Протоколы Интернета и электронной почты
После обсуждения базовых протоколов мы можем подняться на более высокий уровень. Протоколы HTTP и FTP охватывают уровни 5—7 модели OSI.
FTP — File Transfer Protocol
FTP используется для копирования файлов с сервера и на сервер, а также для получения списка файлов и каталогов на сервере. FTP — это протокол прикладного уровня, базирующийся на TCP. Команды FTP включаются в блок данных TCP-сообщения.
Модель приложения с FTP-сервером и клиентом проиллюстрирована на следующем рисунке. Приложение-клиент представляет пользовательский интерфейс и создает FTP-запрос в соответствии с запросом пользователя и спецификацией FTP. FTP-команда посылается приложению-серверу через TCP/IP, и интерпретатор на сервере соответственно интерпретирует FTP-команду. В зависимости от FTP-команды в FTP-ответе клиенту возвращается с сервера список файлов или конкретный файл:
Протокол FTP имеет следующие характеристики:
- Надежная передача данных через TCP
- Анонимный доступ или аутентификация пользователя по имени и паролю
- Файлы отправляются в ASCII-коде в форме, поддерживаемой целевой платформой, или как неизмененные двоичные данные.
FTP-команды можно сгруппировать в следующие категории:
Команды контроля доступа
В FTP-командах контроля доступа указывается имя пользователя (USER) и пароль (PASS), установки могут изменяться (REIN), и соединение может быть закончено (QUIT).
Команды параметров передачи
FTP-передачу можно конфигурировать с помощью команд параметров передачи. Эти команды поддерживают изменение ASCII-кода на двоичный код, сжатие данных, изменение портов для отправки.
Команды FTP-сервиса
Копирование файлов с сервера (RETR), копирование файлов на сервер (STOR), удаление файлов (DELE), переименование файлов (RNTO), создание каталогов (MKD) и запрос списка файлов (LIST) — вот некоторые команды FTP-сервиса.
Протокол FTP определен в RFC 959.
FTP-клиенты
Чтобы понять суть протокола FTP, лучше всего поработать из командной строки с утилитой ftp, как показано на следующем рисунке. Программа ftp работает через приглашение ftp, позволяющее вводить команды. Эти команды отличаются от команд протокола FTP — вы можете увидеть их все, если введете команду ?. При введении команды open ftp.microsoft.com создается соединение с хостом ftp.microsoft.com.
Установка имени пользователя anonymous означает пользователя-гостя. Ответ 230 от сервера указывает, что соединение установлено и можно командой dir получить список файлов на сервере. Получив команду dir, программа ftp отправляет на сервер команду FTP LIST. Команда cd может применяться для смены директории на сервере, а команда get копирует файл клиенту, отправляя команду FTP RETR. Для закрытия соединения утилита ftp использует команду bye:
HTTP — Hypertext Transfer Protocol
HTTP — основной протокол, используемый Web-приложениями. Как и FTP, HTTP является надежным протоколом, и надежность его достигается благодаря использованию TCP. Как и FTP, HTTP также используется для передачи файлов через сеть. Но он в отличие от FTP обладает такими средствами, как кэширование, идентификация приложения-клиента, поддержка разных дополнений в формате MIME и т. д. Эти средства устанавливаются в заголовке HTTP.
Для демонстрации работы, выполняемой браузером Интернета, когда он запрашивает файлы из Web-сервера, мы можем имитировать браузер приложением telnet. Для запуска этого приложения введите telnet в диалоговом окне Run меню Start, и вы увидите приглашение Microsoft Telnet. Введите set local_echo (set localecho для Windows XP), чтобы введенные программы отображались локально. Если не устанавливать эту опцию, команды, которые мы отправляем на сервер, не будут отображаться приложением telnet.
Теперь можно соединиться с Web-cepвeром командой open. Команда open msdn.microsoft.com 80 создает TCP-соединение с портом 80 сервера на msdn.microsoft.com. Приложение telnet использует по умолчанию порт 23, следовательно, надо указать порт для HTTP-запроса. По умолчанию HTTP-сервисы предоставляются портом 80 Web-сервера.
