Протокол TCP/IP. Загрузка Web-страницы

Содержание 



	Протокол TCP/IP. Привести примеры

	Уровни стека TCP/IP

	Распределение протоколов по уровням модели TCP/IP

	Физический уровень

	Канальный уровень

	Сетевой уровень

	Транспортный уровень

	Прикладной уровень

	Скорость загрузки Web-страницы. Как можно ускорить загрузку Web-страницы? 

	Факторы, влияющие на скорость загрузки Web-страницы

	Ускорение загрузки Web-страниц

	Список литературы



	
Протокол TCP/IP. Привести примеры



Протоколы TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) являются базовыми транспортным и сетевым протоколами в OS UNIX. В заголовке TCP/IP пакета указывается: 

 - IP-адрес отправителя,

- IP-адрес получателя,

- Номер порта (фактически - номер прикладной программы,  которой этот пакет предназначен).

Пакеты TCP/IP имеют уникальную особенность добраться до адресата, пройдя сквозь разнородные в том числе и локальные сети, используя разнообразные физические носители. Маршрутизацию IP-пакета (переброску его в требуемую сеть) осуществляют на добровольных началах компьютеры, входящие в TCP/IP сеть. 

Протокол IP - это протокол, описывающий формат пакета данных, передаваемого по сети. 

Когда Вы получаете телеграмму, весь текст в ней (и адрес, и сообщение) написан на ленте подряд, но есть правила, позволяющие понять, где тут адрес, а где сообщение. Аналогично, пакет в компьютерной сети представляет собой поток битов, а протокол IP определяет, где адрес и прочая служебная информация, а где сами передаваемые данные. Таким образом, протокол IP в эталонной модели ISO/OSI является протоколом сетевого уровня. 

Протокол TCP - это протокол следующего уровня, предназначеный для контроля передачи и целостности передаваемой информации.

Стек протоколов TCP/IP (англ. Transmission Control Protocol/Internet Protocol) - набор сетевых протоколов разных уровней модели сетевого взаимодействия DOD, используемых в сетях. Протоколы работают друг с другом в стеке (англ. stack, стопка) - это означает, что протокол, располагающийся на уровне выше, работает «поверх» нижнего, используя механизмы инкапсуляции. Например, протокол TCP работает поверх протокола IP.

Стек протоколов TCP/IP основан на модели сетевого взаимодействия DOD и включает в себя протоколы четырёх уровней:

- прикладного (application),

- транспортного (transport),

- сетевого (internet),

- уровня доступа к среде (network access).

Протоколы этих уровней полностью реализуют функциональные модели OSI. На стеке протоколов TCP/IP построено всё взаимодействие пользователей в IP-сетях. Стек является независимым от физической среды передачи данных.




Уровни стека TCP/IP



Существуют разногласия в том, как вписать модель TCP/IP в модель OSI, поскольку уровни в этих моделях не совпадают.

К тому же, модель OSI не использует дополнительный уровень - «Internetworking» - между транспортным и сетевым уровнями. Примером спорного протокола может быть ARP или STP.

Вот как традиционно протоколы TCP/IP вписываются в модель OSI:

7. Прикладной,например, HTTP, SMTP, SNMP, FTP, Telnet, SCP, SMB,NFS, RTSP, BGP

6. Представительский,например, XDR, ASN.1, AFP

5. Сеансовый,например, TLS, SSL, SSH, ISO 8327 / CCITT X.225, RPC, NetBIOS, ASP

4. Транспортный, например, TCP, UDP, RTP, SCTP, SPX, ATP, DCCP, GRE

3. Сетевой,например, IP, ICMP, IGMP, CLNP, OSPF, RIP, IPX, DDP

2. Канальный,например, Ethernet, Token ring, PPP, HDLC, X.25, Frame relay, ISDN, ATM, MPLS, Wi-Fi, ARP, RARP

1. Физический,например, электрические провода, радиосвязь, волоконно-оптические провода

