом сети гипертекстовых ресурсов Веб является протокол HTTP. В его основу положено взаимодействие "клиент-сервер ", то есть предполагается, что:
- Потребитель-клиент инициировав соединение с поставщиком-сервером посылает ему запрос;
- Поставщик-сервер , получив запрос, производит необходимые действия и возвращает обратно клиенту ответ с результатом.
При этом возможны два способа организации работы компьютера-клиента:
- Тонкий клиент - это компьютер-клиент, который переносит все задачи по обработке информации на сервер. Примером тонкого клиента может служить компьютер с браузером, использующийся для работы с веб-приложениями.
- Толстый клиент , напротив, производит обработку информации независимо от сервера , использует последний в основном лишь для хранения данных.
Прежде чем перейти к конкретным клиент-серверным веб-технологиям, рассмотрим основные принципы и структуру базового протокола HTTP.
Протокол HTTP
HTTP (HyperText Transfer Protocol - RFC 1945, RFC 2616) - протокол прикладного уровня для передачи гипертекста.
Центральным объектом в HTTP является ресурс , на который указывает URI в запросе клиента. Обычно такими ресурсами являются хранящиеся на сервере файлы. Особенностью протокола HTTP является возможность указать в запросе и ответе способ представления одного и того же ресурса по различным параметрам: формату, кодировке, языку и т. д. Именно благодаря возможности указания способа кодирования сообщения клиент и сервер могут обмениваться двоичными данными, хотя изначально данный протокол предназначен для передачи символьной информации. На первый взгляд это может показаться излишней тратой ресурсов. Действительно, данные в символьном виде занимают больше памяти, сообщения создают дополнительную нагрузку на каналы связи, однако подобный формат имеет много преимуществ. Сообщения, передаваемые по сети, удобочитаемы, и, проанализировав полученные данные, системный администратор может легко найти ошибку и устранить ее. При необходимости роль одного из взаимодействующих приложений может выполнять человек, вручную вводя сообщения в требуемом формате.
В отличие от многих других протоколов, HTTP является протоколом без памяти. Это означает, что протокол не хранит информацию о предыдущих запросах клиентов и ответах сервера. Компоненты, использующие HTTP, могут самостоятельно осуществлять сохранение информации о состоянии, связанной с последними запросами и ответами. Например, клиентское веб-приложение, посылающее запросы, может отслеживать задержки ответов, а веб-сервер может хранить IP-адреса и заголовки запросов последних клиентов.
Все программное обеспечение для работы с протоколом HTTP разделяется на три основные категории:
- Серверы - поставщики услуг хранения и обработки информации (обработка запросов).
- Клиенты - конечные потребители услуг сервера (отправка запросов).
- Прокси-серверы для поддержки работы транспортных служб.
Основными клиентами являются браузеры например: InternetExplorer, Opera, MozillaFirefox, NetscapeNavigator и другие. Наиболее популярными реализациями веб-серверов являются: InternetInformationServices (IIS), Apache, lighttpd, nginx. Наиболее известные реализации прокси-серверов: Squid, UserGate, Multiproxy, Naviscope.
"Классическая" схема HTTP-сеанса выглядит так.
- Установление TCP-соединения.
- Запрос клиента.
- Ответ сервера.
- Разрыв TCP-соединения.
Таким образом, клиент посылает серверу запрос, получает от него ответ, после чего взаимодействие прекращается. Обычно запрос клиента представляет собой требование передать HTML-документ или какой-нибудь другой ресурс, а ответ сервера содержит код этого ресурса.
В состав HTTP-запроса, передаваемого клиентом серверу, входят следующие компоненты.
- Строка состояния (иногда для ее обозначения используют также термины строка-статус, или строка запроса).
- Поля заголовка.
- Пустая строка.
- Тело запроса.
Строку состояния вместе с полями заголовка иногда называют также заголовком запроса .
Рис. 2.1. Структура запроса клиента.
Строка состояния имеет следующий формат:
метод_запроса URL_pecypca версия_протокола_НТТР
Рассмотрим компоненты строки состояния, при этом особое внимание уделим методам запроса.
Метод , указанный в строке состояния, определяет способ воздействия на ресурс, URL которого задан в той же строке. Метод может принимать значения GET, POST, HEAD, PUT, DELETE и т.д. Несмотря на обилие методов, для веб-программиста по-настоящему важны лишь два из них: GET и POST.
