Системы сетевых коммуникаций

К числу наиболее популярных и распространенных систем сете­вых коммуникаций относится электронная почта (ЭП). В настоящее время предлагается множество различных пакетов программ для орга­низации системы ЭП, в том числе в локальных сетях. Если локальная сеть через шлюз связана с сетью более высокого уровня (региональ­ной, корпоративной, глобальной), что практикуется повсеместно, то можно пользоваться услугами ЭП в более широком масштабе. Наи­более распространенными системами электронной почты являются Windows Messaging/Microsoft Exchange, Microsoft Outlook, Outlook Express.

Организация электронной почты в различных сетях имеет много общего (см., например, структуру и функционирование ЭП в сетях Internet, РЕЛКОМ и др.).

В качестве примера рассмотрим специальный пакет программ Mircosoft Mail, представляющий собой универсальную систему кор­поративной электронной почты, обеспечивающую создание почтово­го отделения (ПчО) для управления почтовыми услугами; регистра­цию и подключение пользователей к ПчО; формирование сообщений пользователями, их пересылку и обслуживание (хранение, сортиров­ку, поиск, создание шаблонов документов, просмотр, редактирова­ние, сопровождение комментариями и т.п.); конфиденциальность ис­пользования информации и т.д.

В локальной сети формируется рабочая группа пользователей сети, имеющая возможность выхода в глобальные сети. Все пользователи в зависимости от выполняемых ими функций в сети разделяются на обычных пользователей (Users) и распорядителей сети (Manager). Соответственно им различают и их компьютеры: обычные и «почто­вое отделение». Создание ПчО предполагает организацию на одном из компьютеров ЛВС (обычно на сервере) определенной структуры каталогов и размещения в них программных компонентов системы ЭП. При этом компьютер «почтовое отделение» должен быть посто­янно включен и готов работать, так как через него проходят все пере­сылки информации; на жестком диске этого компьютера должно быть не менее 2 Мбит свободного пространства, из которых 360 Кбит от­водится под каталог «Почты» и по 16 Кбит на каждого пользователя рабочей группы для организации личных каталогов.

Процессы передачи сообщений между пользователями в системе ЭП Microsoft Mail во многом сходны с пересылкой обычной почтовой кор­респонденции. Каждый пользователь созданной рабочей группы ЛВС получает имя и пароль и регистрируется в ПчО этой группы. Пользо­ватель, подготовив свое сообщение и сделав запрос в ПчО на его пере­сылку, помещает это сообщение в буфер — папку отправлений на сво­ем компьютере. Специальная программа — Спулер — периодически опрашивает буферы входных и выходных сообщений. Как только в буфере отправлений появляется сообщение, оно перемещается в ПчО, где регистрируется и ставится в очередь на дальнейшую пересылку адресату (адресатам). С помощью Диспетчера почты сообщение дос­тавляется пользователям и разносится по соответствующим катало­гам. Предусматривается информирование пользователей о процессах передачи сообщений путем изменения внешнего вида значка почтово­го ящика на экране дисплея: наличие корреспонденции в буфере ото­бражается значком открытого почтового ящика, значок закрытого ящика свидетельствует о переправке сообщения в ПчО, исчезновение значка — о получении сообщения адресатом. При получении сообще­ния адресат оповещается звуковым сигналом и видеоизображением почтового ящика с выглядывающим из него конвертом.

Создание почтового отделения в рабочей группе пользователей сети осуществляется путем запуска программы Mail (почта) и выполне­ния ряда предусмотренных для этого операций, включая операции по установке параметров ЭП для режима отправления сообщений и ре­жима получения сообщений.

Доступ пользователей в ПчО обеспечивается через Диспетчер фай­лов, при обращении к которому указывается имя каталога ПчО. Спи­сок пользователей формируется по специальной команде, причем этот список может изменяться и пополняться. Личные карточки пользовате­лей заполняются или самими пользователями, или Управляющим ПчО. Пользователи могут вводить свои пароли самостоятельно, что обеспе­чивает необходимую конфиденциальность. Для доступа в ПчО пользо­вателю необходимо знать имя своего почтового ящика и пароль входа.