Обычно в стеке TCP/IP верхние 3 уровня (прикладной, представительный и сеансовый) модели OSI объединяют в один - прикладной. Поскольку в таком стеке не предусматривается унифицированный протокол передачи данных, функции по определению типа данных передаются приложению. Упрощенно интерпретацию стека TCP/IP можно представить так:




Распределение протоколов по уровням модели TCP/IP5



5. Прикладной («7 уровень»), например, HTTP, FTP, DNS,(RIP, работающий поверх UDP, и BGP, работающий поверх TCP, являются частью сетевого уровня)

4. Транспортныйнапример, TCP, UDP, RTP, SCTP, DCCP (протоколы маршрутизации, подобные OSPF, что работают поверх IP, являются частью сетевого уровня).

3. СетевойДля TCP/IP это IP (вспомогательные протоколы, вроде ICMP и IGMP, работают поверх IP, но тоже относятся к сетевому уровню; протокол ARP является самостоятельным вспомогательным протоколом, работающим поверх физического уровня).

2. КанальныйEthernet, IEEE 802.11 Wireless Ethernet, SLIP, Token Ring, ATM и MPLS

1. Физическийнапример, физическая среда и принципы кодирования информации, T1, E1 



Физический уровень



Физический уровень описывает среду передачи данных (будь то коаксиальный кабель, витая пара, Оптическое волокно или радиоканал), физические характеристики такой среды и принцип передачи данных (разделение каналов, модуляцию, амплитуду сигналов, частоту сигналов, способ синхронизации передачи, время ожидания ответа и максимальное расстояние).



Канальный уровень



Канальный уровень описывает, каким образом передаются пакеты данных через физический уровень, включая кодирование (то есть специальные последовательности бит, определяющих начало и конец пакета данных). Ethernet, например, в полях заголовка пакета содержит указание того, какой машине или машинам в сети предназначен этот пакет.

Примеры протоколов канального уровня - Ethernet, IEEE 802.11 Wireless Ethernet, SLIP, Token Ring, ATM и MPLS.

PPP не совсем вписывается в такое определение, поэтому обычно описывается в виде пары протоколов HDLC/SDLC.

MPLS занимает промежуточное положение между канальным и сетевым уровнем и, строго говоря, его нельзя отнести ни к одному из них.

Канальный уровень иногда разделяют на 2 подуровня - LLC и MAC.



Сетевой уровень



Сетевой уровень изначально разработан для передачи данных из одной (под)сети в другую. Примерами такого протокола является X.25 и IPC в сети ARPANET.

С развитием концепции глобальной сети в уровень были внесены дополнительные возможности по передаче из любой сети в любую сеть, независимо от протоколов нижнего уровня, а также возможность запрашивать данные от удалённой стороны, например в протоколе ICMP (используется для передачи диагностической информации IP-соединения) и IGMP (используется для управления multicast-потоками).

ICMP и IGMP расположены над IP и должны попасть на следующий - транспортный - уровень, но функционально являются протоколами сетевого уровня, и поэтому их невозможно вписать в модель OSI.

Пакеты сетевого протокола IP могут содержать код, указывающий, какой именно протокол следующего уровня нужно использовать, чтобы извлечь данные из пакета. Это число - уникальный IP-номер протокола. ICMP и IGMP имеют номера, соответственно, 1 и 2.


Транспортный уровень



Протоколы транспортного уровня могут решать проблему негарантированной доставки сообщений («дошло ли сообщение до адресата?»), а также гарантировать правильную последовательность прихода данных. В стеке TCP/IP транспортные протоколы определяют, для какого именно приложения предназначены эти данные.

Протоколы автоматической маршрутизации, логически представленные на этом уровне (поскольку работают поверх IP), на самом деле являются частью протоколов сетевого уровня; например OSPF (IP идентификатор 89).