- GET. Согласно формальному определению, метод GET предназначается для получения ресурса с указанным URL. Получив запрос GET, сервер должен прочитать указанный ресурс и включить код ресурса в состав ответа клиенту. Ресурс, URL которого передается в составе запроса, не обязательно должен представлять собой HTML-страницу, файл с изображением или другие данные. URL ресурса может указывать на исполняемый код программы, который, при соблюдении определенных условий, должен быть запущен на сервере. В этом случае клиенту возвращается не код программы, а данные, сгенерированные в процессе ее выполнения. Несмотря на то что, по определению, метод GET предназначен для получения информации, он может применяться и в других целях. Метод GET вполне подходит для передачи небольших фрагментов данных на сервер.
- POST. Согласно тому же формальному определению, основное назначение метода POST - передача данных на сервер. Однако, подобно методу GET, метод POST может применяться по-разному и нередко используется для получения информации с сервера. Как и в случае с методом GET, URL, заданный в строке состояния, указывает на конкретный ресурс. Метод POST также может использоваться для запуска процесса.
- Методы HEAD и PUT являются модификациями методов GET и POST.
Версия протокола HTTP, как правило, задается в следующем формате:
HTTP/версия.модификация
Поля заголовка , следующие за строкой состояния, позволяют уточнять запрос, т.е. передавать серверу дополнительную информацию. Поле заголовка имеет следующий формат:
Имя_поля: Значение
Назначение поля определяется его именем, которое отделяется от значения двоеточием.
Имена некоторых наиболее часто встречающихся в запросе клиента полей заголовка и их назначение приведены в таблице 2.1 .
| Таблица 2.1. Поля заголовка запроса HTTP. | |
| Поля заголовка HTTP-запроса | Значение |
| Host | Доменное имя или IP-адрес узла, к которому обращается клиент |
| Referer | URL документа, который ссылается на ресурс, указанный в строке состояния |
| From | Адрес электронной почты пользователя, работающего с клиентом |
| Accept | MIME-типы данных, обрабатываемых клиентом. Это поле может иметь несколько значений, отделяемых одно от другого запятыми. Часто поле заголовка Accept используется для того, чтобы сообщить серверу о том, какие типы графических файлов поддерживает клиент |
| Accept-Language | Набор двухсимвольных идентификаторов, разделенных запятыми, которые обозначают языки, поддерживаемые клиентом |
| Accept-Charset | Перечень поддерживаемых наборов символов |
| Content-Type | MIME-тип данных, содержащихся в теле запроса (если запрос не состоит из одного заголовка) |
| Content-Length | Число символов, содержащихся в теле запроса (если запрос не состоит из одного заголовка) |
| Range | Присутствует в том случае, если клиент запрашивает не весь документ, а лишь его часть |
| Connection | Используется для управления TCP-соединением. Если в поле содержится Close, это означает, что после обработки запроса сервер должен закрыть соединение. Значение Keep-Alive предлагает не закрывать TCP-соединение, чтобы оно могло быть использовано для последующих запросов |
| User-Agent | Информация о клиенте |
Во многих случаях при работе в Веб тело запроса отсутствует. При запуске CGI-сценариев данные, передаваемые для них в запросе, могут размещаться в теле запроса.
Ниже представлен пример HTML-запроса, сгенерированного браузером
GET http://oak.oakland.edu/ HTTP/1.0
Connection: Keep-Alive
User-Agent: Mozilla/4.04 (Win95; I)
Host: oak.oakland.edu
Accept: image/gif, image/x-xbitmap, image/jpeg, image/pjpeg, image/png, */*
Accept-Language: en
Accept-Charset: iso-8859-l,*,utf-8
Получив от клиента запрос, сервер должен ответить ему. Знание структуры ответа сервера необходимо разработчику веб-приложений, так как программы, которые выполняются на сервере, должны самостоятельно формировать ответ клиенту.
Подобно запросу клиента, ответ сервера также состоит из четырех перечисленных ниже компонентов.
- Строка состояния.
- Поля заголовка.
- Пустая строка.
- Тело ответа.
Ответ сервера клиенту начинается со строки состояния, которая имеет следующий формат:
Версия_протокола Код_ответа Пояснительное_сообщение
- Версия_протокола задается в том же формате, что и в запросе клиента, и имеет тот же смысл.
- Код_ответа - это трехзначное десятичное число, представляющее в закодированном виде результат обслуживания запроса сервером .
- Пояснительное_сообщение дублирует код ответа в символьном виде. Это строка символов, которая не обрабатывается клиентом. Она предназначена для системного администратора или оператора, занимающегося обслуживанием системы, и является расшифровкой кода ответа.
Из трех цифр, составляющих код ответа, первая (старшая) определяет класс ответа, остальные две представляют собой номер ответа внутри класса. Так, например, если запрос был обработан успешно, клиент получает следующее сообщение:
HТТР/1.0 200 ОК
Как видно, за версией протокола HTTP 1.0 следует код 200. В этом коде символ 2 означает успешную обработку запроса клиента, а остальные две цифры (00) - номер данного сообщения.
