Základy elektronickej pošty v TCP/IP (1)

Najpopulárnejšou službou dnešných počítačových sietí je bezpochyby elektronická pošta, ktorá priťahuje stále vi...


Najpopulárnejšou službou dnešných počítačových sietí je bezpochyby elektronická
pošta, ktorá priťahuje stále viacej a viacej užívateíov. Aj keď ide o službu,
ktorá mÖže byť v sieťach rÖzneho typu implementovaná odlišným spÖsobom, jej
celkový efekt je pre užívateía prakticky vždy rovnaký. Informácie o pozadí
e-mailu vám prináša tento seriál.
Elektronickú poštu je možné označiť za novodobý fenomén, ktorý zásadným
spÖsobom mení spÖsob, akým íudia spolu komunikujú. Ak sa na okamih vrátime do
minulosti, tak napríklad v 18. storočí trvalo niekoíko týždňov, než sa nejaká
správa dostala z Európy do Ameriky, zatiaí čo dnes sa prenos správ aj na druhú
stranu planéty meria na sekundy. Internet je obrovská sieť vytvorená pÖvodne
spojením rÖznych výskumných sietí a sietí vo vojenskom priemysle (ako napríklad
NSFnet, MILnet a CREN). S viac než miliónom registrovaných uzlov, mnoho z nich
sú servery alebo menšie siete, je dnes Internet najväčšia počítačová sieť na
svete. Umožňuje svojím užívateíom komunikovať prostredníctvom sieťových
(internetových) služieb. Sú to napríklad: elektronická pošta, služby pre
vzdialené prihlasovanie, diskusné skupiny a fóra, služby pre vyhíadávanie a
prenos súborov, rÖzne služby k vyhíadávaniu zdrojov, záujmových skupín,
prípadne jednotlivých užívateíov, komunikácia v reálnom čase. Elektronická
pošta (e-mail)
E-mail je najrozšírenejšia internetová služba. Umožňuje posielať po počítačovej
sieti textové, grafické, zvukové alebo rÖzne iné správy ostatným užívateíom
siete. Odoslaná správa je doručená prakticky okamžite, do niekoíkých minút.
Správa sa uloží do príslušnej schránky elektronickej pošty, odkiaí si ju
konkrétny užívateí mÖže vybrať pomocou programu na prácu s elektronickou
poštou. Každý užívateí elektronickej pošty pripojený do siete Internet má
pridelenú e-mailovú adresu v tvare meno@doména. Táto adresa jednoznačne
identifikuje príjemcu. Práca s elektronickou poštou je založená na modeli
klient/server.

Webový e-mail
Jeho zmyslom je zabezpečiť jednotné prostredie, teda schránku dostupnú pomocou
užívateíského mena a hesla z íubovolného miesta a iba za pomoci WWW browsera.
Webový e-mail má ale aj niekoíko obmedzení. Prvou nepríjemnosťou je šírenie
reklamy. Na servery ponúkajúce webový e-mail býva niekedy obtiažne sa pripojiť
v
dÖsledku preťaženia.

Vznik modelu ISO/OSI
V 70. rokoch sa začali objavovať prvé významnejšie rozíahlé počítačové siete.
Vedía experimentálnych sietí (ako napr. ARPANET a CYCLADES), to boli
predovšetkým siete, budované podía vlastných koncepcií popredných výrobcov
počítačov (napríklad siete SNA firmy IBM, DNA firmy DEC). Zatiaí čo
experimentálne siete boli od začiatku heterogénne a priamo teda počítali so
zapojením počítačov rÖznych typov od rÖznych výrobcov, možnosť zapojenia do
ostatných sietí bola viazaná na vlastníctvo produktov príslušného výrobcu,
ktorý si v rámci vlastnej sieťovej architektúry vytváral svoje špecifické
konvencie a protokoly. Preto sa onedlho objavila potreba jednotného štandardu
pre vzájomné prepojovanie počítačových systémov rÖznych typov a koncepcií,
ktoré boli výsledkom práce rÖznych výrobcov. Potrebu vytvorenia takéhoto
štandardu si uvedomila aj medzinárodná organizácia ISO, ktorá sa v roku 1977
rozhodla riešiť túto úlohu. Vytvorila si k tomu novú podskupinu (SC16) v rámci
svojej technickej komisie pre spracovanie dát, a tú poverila prípravou nového
štandardu. Ten dostal prvý pracovný názov: Open Systems Architecture (tj.