TCP (IP идентификатор 6) - «гарантированный» транспортный механизм с предварительным установлением соединения, предоставляющий приложению надёжный поток данных, дающий уверенность в безошибочности получаемых данных, перезапрашивающий данные в случае потери и устраняющий дублирование данных. TCP позволяет регулировать нагрузку на сеть, а также уменьшать время ожидания данных при передаче на большие расстояния. Более того, TCP гарантирует, что полученные данные были отправлены точно в такой же последовательности. В этом его главное отличие от UDP.

UDP (IP идентификатор 17) протокол передачи датаграмм без установления соединения. Также его называют протоколом «ненадёжной» передачи, в смысле невозможности удостовериться в доставке сообщения адресату, а также возможного перемешивания пакетов. В приложениях, требующих гарантированной передачи данных, используется протокол TCP.

UDP обычно используется в таких приложениях, как потоковое видео и компьютерные игры, где допускается потеря пакетов, а повторный запрос затруднён или не оправдан, либо в приложениях вида запрос-ответ (например, запросы к DNS), где создание соединения занимает больше ресурсов, чем повторная отправка.

И TCP, и UDP используют для определения протокола верхнего уровня число, называемое портом.



Прикладной уровень



На прикладном уровне работает большинство сетевых приложений.

Эти программы имеют свои собственные протоколы обмена информацией, например, HTTP для WWW, FTP (передача файлов), SMTP (электронная почта), SSH (безопасное соединение с удалённой машиной), DNS (преобразование символьных имён в IP-адреса) и многие другие.

В массе своей эти протоколы работают поверх TCP или UDP и привязаны к определённому порту, например:

- HTTP на TCP-порт 80 или 8080,

- FTP на TCP-порт 20 (для передачи данных) и 21 (для управляющих команд),

- SSH на TCP-порт 22,

- запросы DNS на порт UDP (реже TCP) 53,

- обновление маршрутов по протоколу RIP на UDP-порт 520.

Эти порты определены Агентством по выделению имен и уникальных параметров протоколов (IANA).

Бесспорно, к этому уровню относятся: DHCP, Echo, Finger, Gopher, HTTP, HTTPS, IMAP, IMAPS, IRC, NNTP, NTP, POP3, POPS, QOTD, RTSP, SNMP, SSH, Telnet, XDMCP.

протокол стек web загрузка




Скорость загрузки Web-страницы. Как можно ускорить загрузку Web-страницы?



Web-страница (англ. Web page) — документ или информационный ресурс Всемирной паутины доступ к которому осуществляется с помощью Web-браузера.

Web-страницы обычно создаются на языках разметки HTML или XHTML и могут содержать гиперссылки для быстрого перехода на другие страницы.

Информация на Web-странице может быть представлена в различных формах:

- текст,

- статические и анимированные графические изображения,

- аудио,

- видео,

- апплеты.

Информационно значимое содержимое Web-страницы обычно называется контентом.

Несколько Web-страниц, объединенных общей темой и дизайном, а также связанных между собой ссылками, и обычно находящихся на одном Web-сервере, образуют Web-сайт.



Факторы, влияющие на скорость загрузки Web-страницы



Имея высокую скорость соединения с Интернет ("выделенная" линия), забывают о том, что многие посетители сайта такой возможностью не располагают. Даже наличие "выделенной" линии не всегда гарантирует высокую скорость соединения с Интернет.

Многие посетители сайтов просматривает Интернет при подключении к модемной линии связи ≈ 30 Кб/сек. (Средняя скорость: 30/8 = 3,75 кбайт/с.).

В зависимости от типа конкретной телефонной станции, скорости подключения к Интернет по модему различны. Игнорирование этого факта при заказе сайта приводит к тому, что не все из потенциальных клиентов могут просмотреть сайт. Пренебрежение подобной "мелочью" приводит к потери прибыли от сайта. 

Скорость загрузки Web-страниц - один из важных критериев, задаваемых при разработке дизайна сайта.