В используемых в настоящее время реализациях протокола HTTP первая цифра не может быть больше 5 и определяет следующие классы ответов.
- 1 - специальный класс сообщений, называемых информационными. Код ответа, начинающийся с 1, означает, что сервер продолжает обработку запроса. При обмене данными между HTTP-клиентом и HTTP-сервером сообщения этого класса используются достаточно редко.
- 2 - успешная обработка запроса клиента.
- 3 - перенаправление запроса. Чтобы запрос был обслужен, необходимо предпринять дополнительные действия.
- 4 - ошибка клиента. Как правило, код ответа, начинающийся с цифры 4, возвращается в том случае, если в запросе клиента встретилась синтаксическая ошибка.
- 5 - ошибка сервера. По тем или иным причинам сервер не в состоянии выполнить запрос.
Примеры кодов ответов, которые клиент может получить от сервера, и поясняющие сообщения приведены в таблице 2.2 .
| Таблица 2.2. Классы кодов ответа сервера. | ||
| Код | Расшифровка | Интерпретация |
| Continue | Часть запроса принята, и сервер ожидает от клиента продолжения запроса | |
| OK | Запрос успешно обработан, и в ответе клиента передаются данные, указанные в запросе | |
| Created | В результате обработки запроса был создан новый ресурс | |
| Accepted | Запрос принят сервером, но обработка его не окончена. Данный код ответа не гарантирует, что запрос будет обработан без ошибок. | |
| Partial Content | Сервер возвращает часть ресурса в ответ на запрос, содержавший поле заголовка Range | |
| Multiple Choice | Запрос указывает более чем на один ресурс. В теле ответа могут содержаться указания на то, как правильно идентифицировать запрашиваемый ресурс | |
| Moved Permanently | Затребованный ресурс больше не располагается на сервере | |
| Moved Temporarily | Затребованный ресурс временно изменил свой адрес | |
| Bad Request | В запросе клиента обнаружена синтаксическая ошибка | |
| Forbidden | Имеющийся на сервере ресурс недоступен для данного пользователя | |
| Not Found | Ресурс, указанный клиентом, на сервере отсутствует | |
| Method Not Allowed | Сервер не поддерживает метод, указанный в запросе | |
| Internal Server Error | Один из компонентов сервера работает некорректно | |
| Not Implemented | Функциональных возможностей сервера недостаточно, чтобы выполнить запрос клиента | |
| Service Unavailable | Служба временно недоступна | |
| HTTP Version not Supported | Версия HTTP, указанная в запросе, не поддерживается сервером |
В ответе используется такая же структура полей заголовка, как и в запросе клиента. Поля заголовка предназначены для того, чтобы уточнить ответ сервера клиенту. Описание некоторых из полей, которые можно встретить в заголовке ответа сервера, приведено в таблице 2.3 .
| Таблица 2.3. Поля заголовка ответа веб-сервера. | |
| Имя поля | Описание содержимого |
| Server | Имя и номер версии сервера |
| Age | Время в секундах, прошедшее с момента создания ресурса |
| Allow | Список методов, допустимых для данного ресурса |
| Content-Language | Языки, которые должен поддерживать клиент для того, чтобы корректно отобразить передаваемый ресурс |
| Content-Type | MIME-тип данных, содержащихся в теле ответа сервера |
| Content-Length | Число символов, содержащихся в теле ответа сервера |
| Last-Modified | Дата и время последнего изменения ресурса |
| Date | Дата и время, определяющие момент генерации ответа |
| Expires | Дата и время, определяющие момент, после которого информация, переданная клиенту, считается устаревшей |
| Location | В этом поле указывается реальное расположение ресурса. Оно используется для перенаправления запроса |
| Cache-Control | Директивы управления кэшированием. Например, no- cache означает, что данные не должны кэшироваться |
В теле ответа содержится код ресурса, передаваемого клиенту в ответ на запрос. Это не обязательно должен быть HTML-текст веб-страницы. В составе ответа могут передаваться изображение, аудио-файл, фрагмент видеоинформации, а также любой другой тип данных, поддерживаемых клиентом. О том, как следует обрабатывать полученный ресурс, клиенту сообщает содержимое поля заголовка Content- type.
Ниже представлен пример ответа сервера на запрос, приведенный в предыдущем разделе. В теле ответа содержится исходный текст HTML-документа.
Server: Microsoft-IIS/5.1
X-Powered-By: ASP.NET
Content-Type: text/html
Accept-Ranges: bytes
ETag: "b66a667f948c92:8a5"
Content-Length: 426