architektúra otvorených systémov). Prívlastok "otvorený" (open) tu mal
zdÖrazniť, že systém, vyhovujúci zamýšíanému štandardu, bude pripravený pre
vzájomné prepojenie so všetkými ostatnými systémami na celom svete, ktoré budú
tomuto štandardu vyhovovať. Prvá pracovná schÖdzka podskupiny SC16 sa konala v
marci 1978. Všetci zúčastnení sa rýchlo zhodli na vrstvovej koncepcii, ktorá
nielen dokáže vyhovovať všetkým nárokom na vzájomné prepojovanie otvorených
systémov, ale je schopná aj neskoršieho rozširovania tak, aby mohla vyhovovať
aj budúcim požiadavkám. Podskupina SC 16 sa preto začala okamžite zaoberať
otázkou, koíko vrstiev bude najvhodnejšie uvažovať, a aké úlohy týmto vrstvám
zveriť. Pre potreby svojho rozhodovania si podskupina SC16 sformulovala celkom
13 princípov, ktoré sa potom snažila aplikovať. Vychádzala z nasledujúcich
myšlienok:
lSamostatná vrstva by mala vzniknúť všade tam, kde je potrebný iný stupeň
abstrakcie.
lKaždá vrstva by mala zaisťovať presne vymedzené funkcie. Tieto funkcie by mali
byť volené tak, aby pre ich realizáciu mohli byť vytvorené štandardizované
protokoly s medzinárodnou pÖsobnosťou.
lRozhrania medzi vrstvami by mali byť volené tak, aby bol minimalizovaný tok
dát cez tieto rozhrania.
lPočet vrstiev by mal byť tak veíký, aby vzájomne odlišné funkcie nemuseli byť
zaraďované do rovnakej vrstvy, a súčasne s tým tak malý, aby celá architektúra
zostala dostatočne prehíadná. Výsledkom aplikovania týchto princípov bolo
vymedzenie siedmich vrstiev a špecifikácie úloh, ktoré by tieto vrstvy mali
zaisťovať.
Ešte v priebehu práce na pripravovanom štandarde zmenila podskupina SC16 aj
jeho pracovný názov, z Open Systems Architecture na Open Systems
Interconnection Architecture, v preklade: architektúra vzájomného prepojovania
otvorených systémov. V júli roku 1979 bol odovzdaný ako koncept návrhu
nadriadenej technickej komisii TC97, ktorá ho koncom roku 1979 prijala za
základ pre ďalší vývoj naväzujúcich štandardov pre vzájomné prepojovanie
otvorených systémov v rámci organizácie ISO.
Na poslednú chvííu však bol ešte raz zmenený slovný názov štandardu. Z bližšie
neznámych dÖvodov bolo vypustené slovo Architecture, a naopak boli pridané dve
nové slová: Reference Model (referenčný model). Tie majú zdÖrazniť, že celý
štandard nie je len jedným konkrétnym návrhom spÖsobu, ako riešiť vzájomné
prepojovanie, ale skÖr spoločným rámcom či vzorom (referenčným modelom), podía
ktorého by malo byť vzájomné prepojovanie systémov riešené. Správny názov
celého štandardu teda znie: Reference Model of Open Systems Interconnection
(Referenčný model prepojovania otvorených systémov), a ako norma ISO má číslo
7498. Protokoly a služby pre jednotlivé vrstvy vznikli až dodatočne, a to ako
samostatné štandardy (resp. normy) ISO, alebo ako prevzaté štandardy iných
organizácií (napr. CCITT či IEEE). Postupne tak vznikali respektíve stále
vznikajú nové protokoly, definujúce možné spÖsoby fungovania jednotlivých
vrstiev ISO/OSI modelu.