На скорость загрузки Web-страниц влияют три основных фактора:

- Размер страницы со всеми подгружаемыми элементами (счетчики, баннеры, информеры, и т.д.),

- Скорость подключения к Интернет посетителя сайта,

- Скорость и загруженность сервера, на котором расположен сайт.



Ускорение загрузки Web-страниц



Различные способы высокоскоростного подключения к Интернету получают все большее распространение. Выделенные линии, xDSL, Wi-Fi все чаще приходят со страниц журналов в реальную жизнь пользователей. Однако, коммутируемый (модемный) доступ все еще очень распространен, особенно на просторах нашей страны. Подключение к Интернету с помощью аналогового модема, помимо низкой теоретической скорости, в нашей реальности сталкивается еще с одной проблемой - во многих районах страны, особенно в глубинке, качество телефонных линий (как самих кабелей, так и АТС) оставляет желать лучшего. Некоторые пользователи даже вынуждены принудительно ограничивать скорость соединения для достижения лучшей стабильности связи. Но даже в случае очень хорошей работы модемного соединения его скорость зачастую не устраивает пользователя.

Помимо модемного соединения, в повседневной жизни пользователи сталкиваются с различными другими ситуациями, когда скорость соединения не очень высока, например, GPRS-соединение или локальная сеть с большим количеством пользователей и не очень широким внешним каналом. Существуют различные способы увеличения скорости доступа к Сети, например, использование провайдерами прокси-серверов с большими объемами временных файлов; однако чаще всего, эти "маленькие хитрости" не оправдывают надежд Интернет-серферов.

Очень многие Web-страницы для большей наглядности изобилуют графическими изображениями, звуковыми и видеоэффектами. Загрузка такой Web-страницы, особенно при плохой связи, может занять длительное время, до нескольких минут или даже до нескольких десятков минут. Вы можете запретить загрузку на ваш компьютер изображений, звука или видео. Это значительно ускорит отображение интересующей вас Web-страницы. 

- Выберите команду меню Сервис -> Параметры обозревателя (Tools -> Internet Options) программы Internet Explorer. Откроется диалог Параметры (Options), 

- Щелкните мышью на ярлычке Дополнительно (Advanced), чтобы перейти на одноименную вкладку, 

- В группе флажков Мультимедиа (Multimedia) сбросьте все флажки, чтобы запретить загрузку на ваш компьютер изображений, звуков и видеозаписей. 

В программе Internet Explorer есть возможность заменить поле ввода адреса Web-страницы на панель ссылок. Это является еще одним из способов ускорения доступа к Web-страницам Интернета. Добавим еще одну ссылку и укажем в качестве адреса перехода, например: http://www.intel.ru фирмы Intel. 

- Щелкните мышью на поле Ссылки (Links), расположенном правее поля адреса. Поле для ввода адреса сменится панелью, которая содержит ссылки. 

- Щелкните правой кнопкой мыши на ссылку, например Знакомство с Интернетом (Introduce to Internet). Появится вспомогательное меню.

- Выберите элемент Создать ярлык (Create Shortcut). Обратите внимание, что на панели ссылок появилась еще одна ссылка: Знакомство с Интернетом.

- Щелкните правой кнопкой мыши на этой ссылке. Снова появится вспомогательное меню. 

- Выберите элемент Свойства (Options) этого меню. Появится диалог со свойствами новой ссылки 

- В поле ввода Адрес в Интернете (Internet Address) введите с клавиатуры адрес ссылки: http://www.intel.ru. 

- Нажмите кнопку ОК, чтобы закрыть диалог и продолжить работу. 

После того, как ссылка определена, снова подключимся к Интернету. 

- Установите связь с Интернетом с помощью окна Удаленный доступ к сети (Dial-Up Networking). 

- После того, как соединение с Интернетом установлено, нажмите кнопку, соответствующую ссылке Знакомство с Интернетом. Начнется поиск указанной Web-страницы в Интернете и ее загрузка на ваш компьютер. 