Операции создания и рассылки сообщения выполняются после за­пуска программы Mail. Для ускорения подготовки сообщений в этой программе предусмотрены средства хранения исходящих документов и возможность последующего копирования их частей в новое сообще­ние. Возможно создание шаблона сообщения, что имеет большое зна­чение при разработке документов стандартной формы. Создание шаб­лона практически не отличается от формирования обычного докумен­та, за исключением того, что в шаблоне фиксируются неизменные, стандартные части. Использование шаблона как стандартного блан­ка сообщения требует его вызова и заполнения. В качестве дополни­тельных функций программа Mail позволяет вставлять в текст сооб­щения вполне готовые документы.

Прием-передача сообщений производятся в среде Mail автомати­чески. Программа Спулер опрашивает исходящий и входящий буфе­ры с заранее установленной периодичностью, причем динамику про­цессов можно наблюдать по изменению вида значков — этикеток со­общений на экране дисплея. Для формирования ответа — уведомления необходимо, чтобы полученное сообщение было открытым или выде­лено в папке «Входящие». При желании такой ответ можно разослать циркулярно.

В электронной почте Microsoft Mail предусмотрено создание и ис­пользование папок, представляющих собой подкаталоги, по которым сортируется полученная корреспонденция. Имеются два вида папок: общие и личные. Общие папки создаются на компьютере с установ­ленным ПчО для совместного использования членами рабочей груп­пы пользователей сети. В личных папках пользователей обычно хра­нится конфиденциальная информация, доступ к ним устанавливается самими пользователями. Внутри любой папки может быть проведена сортировка сообщений по различным признакам: срочности, тематике, датам получения, адресам отправителей. Личные папки создают­ся на компьютерах рабочей группы пользователей сети автоматичес­ки при установке электронной почты, причем формируются три типа папок: входящие, отправленные и удаленные. Удаление папок произ­водится путем выделения требуемой папки и нажатия кнопки Delete (удалить).

В глобальных сетях наиболее известными и распространенными являются две системы электронной почты — в сетях Х.400 и Internet.

Электронная почта стандарта Х.400. Система электронной почты Х400 рекомендована международными стандартизирующими органи­зациями. Еще в 1984 г. МККТТ опубликовал серию из восьми реко­мендаций, определяющих принципы построения и протоколы обмена для систем обработки сообщений общего пользования, ставших изве­стными под общим названием Х.400. Имеет место тенденция госу­дарственных органов во всем мире при построении подведомствен­ных им сетевых образований ориентироваться на применение Х.400. Однако следует иметь в виду, что Х.400 — не сеть, а стандарт для организации службы ЭП. Следовательно, абоненты, имея доступ и адреса в системе Х.400, должны обмениваться письмами через сети, услугами которых они пользуются.

В отличие от системы адресации в сети Internet, которая является позиционной, адресация в Х.400, предложенная в рекомендации Х.408, относится к категории ключевых, состоящих из описания атрибутов адреса, как это имеет место в обычной почте. Преимуществом клю­чевой записи адреса является возможность не соблюдать строгую последовательность его элементов и, кроме того, указывать непол­ный адрес, если обеспечивается его уникальность. В стандарт Х.400 введены элементы, обеспечивающие адресацию к другим (не Х.400) системам. Это соответствует распространенной практике заключе­ния между различными системами электронной почты частных согла­шений о правилах взаимных адресаций.

В системе Х.400, как и в большинстве других систем ЭП, предос­тавляются услуги по доставке твердой копии электронного письма тем пользователям, которые не имеют доступа к компьютеру. В этом случае письмо посылается по адресу компьютера, ближайшего к ад­ресату, а на конверте электронного письма указываются данные ад­ресата, для которого письмо необходимо отпечатать на бумаге и до­ставить посыльным.

Некоторые услуги, связанные с доставкой письма, стандартизи­рованы. Это так называемые опции доставки. К ним относятся: тре­бование уведомления о доставке (при указании этой опции отправи­тель получает электронное письмо, посылаемое системой автомати­чески, уведомляющее его о считывании в почтовом ящике письма получателем), требование о вручении письма лично, требование ре­гистрации письма или отправителя, требование срочности доставки.