Vrstvy OSI modelu a TCP/IP
Všeobecne uznávaným abstraktným modelom sieťových komunikácií je OSI (Open
System Interconnect) model, navrhnutý Medzinárodnou organizáciou pre
štandardizáciu ISO. Ten pozostáva zo 7 vrstiev, ktoré definujú komunikačné
schopnosti potrebné k uskutočneniu vzájomnej komunikácie medzi ktorýmikoívek
dvomi počítačmi. Každá vrstva využíva služby bezprostredne nižšej vrstvy a sama
poskytuje svoje služby bezprostredne vyššej vrstve.

Aplikačná vrstva
(Application Layer)
Je najvyššou vrstvou v referenčnom modeli OSI. Táto vrstva je zodpovedná za
poskytovanie prístupu aplikáciám do siete. Príkladom úlohy aplikačnej vrstvy
mÖže byť prenos súborov (FTP), elektronická pošta, prípadne aj správa siete.
Programy mÖžu získať prístup k službám aplikačnej vrstvy pomocou elementov
aplikačnej vrstvy (Application Service Element ASE). Aplikačná vrstva odovzdáva
žiadosti programov a dáta prezentačnej vrstve, ktorá je zodpovedná za kódovanie
dát z aplikačnej vrstvy do vhodnej formy. Medzi programy a protokoly, ktoré
poskytujú služby aplikačnej vrstvy patria:
DNS (Domain Name Systems) decentralizované mapovanie mien a IP adries.
Finger zistenie informácií o užívateíoch práve pracujúcich na vzdialenom
počítači.
FTAM (File Transfer, Access, and Management) stará sa o vzdialenú správu
súborov.
FTP (File Transfer Protocol) umožňuje prenos súborov.
HTTP (HyperText Transport Protocol) protokol umožňujúci prenos dokumentov.
NFS (Network File Systems) zdieíanie vzdialených súborov.
NICE (Network Information and Control Exchange) poskytuje monitorovanie a
správu siete.
NTP (Network Time Protocol) robustná synchronizácia času medzi počítačmi.
SMTP (Single Mail Transfer Protocol) umožňuje prenos elektronickej pošty.
SNMP (Simple Network Management Protocol) správa vzdialených aktívnych
komponentov systému siete (napr. bridge, route, host).
TELNET (Telecommunication Network) poskytuje službu vzdialeného terminálového
prístupu.
X.400 špecifikuje protokoly a funkcie pre odovzdávanie správ a elektronickú
poštu.
Prezentačná vrstva (Presentation Layer) Zahrňuje transformácie potrebné
napríklad pre správnu interpretáciu dát na cieíovom počítači. V tejto vrstve sú
vykonávané operácie ako dátová kompresia a dekompresia alebo kódovanie a
dekódovanie dát, prípadne konverzie dát z kódu EBCDIC do ASCII apod.
Prezentačná vrstva poskytuje služby pre aplikačnú vrstvu ležiacu nad ňou a
využíva relačnú vrstvu pod sebou. Len vo veími málo prípadoch sa prezentačná
vrstva vyskytuje v čistej podobe. Programy aplikačnej a relačnej vrstvy v
zásade zahrňujú niektoré alebo všetky funkcie prezentačnej vrstvy.
Relačná vrstva (Session Layer) Nadväzuje a ruší relácie (session) medzi
koncovými účastníkmi. Pri nadväzovaní relácie si táto vrstva vyžiada spojenie
od transportnej vrstvy, prostredníctvom ktorého komunikujú účastníci relácie.
Ak treba nejako riadiť komunikáciu (half duplex), robí to práve relačná vrstva.
Táto vrstva má na starosti všetko čo treba pre ukončenie relácie a zrušenie
spojenia (prostredníctvom transportnej vrstvy). Funkcie definované v relačnej
vrstve sú určené pre medzisieťovú komunikáciu. Nasledujúcich niekoíko
protokolov zahrňuje veía funkcií relačnej vrstvy.
