NajpopulßrnejÜou slu₧bou dneÜn²ch poΦφtaΦov²ch sietφ je bezpochyby elektronickß poÜta, ktorß pri¥ahuje stßle viacej a viacej u₧φvate╛ov. Aj ke∩ ide o slu₧bu, ktorß m⌠₧e by¥ v sie¥ach r⌠zneho typu implementovanß odliÜn²m sp⌠sobom, jej celkov² efekt je pre u₧φvate╛a prakticky v₧dy rovnak². Elektronick· poÜtu je mo₧nΘ oznaΦi¥ za novodob² fenomΘn, ktor² zßsadn²m sp⌠sobom menφ sp⌠sob, ak²m ╛udia spolu komunikuj·. Ak sa na okamih vrßtime do minulosti, tak naprφklad v 18. storoΦφ trvalo nieko╛ko t²₧d≥ov, ne₧ sa nejakß sprßva dostala z Eur≤py do Ameriky, zatia╛ Φo dnes sa prenos sprßv aj na druh· stranu planΘty meria na sekundy. V∩aka elektronickej poÜte a ∩alÜφm modern²m sp⌠sobom komunikßcie dnes nie je problΘmom komunikova¥ s ktor²mko╛vek Φlovekom na zemi Φi zφskava¥ informßcie.
V s·Φasnosti sa pou₧φvanie siete Internet stßva be₧nou samozrejmos¥ou. V²znam poΦφtaΦovej
siete Internet spoΦφva predovÜetk²m v tom, ₧e tßto sie¥ je nevyΦerpate╛n²m zdrojom informßciφ
a ·dajov zo vÜetk²ch oblastφ ╛udskΘho ₧ivota. Internet okrem toho poskytuje aj mno₧stvo slu₧ieb
ako naprφklad doruΦovanie elektronickej poÜty, prenos s·borov, vyh╛adßvanie informßciφ o
u₧φvate╛och, prφstup a vyu₧φvanie vzdialen²ch poΦφtaΦov, WWW a ve╛a in²ch.
ARPANET
V priebehu 60-tych rokov organizßcia RAND spolu s univerzitami MIT a Los Angeles (UCLA) rozpracovala koncepciu decentralizovane odolnej paketovo-orientovanej siete. V roku 1968 bola pod╛a tohto princφpu postavenß prvß testovacia sie¥ v Nßrodnom fyzikßlnom laborat≤riu vo Ve╛kej Britßnii. Krßtko potom sa Pentagonskß agent·ra ARPA (Advanced Research Projects Agency) rozhodla financova¥ analogick² projekt. Na jese≥ v roku 1969 bol inÜtalovan² prv² uzol siete v UCLA a koncom tohto roku boli na svete Ütyri uzly, ktorΘ vytvorili zßrodok siete, pomenovanej pod╛a svojho sponzora - ARPANET.Protokol TCP/IP
V roku 1971 mal u₧ ARPANET pΣtnßs¥ uzlov a o rok nesk⌠r 37. Hlavnou Φinnos¥ou ARPANETu bola v²mena informßciφ a osobn²ch sprßv. V²skumnφ pracovnφci pou₧φvali sie¥ k spoluprßci na projektoch, k v²mene pracovn²ch sprßv a pod. ╝udia mali na ARPANETovsk²ch poΦφtaΦoch svoj osobn² ·Φet a svoju osobn· adresu pre elektronick· poÜtu.
Behom 70-tych rokov sa sie¥ ARPANET stßle viac rozrastala; jej decentralizovanß Ütrukt·ra t·to expanziu len u╛ahΦovala. Na rozdiel od Ütandardn²ch firemn²ch poΦφtaΦov²ch sietφ mohol ARPANET pripojova¥ ve╛a r⌠znych poΦφtaΦov - staΦilo, aby tieto poΦφtaΦe rozumeli paketovo-orientovanΘmu protokolu novej siete, vÜetko ostatnΘ bolo irelevantnΘ [9].