Электронная почта стандарта Internet. В значительной части ми­ровых ТВС используется система электронной почты стандарта Internet. В России действует система электронной почты РЕЛКОМ, которая на правах национальной сети имеет доступ в европейскую сеть EVNET, представляющую собой составную часть сетевого кон­гломерата, называемого Internet.

Электронное письмо (текстовый файл, снабженный стандартным за­головком) составляется пользователем по определенным правилам. Оно состоит из заголовка и собственно текста письма. Заголовок включает реквизиты, называемые полями. Каждое поле состоит из имени и значе­ния поля. Заголовок обычно содержит адреса отправителя и получателя, дату создания письма и его тему, если в этом есть необходимость.

Для внешних средств коммуникации нашли применение два стиля (или две системы) адресации [61]:

• явная адресация, исторически присущая UNIX-системам и пото­му иногда называемая стилем UUCP (Unix-to-Unix Communication Protocol);

• доменная адресация DNS (Domain Name System), называемая так­же стилем Internet.

При явной адресации маршрут к адресату задается перечислени­ем имен компьютеров, через которые последовательно передается электронное письмо или любое другое сообщение. Последним именем в этой последовательности является имя адресата на последнем ука­занном компьютере. При модемной связи в качестве имени компью­теров указывается телефонный номер, т.е. адрес абонента выглядит так: имя узлового компьютера — имя компьютера абонента — сете­вое имя абонента. Отправитель электронного письма сам не состав­ляет его маршрут. Он только указывает сетевой адрес получателя, а маршрут или начальный маршрут определяет из своих таблиц марш­рутизации почтовый сервер, на который отправитель посылает свое письмо. Просматривая маршрут перемещения письма от отправителя к получателю (если возможны альтернативные маршруты, то они также предусматриваются системой адресации), можно получить весь­ма полезную информацию о межсетевых связях.

К числу недостатков явной адресации относятся: возможность транспортировки писем по весьма протяженным маршрутам, вероят­ность отказа одного (или нескольких) компьютеров в цепочке машин указанного маршрута. В результате могут возникать продолжитель­ные задержки в доставке писем.

В доменной системе адресации Internet каждый корреспондент получает сетевой адрес, включающий две составляющие: идентифи­катор пользователя (userid) и идентификатор узла (nodeid). Иденти­фикатор userid является уникальным для узла сети. Идентификатор noteid представляет собой текстовую строку, состоящую из доменов, разделяемых точками. Адрес читается справа налево и состоит из зарегистрированных доменов в сети.

В системе DNS ключевым является понятие «полностью определен­ное имя домена» — это имя домена, которое включает все домены более высокого уровня и образует полное, целое имя. Структуру DNS можно представить в виде дерева, каждый узел которого имеет свое название (метку). Для каждого конкретного узла «полностью определенное имя домена» будет состоять из его имени и имени всех узлов, связывающих его с корнем дерева, причем корневой домен всегда нулевой.

Сначала в сети Internet в рамках системы DNS была введена систе­ма адресации по административному, а не по территориальному прин­ципу. При этом самый верхний домен (домен верхнего уровня) мог при­нимать одно из восьми значений, определяющих вид сети или характер организации (коммерческие организации США, правительственные учреждения США, международные организации, военные организации США, некоммерческие организации США). Все поддомены, располо­женные в адресе левее домена верхнего уровня, последовательно уточ­няют положение адресата внутри этого домена. Например, домен вер­хнего уровня в адресе означает, что адресат находится в одном из пра­вительственных учреждений США; следующий слева домен уточняет, в каком именно учреждении; следующий указывает подразделение этого учреждения, и наконец, самый левый домен в адресе указывает на кон­кретный компьютер в этом подразделении.

После включения в сеть Internet сетей Европы начал использовать­ся территориальный принцип адресации, в соответствии с которым в качестве домена верхнего уровня употребляется код страны адреса­та, затем следует (если адрес читать справа налево) код региона и, наконец, код компьютера адресата. В дальнейшем принцип адреса­ции в Internet получился смешанный: домен верхнего уровня прини­мает уникальное значение общеизвестной организации или сети, а затем идут коды, характерные для территориального принципа адре­сации. Это, однако, не затрудняет почтовые службы: если в правой части адреса записан домен типа gov, что означает «правительствен­ное учреждение США», то адресат находится в США, поэтому код страны не нужен. Как правило, во все места, которые адресуются по типу организации, можно добраться, используя код страны.