ADSP (AppleTalk Data Stream Protokol) umožňuje, aby dva uzly vytvorili
spoíahlivé spojenie pre prenos dát.
NetBIOS (Network Basic Input/Output System) podporuje spoíahlivú spojovanú
službu pre dátové toky spolu so systémom na identifikovanie mien staníc siete,
nepodporuje však routovacie služby.
NetBEUI je implementáciou a rozšírením NetBIOSu,
PAP (Printer Access Protocol) poskytuje prístup k tlačiarni PostScript v sieti
AppleTalk.
Transportná vrstva (Transport Layer) Je zodpovedná za prenos dát na dohodnutej
úrovni kvality. Je možné dopredu špecifikovať rýchlosť prenosu a mieru chýb.
Aby bolo zaistené doručenie paketu, sú posielané pakety označené poradovým
číslom. Táto vrstva potom u príjemcu overuje čísla paketov a zaručuje tak, že
všetky pakety budú správne doručené. V modeli OSI rozlišujeme tri typy
podsieťových služieb:
Typ A: Veími spoíahlivá služba s nadviazaním spojenia.
Typ B: Nespoíahlivá služba s nadviazaním spojenia.
Typ C: Nespoíahlivá služba, možný prenos bez nadviazania spojenia.
V modeli OSI bolo definovaných niekoíko tried protokolov pre transportnú
vrstvu, každá sa vzťahuje k určitému typu služieb:
TP0 (Transfer Protocol Class 0) predstavuje najjednoduchší protokol, spíňa
službu typu A. To znamená, že podsieť robí pre transportnú vrstvu najväčší
podiel práce. Pretože podsieť je spoíahlivá, TP0 nevyžaduje detekciu ani
korekciu chýb.
TP1 (Transfer Protocol Class 1) predstavuje podsieť typu B. Táto služba nemusí
byť spoíahlivá, preto TP1 poskytuje vlastnú detekciu chýb, vrátane schopnosti
opakovať prenos v prípade chybného paketu.
TP2 (Transfer Protocol Class 2) mÖže vykonávať multiplexovanie prenosov, preto
v jedinom sieťovom spojení mÖže byť uskutočnených viacej prenosových kanálov.
TP2 predstavuje podsieť typu A.
TP3 (Transfer Protocol Class 3) predstavuje podsieť typu B a má možnosti
služieb TP1 a TP2.
TP4 (Transfer Protocol Class 4) je najvýkonnejším protokolom, ktorý má
minimálne požiadavky na schopnosti alebo spoíahlivosť podsiete. TP4 je jediným
protokolom transportnej vrstvy, ktorý umožňuje prenos bez nadviazania spojenia.
Medzi ďalšie protokoly transportnej vrstvy patria:
TCP (Transmission Control Protocol) umožňuje prenos s nadviazaním spojenia.
UDP (User Datagram Protocol) ponúka služby bez nadviazania spojenia.
SPX (Sequenced Packet Exchange) používa sa v prostrediach Novell NetWare.
PEP je súčasťou protokolovej sady spoločnosti Xerox.
VOTS sa používa v sieťach Digital Equipment Corporation.
AEP, ATP, NBP a RTMP sú súčasťou protokolovej sady AppleTalk.


Základné fakty z histórie siete Internet
V priebehu 60. rokov organizácia RAND spolu s univerzitami MIT a Los Angeles
(UCLA) rozpracovala koncepciu decentralizovane odolnej paketovo-orientovanej
siete. V roku 1968 bola podía tohto princípu postavená prvá testovacia sieť v
Národnom fyzikálnom laboratóriu vo Veíkej Británii. Krátko potom sa pentagonská
agentúra ARPA (Advanced Research Projects Agency) rozhodla financovať
analogický projekt. Na jeseň v roku 1969 bol inštalovaný prvý uzol siete v UCLA
a koncom tohto roku boli na svete štyri uzly, ktoré vytvorili zárodok siete,
pomenovanej podía svojho sponzora ARPANET.