Как только соединение инициировано, можно послать на Web-cepвep HTTP-запрос. Простой запрос состоит из строки запроса, которую нужно завершить двумя нажатиями на клавишу Enter (две последовательности CR-LF). Такая строка запроса может выглядеть, как: GET /default.asp HTTP/1.0. Сервер возвращает HTTP-ответ, содержащий информацию о статусе.
Как видно, элементарный HTTP-запрос состоит лишь из одной строки. Однако полный HTTP-запрос будет состоять из строки запроса с дополнительными заголовками и данными.
В строке запроса можно указывать такие HTTP-команды, как GET, HEAD и POST. И GET, и POST запрашивают данные от сервера. Команда GET включает параметры запроса в URL, а в команде POST параметры находятся в блоке данных. Команда HEAD означает, что мы просто хотим узнать, когда был изменен запрашиваемый файл, чтобы проверить, находится ли в кэше новейшая его версия.
За строкой запроса могут следовать общие заголовки, заголовки запроса и заголовок сущности. Информация, помещаемая в заголовки, позволяет клиенту сообщать серверу об используемом браузере и предпочтительных языках, отправлять файл cookie или запрашивать только изменившиеся файлы. В примере с telnet мы уже видели некоторую информацию из заголовков, возвращенную сервером: дату, версию сервера, длину содержания, тип содержания и признаки управления кэшем.
HTTPS — HTTP поверх SSL (Secure Socket Layer)
Когда требуется обменяться с Web-сервером конфиденциальной информацией, можно воспользоваться протоколом HTTPS. HTTPS — это расширение протокола HTTP, и поэтому к нему применимы все принципы, которые обсуждались в предыдущем разделе. Однако в его основе лежит другой механизм, поскольку HTTPS использует SSL, первоначально разработанный компанией Netscape. SSL располагается поверх TCP и защищает сетевой обмен, используя принцип открытого/секретного ключа для обмена секретными симметричными ключами и симметричный ключ для шифрования сообщений.
Для поддержки HTTPS Web-сервер должен установить сертификат, чтобы его можно было идентифицировать. По умолчанию для HTTPS-запросов используется порт 443.
SMTP — Simple Mail Transfer Protocol
SMTP — это протокол, предназначенный для отправки и получения сообщений электронной почты. Он может использоваться для пересылки электронной почты между клиентом и сервером, использующими один и тот же транспортный протокол, или для пересылки сообщений между серверами, использующими разные транспортные протоколы. SMTP имеет возможность пересылать сообщения через среду транспортной службы. Однако SMTP не позволяет читать сообщения с почтового сервера, для этого используются протоколы POP3 и IMAP.
Служба SMTP составляет часть установки Internet Information Server в Windows 2000 и Windows XP.
Стандарт протокола SMTP определен в RFC 821; формат сообщений SMTP определен в RFC 822.
POP3 — Post Office Protocol
Протокол POP3 предназначался для отсоединенной среды. В небольших конфигурациях непрактично поддерживать постоянное соединение с почтовым сервером, например в такой среде, где время соединения нужно оплачивать. При использовании POP3 клиент может обращаться к серверу и извлекать сообщения, которые хранит для него сервер. Когда сообщения считываются клиентом, они обычно (но необязательно) удаляются с сервера.
Windows .NET Server включает сервер POP3. Протокол POP3 определен в RFC 1081.
IMAP — Internet Message Access Protocol
Как и РОРЗ, протокол IMAP предназначен для доступа к почте на почтовом сервере. Аналогично клиентам POP3 клиент IMAP может работать в автономном режиме, в котором почта обрабатывается на локальной машине. По сравнению с клиентами POP3 клиенты IMAP обладают более широкими возможностями в оперативном режиме, например, они могут извлекать только заголовки или только основные части указанных почтовых сообщений, искать конкретные сообщения на сервере и устанавливать флаги, например флаг «ответ отправлен». По существу, IMAP позволяет клиенту обрабатывать удаленный почтовый ящик, как если бы он был локальным.
Протокол IMAP определен в RFC 1730.
NNTP — Network News Transfer Protocol
NNTP — это протокол прикладного уровня для передачи, ретрансляции и извлечения сообщений, являющихся частью обсуждений в группах новостей. Этот протокол обеспечивает приложения-клиенты доступом к серверу новостей для извлечения выбранных сообщений и поддерживает передачу сообщений между серверами.
Протокол NNTP определен в RFC 850, 977 и 1036.