P⌠vodn²m protokolom pre komunikßciu v sieti ARPANET bol NCP (Network Control Protocol), ale s postupom Φasu a vznikom nov²ch pokroΦilejÜφch technol≤giφ zaΦal by¥ NCP nahradzovan² prepracovanejÜφm Ütandardom vyÜÜej ·rovne oznaΦovan²m TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Tento protokol vznikol ako v²sledok projektu agent·ry DARPA, ktor² mal za cie╛ sk·ma¥ techniky a technol≤gie pre prepojovanie paketov²ch sietφ r⌠znych typov; systΘm sietφ navrhnut²ch v rßmci tohto projektu voÜiel do povedomia pod oznaΦenφm Internet. Sada protokolov TCP/IP mß dve skupiny: TCP (Transmission Control Protocol) prevßdza sprßvy do sekvencie paketov na zdrojovom uzle a potom ich znovu zostavuje do p⌠vodn²ch sprßv na cie╛ovom uzle siete. IP (Internet Protocol) obhospodaruje adresovanie a to tak, aby pakety mohli by¥ smerovanΘ nielen cez rad uzlov, ale dokonca aj cez rad sietφ pracuj·cich s r⌠znymi komunikaΦn²mi protokolmi.Internet
V roku 1977 zaΦal by¥ TCP/IP pou₧φvan² in²mi sie¥ami pre pripojovanie k ARPANETu. Samotn² ARPANET zostßval pod pevn²m riadenφm do roku 1983, kedy sa jeho vojensk² segment oddelil a vytvoril samostatn· vojensk· sie¥ MILNET.
V roku 1994 vst·pila do hry Nßrodnß vedeckß nadßcia USA (NSF - National Science Foundation) prostrednφctvom svojho ·radu pre pokroΦilΘ vedeckΘ v²poΦty, ktor² inicioval v²voj siete NSFNET. Tßto sie¥ priniesla novΘ r²chle tempo ∩alÜieho technickΘho zdokona╛ovania. Nesk⌠r sa pridali aj ∩alÜie vlßdne agent·ry (NASA, National Institutes of Health, Department of Energy a pod.), aby prispeli k rozÜirovaniu sie¥ovej chrbtice Internetu. V Eur≤pe vznikli v²znamnΘ medzinßrodnΘ chrbtice ako NORDUNET [9].
Samotnß sie¥ ARPANET formßlne zanikla v roku 1983. Jej u₧φvatelia to prakticky ani nezaznamenali, preto₧e ARPANETovskΘ slu₧by fungovali ∩alej, a naviac boli a s· stßle zdokona╛ovanΘ. Pou₧itie Ütandardu TCP/IP pre poΦφtaΦovΘ sie¥ovanie sa stalo globßlnou zßle₧itos¥ou.
Internet je obrovskß sie¥ vytvorenß p⌠vodne spojenφm r⌠znych v²skumn²ch sietφ a sietφ vo vojenskom priemysle (ako naprφklad NSFnet, MILnet a CREN). S viac ne₧ mili≤nom registrovan²ch uzlov, mnoho z nich s· servery alebo menÜie siete, je dnes Internet najvΣΦÜou poΦφtaΦovou sie¥ou na svete. Vidno to aj z grafu (pozri obrßzok 1), ktor² zobrazuje trend rastu poΦφtaΦov v polroΦnom cykle od janußra 1991 do roku 2000 (tento graf je dielom firmy Network Wizards, ktorej adresa je http://www.nw.com).
Internet umo₧≥uje svojim u₧φvate╛om komunikova¥ prostrednφctvom sie¥ov²ch
slu₧ieb. S· to naprφklad: Elektronickß poÜta, Slu₧by pre vzdialenΘ prihlasovanie, DiskusnΘ
skupiny a f≤ra, Slu₧by pre vyh╛adßvanie a prenos s·borov, R⌠zne slu₧by k vyh╛adßvaniu zdrojov,
zßujmov²ch skupφn, prφpadne jednotliv²ch u₧φvate╛ov, Komunikßcia v reßlnom Φase at∩. Pre ich
vyu₧φvanie je potrebn² poΦφtaΦ, ktor² je priamo alebo sprostredkovane pripojen² k Internetu.