В сетях, не являющихся IP-сетями, использующих для регистра­ции имен компьютеров систему DNS, часто применяются адреса, в которых домен верхнего уровня указывает название сети адресата. Это позволяет доставить электронную почту из сетей не Internet, не имеющих IP-адреса.

Система DNS в сети Internet рассматривается как механизм, ис­пользуемый для получения по имени компьютера его IP-номера. Это также метод иерархической организации пространства адресов сети Internet.

Большим преимуществом системы DNS является то,' что она ис­ключает зависимость имен узлов и их сетевых адресов от центрально установленного файла связи. В IP-сетях каждый компьютер или ло­кальная сеть компьютеров имеет 4-байтный IP-номер, и машины, осу­ществляющие транспортировку почты, снабжаются таблицами соот­ветствия мнемонических адресов и IP-адресов. Распределением IP-номеров занимается специальная служба сети Internet, а их регистрация возложена на региональные администрации сетей. В стра­нах СНГ вопросами регистрации и выделения IP-номеров занимается специальная служба в сети РЕЛКОМ.

Скорость доставки электронных писем очень зависит от исполь­зуемого механизма передачи. В Internet существуют два механизма передачи. Первый основан на протоколе UUCP и реализует пакет­ный режим передачи off-line, характерный для дейтаграммных сетей. Письмо передается по сети от узла к узлу программами Sendmail, и возможны задержки в каждом узле. Это дополнительный способ пере­дачи. Основной (второй) механизм передачи базируется на протоколе SMTP семейства протоколов TCP/IP в сети коммутации пакетов. Он реализует передачу почты в режиме on-line: на время передачи между отправителем и получателем создается виртуальный канал, и письмо пересылается в течение нескольких секунд, при этом вероятность по­тери или подмены письма минимальна.

Обычный алгоритм работы почтовой программы таков: сначала осуществляется попытка отправить письмо немедленно (по протоко­лу SMTP); если это не получилось из-за неудачи в получении связи с узлом назначения, письмо попадает в очередь (в соответствии с про­токолом UUCP), и время его задержки будет определяться загружен­ностью сети. Оптимальное время доставки по протоколу UUCP от начального пункта в конечный составляет 5—10 минут.

Система адресации Internet, называемая также стандартом RFS-822 (по названию документа, в котором она описана), принята во мно­гих других сетях. Стандарт RFS-822 определяет уровень поддержки обмена электронной почтой между локальными сетями, связанными линиями передачи по протоколу TCP/IP (аналогичный ему стандарт Х.400 определяет этот обмен по протоколу Х.25). Имеются соглаше­ния о преобразовании адресов на межсетевых шлюзах, если осуще­ствляется обмен сообщениями между сетью Internet и сетями, не под­держивающими стандарт RFS-822.

Для ЭП характерны те же достоинства (простота, дешевизна, воз­можность подписи и зашифровки письма, возможность пересылки не­текстовой информации) и недостатки (негарантированное время пе­ресылки, возможность несанкционированного доступа со стороны третьих лиц, не интерактивность), что и для обычной почты. Суще­ственными преимуществами ЭП являются: слабая зависимость сто­имости пересылки письма от расстояния, гораздо меньшее время дос­тавки электронных писем, более высокая надежность шифрования писем.

Системы телеконференций. В системе телеконференций (ТК) прин­цип электронной почты получил дальнейшее развитие. Если в систе­ме ЭП сообщения адресуются «один к одному» и каждому пользова­телю предоставляется индивидуальный «почтовый ящик», то в сис­теме ТК адресация осуществляется по принципу «один ко всем» и на всех участников ТК выделяется один ящик.

В развитии мировых сетей ТК важнейшую роль играет метасеть телеконференций USENET, неразрывно связанная с сетью Internet. Датой образования USENET считается 1979 г., сразу после выхода версии V7 Unix со средствами UUCT.