V roku 1971 mal už ARPANET pätnásť uzlov, a o rok neskÖr 37 uzlov. Hlavnou
činnosťou ARPANETu bola výmena informácií a osobných správ. Výskumný pracovníci
používali sieť k spolupráci na projektoch, k výmene pracovných správ apod.
Ďudia mali na arpanetovských počítačoch svoj osobný účet a svoju osobnú adresu
pre elektronickú poštu.
Behom 70. rokov sa sieť ARPANET stále viac rozrastala; jej decentralizovaná
štruktúra túto expanziu len uíahčovala. Na rozdiel od štandardných firemných
počítačových sietí mohol ARPANET pripojovať veía rÖznych počítačov stačilo, aby
tieto počítače rozumeli paketovo-orientovanému protokolu novej siete, všetko
ostatné bolo irelevantné.
Protokol TCP/IP
PÖvodným protokolom pre komunikáciu v sieti ARPANET bol NCP (Network Control
Protocol), ale s postupom času a vznikom nových pokročilejších technológií
začal byť NCP nahradzovaný prepracovanejším štandardom vyššej úrovne
označovaným TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Tento
protokol vznikol ako výsledok projektu agentúry DARPA, ktorý mal za cieí skúmať
techniky a technológie pre prepojovanie paketových sietí rÖznych typov; systém
sietí navrhnutých v rámci tohto projektu vošiel v známosť pod označením
Internet. Sada protokolov TCP/IP má dve skupiny: TCP (Transmission Control
Protocol) prevádza správy do sekvencie paketov na zdrojovom uzle a potom ich
znovu zostavuje do pÖvodných správ na cieíovom uzle siete. IP (Internet
Protocol) obhospodaruje adresovanie, a to tak, aby pakety mohli byť smerované
nielen cez rad uzlov, ale dokonca aj cez rad sietí pracujúcich s rÖznymi
komunikačnými protokolmi.
V roku 1977 začal byť TCP/IP používaný inými sieťami pre pripojovanie k
ARPANETu. Samotný ARPANET zostával pod pevným riadením do roku 1983, kedy sa
jeho vojenský segment oddelil a vytvoril samostatnú vojenskú sieť MILNET.
Internet
V roku 1994 vstúpila do hry Národná vedecká nadácia USA (NSF National Science
Foundation) prostredníctvom svojho úradu pre pokročilé vedecké výpočty, ktorý
inicioval vývoj siete NSFNET. Táto sieť priniesla nové rýchle tempo ďalšieho
technického zdokonaíovania. NeskÖr sa pridali aj ďalšie vládne agentúry (NASA,
National Institutes of Health, Department of Energy apod.), aby prispeli k
rozširovaniu sieťovej chrbtice Internetu. V Európe vznikli významné
medzinárodné chrbtice ako NORDUNET.
Samotná sieť ARPANET formálne zanikla v roku 1983. Jej užívatelia to prakticky
ani nezaznamenali, pretože arpanetovské služby fungovali ďalej, ale naviac boli
a sú stále zdokonaíované. Použitie štandardu TCP/IP pre počítačové sieťovanie
sa stalo globálnou záležitosťou.


Dalšie služby InternetuArchie
Služba pre zhromažďovanie, indexovanie a zobrazovanie informácií (príkladom
mÖže byť zoznam súborov dostupných na anonymných ftp serveroch).
Prenos súborov (FTP)
Táto služba slúži k prenosu súborov medzi uzlami Internetu, je založená na
aplikačnom protokole FTP (File Transfer Protocol), ktorý poskytuje okrem
prenosu tiež možnosti prehíadávania vzdialeného súborového systému apod. Ide o
netransparentný prenos, ktorý je založený na myšlienke, že prenos súboru je v
réžii koncového užívateía. V prípade ak chce nejaký užívateí so súborom
pracovať, musí si ho najprv preniesť na svoj počítač a potom s ním pracuje ako
s lokálnym súborom. Pokiaí sa chcete pripojiť na FTP server, musíte mať na
tomto serveri užívateíské konto. Po zadaní správneho mena a hesla, FTP server
pripojí užívateía do jeho pracovného adresára, a ten potom mÖže pracovať so
súbormi na serveri v rámci svojich užívateíských práv. V prípade, že na danom
serveri nemáte užívateíský účet, mÖžete sa k tomuto serveru prihlásiť ako
anonymný užívateí. Prihlasovanie k anonymnému FTP serveru, sa zadáva v tvare:
Login: anonymous a Password: "vaša e-mailová adresa".