Обратите внимание на то, что в загруженной Web-странице вместо рисунков находятся пустые места, выделенные рамкой и отмеченные специальным значком «х». Это значительно ускоряет отображение интересующей вас Web-страницы, однако, восприятие в этом случае сильно ограничено. Существует возможность загружать каждый рисунок отдельно. 

- Щелкните правой кнопкой мыши на произвольном значке. На экране появится контекстное меню. 

- Выберите команду Показать рисунок (Show Picture) из контекстного меню. Вместо значка «х» будет загружен рисунок. 

Чтобы узнать, как выглядит страница фирмы Intel, включим отображение рисунков при просмотре Web-страниц. 

- Выберите команду меню Сервис -> Параметры обозревателя (Tools -> Internet Options) программы Internet Explorer. Откроется диалог Параметры (Options). 

- Щелкните мышью на ярлычке Дополнительно (Advanced), чтобы перейти на одноименную вкладку. 

- В группе флажков Мультимедиа (Multimedia) снова установите все флажки, чтобы разрешить загрузку на ваш компьютер изображений, звуков и видеозаписей. 

- Закройте диалог Параметры обозревателя (Internet Options) с помощью кнопки ОК. 

- На панели инструментов программы Internet Explorer нажмите кнопку Обновить (Refresh) для повторной загрузки текущей Web-страницы вместе с рисунками. 

При плохой связи и длительных задержках загрузки изображений можно остановить загрузку нажатием кнопки Стоп (Stop). Так как программа Internet Explorer всегда сначала загружает текст, и только после этого загружает графику, то, прервав загрузку графики, и сэкономив этим время, вы сможете прочитать текст. 

Обратите внимание на то, как изменился внешний вид загруженной Web-страницы. 

Internet Explorer позволяет переопределять ссылки на ваши любимые страницы, но на панели ссылок очень мало места, и часто бывает неудобно выбирать ссылку. А что делать, если часто используемых вами адресов много? 

Для хранения адресов и быстрого доступа к этим адресам в программе Internet Explorer предусмотрена папка Избранное (Favorites). 

- Чтобы открыть указанную папку, щелкните мышью на кнопке Избранное (Favorites) панели инструментов. Откроется вспомогательное меню. 

- Выберите команду Добавить в Избранное (Add To Favorites) для того, чтобы запомнить адрес текущей Web-страницы http://www.intel.ru. Появится диалог Добавление в папку "Избранное" (Add to Favorites). 

- В поле ввода Название (Name) вы можете набрать на клавиатуре любое название для данной ссылки. По умолчанию в это поле подставляется заголовок текущей Web-страницы. 

- Установите переключатель в верхнее положение и нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить адрес текущей Web-страницы в папке Избранное (Favorites). 

- После того, как ссылка на адрес фирмы Intel помещена в папку Избранное (Favorites), нет необходимости хранить эту же ссылку в поле ссылок рабочего окна Internet Explorer. 

- Щелкните правой кнопкой мыши на ссылке, например Знакомство с Интернетом. Появится вспомогательное меню. 

- Выберите элемент Удалить (Delete). Появится диалог Подтверждение удаления (Confirm Delete). 

- Нажмите кнопку Да (Yes) этого диалога, чтобы закрыть его. 

- Дважды щелкните мышью на кнопке Адрес (Address) левее панели ссылок, чтобы снова превратить панель ссылок в поле для ввода адреса. 




Список литературы



Гаевский А.Ю. Информатика: 7-11. Учеб. Пособие. – 2-е издание, доп. – К.: Издательство А.С.К., 2003.- 536с.: ил.

Угринович н. Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов/ Н.Д. Угринович. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. – 512 с.: ил.

Каймин В.А. Информатика: Учебник. - М.: ИНФРА-М, 2000. - 232 с.

Острейковский В.А. Информатика: Учебник. – М.: Высшая школа, 2004.

Росс Г.В., Дулькин В.Н. и др. Основы информатики: Учебное пособие. – М.: ПРИОР, 1999.