Уже в 1984 г. возрастающий объем информации новостей привел к необходимости деления этих новостей на группы по темам. Затем в очередной версии программы обработки новостей был добавлен ме­ханизм координирования (модерирования) групп, а в 1986 г. была выпущена версия 2.11 для поддержки новой структуры именования групп, пакетной обработки, компрессии и других особенностей. Еди­ница информации новостей в системе ТК получила название статьи, формат которой определен в стандарте RFC-1036. Включение в па­кет программ обработки новостей средств передачи и чтения с ис­пользованием протокола NNTP позволило центральным узлам систе­мы телеконференций USENET обмениваться статьями через связь TCP/ IP, игнорируя традиционный стиль UUCP. Протокол NNTP дает воз­можность пользователям читать и посылать новости с компьютера, на котором не установлена программа новостей USENET. Для этого необходимо послать соответствующие команды (по протоколу TCP/IP) серверу, на котором эта программа установлена.

Список конференций USENET включает тысячи тем, поэтому важ­но знать правила, в соответствии с которыми устанавливаются иерар­хические имена конференции. Эти имена уточняют принадлежность конференции к определенному тематическому разделу — иерархии. Часто темы пресекаются, и многие статьи отправляются сразу в не­сколько конференций.

В число основных иерархий конференций, составляющих «боль­шую семерку» и присутствующих на всех крупных системах сети ТК USENET, входят:

• соmр — конференции по вопросам, связанным с компьютерами и программированием;

• misc-темы, не входящие ни в один из основных классов или отно­сящиеся сразу к нескольким;

• news — вопросы по программам обмена новостями и развитию системы телеконференции;

• гее — вопросы отдыха, хобби, увлечений;

• sci — конференции для дискуссий и обмена опытом по различным научным дисциплинам;

• soc — вопросы общественной жизни;

• talk — конференции, ориентированные на обсуждение спорных

вопросов по любой тематике.

Кроме того, имеются региональные и специальные иерархии, в рамках которых проводятся телеконференции по тематике, доступ­ной далеко не всем. Для получения от сервера списка конференций по интересующей тематике необходимо послать в адрес сервера E-mail соответствующую команду-запрос.

Почтовые списки. Иначе они называются списками рассылки (Mailing Listc). Это практически единственный сервис, не имеющий собственного протокола и программы — клиента и работающий толь­ко через электронную почту. Это очень простой и полезный сервис. Идея его организации заключается в следующем: в сети выделяется адрес электронной почты, который является общим адресом многих пользователей — подписчиков определенного списка рассылки. Каж­дый список рассылки посвящается какой-то конкретной теме. Пользо­ватели-подписчики могут посылать свои сообщения по общему адре­су, и тогда эти сообщения рассылаются всем, кто подписался на дан­ный список рассылки. Имеются общедоступные почтовые списки, а некоторые списки имеют ограничения на участие в них.

По своим задачам, которые призван решать такой сервис, почто­вые списки похожи на сетевые новости USENET (телеконференции). Однако имеются и существенные отличия. Основные из них:

• статьи в сетевых новостях по происшествии определенного вре­мени стираются и становятся недоступны, а сообщения, распрост­раняемые по электронной почте по списку рассылки, всегда мо­гут быть прочитаны подписчиком, дождавшись его в почтовом ящике;

• списки рассылки более управляемы и конфиденциальны, так как администратор списка контролирует набор подписчиков и следит за содержанием сообщений. Каждый список рассылки ведется ка­кой-то организацией, которая обладает полным контролем над ним. В системе USENET сетевые новости никому не принадлежат и потому менее управляемы;

• для работы со списком рассылки обычно достаточно доступа к электронной почте, подписчиками могут бьггь пользователи, не имеющие доступа к новостям USENET;

• передача сообщений по спискам рассылки может осуществляться быстрее, так как они передаются абонентам напрямую, а не по цепочке между серверами USENET.

Списки рассылки создаются организациями для оповещения сво­их клиентов, пользователей своей продукции и вообще лиц, заинтере­сованных в выпуске новых продуктов или в передаче новостей ком­пании. Они требуются также, когда обсуждается какой-то вопрос, ин­тересующий слишком малый круг людей, чтобы заводить для него отдельную группу в новостях USENET.