Gopher
Rozšírená služba, ktorá organizuje a poskytuje prístup k hierarchicky príbuzným
informáciám. Tieto informácie mÖže mať rÖzny tvar: katalógy knižníc, databázy
atď.
IRC (Internet Relay Chat)
Je to názov internetovskej služby typu CHAT, umožňujúcej rozhovor, resp.
dopisovanie si užívateíov v reálnom čase. Služba IRC bola od samého začiatku
formovaná ako služba viacužívateíská, tj. mÖže medzi sebou komunikovať viacej
účastníkov.
News
Súbor elektronických konferencií na najrÖznejšie témy. Prístup k nim je možný
buď pomocou špeciálneho programu, alebo napríklad prostredníctvom programu
Netscape v prostredí WWW. Príspevky zaslané do konferencie je možné čítať,
prípadne je možné zaslať vlastný príspevok.
Ping
Je jednoduchý program, ktorý určí, či je možné spojenie medzi vaším počítačom a
iným špecifikovaným počítačom. Programom ping mÖžete tiež otestovať, či ste
riadne pripojený k vášmu poskytovateíovi pripojenia na Internet.
Players
Sú programy pre prehrávanie rÖznych zvukových a video-súborov. RÖzne prehrávače
sa líšia vo formátoch súborov, ktoré sú schopné spracovať, v podpore
reproduktorov a zvukových kariet a v platformách, na ktorých ich mÖžete spustiť.
Readers
Programy k predvedeniu a zobrazeniu obsahu formátovaných dokumentov (ako sú
napr. PostScript súbory). Tieto programy musia rozumieť formátovaniu a
štruktúre príkazov a musia ich previesť a správne zobraziť na obrazovke.
Najznámejší reader je pravdepodobne Adobe Acrobat.
Talk
Služba, ktorá dovoíuje dvom užívateíom po prihlásení na Internet spolu vzájomne
komunikovať v reálnom čase (je obmedzená oneskorovaním prenosu a smerovaním).
Telnet
Program Telnet vytvára virtuálny terminál na vzdialenom počítači. S jeho
pomocou sa mÖžeme pripojiť na ktorýkoívek počítač v Internete, rovnako ako keby
sme boli lokálnym užívateíom daného počítača. Ako perličku možno spomenúť, že
bežný užívateí mÖže využiť služby rýchlych superpočítačov niektorých inštitúcií
pre vlastné potreby (napr. výpočty, programovanie, simulovanie reálnych
procesov apod.).
Usenet
Voíná sieť tisícok diskusných skupín o rÖznych témach.
Veronica
Táto služba uíahčuje ovládanie a vyhíadávanie pomocou služby Gopher.
Wais
Služba, ktorá zhromažďuje informácie o témach z rÖznych miest a poskytuje lepší
prístup k informáciám.
WWW (World Wide Web)
Obrovská informačná sieť (pavučina), ktorá obsahuje milióny hypertextových
dokumentov, ktoré sú dostupné pomocou programov webového servera. K prístupu,
čítaniu a tlačeniu týchto dokumentov potrebuje užívateí špeciálny program
(browser), ktorý si vyžiada dokument zo servera a zobrazí ho užívateíovi.
Existujú rÖzne browsery, od textovo orientovaných (Lynx) až po grafické
(Netscape Navigator, Opera, Microsoft Internet Explorer). WWW je v súčasnosti
najrýchlejšie sa rozrastajúca časť Internetu, pretože jednotlivci a spoločnosti
prišli na výhody umiestnenia svojich vlastných, reklamných, či prezentačných
stránok.
1 0525 / pen









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.