V sedemdesiatich rokoch 20. storoΦia sa zaΦali objavova¥ prvΘ v²znamnejÜie roz╛ahlΘ poΦφtaΦovΘ siete.
Ved╛a experimentßlnych sietφ (ako napr. ARPANET a CYCLADES) to boli predovÜetk²m siete
budovanΘ pod╛a vlastn²ch koncepciφ popredn²ch v²robcov poΦφtaΦov (naprφklad siete SNA firmy
IBM, DNA firmy DEC). Zatia╛ Φo experimentßlne siete boli od zaΦiatku heterogΘnne a priamo
teda poΦφtali so zapojenφm poΦφtaΦov r⌠znych typov od r⌠znych v²robcov, mo₧nos¥ zapojenia
do ostatn²ch sietφ bola viazanß na vlastnφctvo produktov prφsluÜnΘho v²robcu, ktor² si v
rßmci vlastnej sie¥ovej architekt·ry vytvßral svoje ÜpecifickΘ konvencie a protokoly. Preto
sa onedlho objavila potreba jednotnΘho Ütandardu pre vzßjomnΘ prepojovanie poΦφtaΦov²ch
systΘmov r⌠znych typov a koncepciφ, ktorΘ boli v²sledkom prßce r⌠znych v²robcov. Potrebu
vytvorenia takΘhoto Ütandardu si uvedomila aj medzinßrodnß organizßcia ISO, ktorß sa v roku
1977 rozhodla t·to ·lohu rieÜi¥.
Vytvorila si k tomu nov· podskupinu (SC16) v rßmci svojej technickej komisie pre spracovanie
dßt a t· poverila prφpravou novΘho Ütandardu. Ten dostal prv² pracovn² nßzov: Open Systems
Architecture (t.j. architekt·ra otvoren²ch systΘmov). Prφvlastok "otvoren²" (open) tu mal
zd⌠razni¥, ₧e systΘm vyhovuj·ci zam²Ü╛anΘmu Ütandardu bude pripraven² pre vzßjomnΘ prepojenie
so vÜetk²mi ostatn²mi systΘmami na celom svete, ktorΘ bud· tomuto Ütandardu vyhovova¥.
Prvß pracovnß sch⌠dzka podskupiny SC16 sa konala v marci 1978. VÜetci z·Φastnenφ sa r²chlo
zhodli na vrstvovej koncepcii, ktorß dokß₧e nielen vyhovova¥ vÜetk²m nßrokom na vzßjomnΘ
prepojovanie otvoren²ch systΘmov, ale je schopnß aj neskorÜieho rozÜirovania tak, aby mohla
vyhovova¥ aj bud·cim po₧iadavkßm. Podskupina SC 16 sa preto zaΦala okam₧ite zaobera¥ otßzkou,
o ko╛k²ch vrstvßch bude najvhodnejÜie uva₧ova¥ a akΘ ·lohy t²mto vrstvßm zveri¥.
Pre potreby svojho rozhodovania si podskupina SC16 sformulovala celkom 13 princφpov, ktorΘ
sa potom sna₧ila aplikova¥. Vychßdzala z nasleduj·cich myÜlienok:
- Samostatnß vrstva by mala vznikn·¥ vÜade tam, kde je potrebn² in² stupe≥ abstrakcie.
- Ka₧dß vrstva by mala zais¥ova¥ presne vymedzenΘ funkcie. Tieto funkcie by mali by¥ volenΘ tak, aby pre ich realizßciu mohli by¥ vytvorenΘ ÜtandardizovanΘ protokoly s medzinßrodnou p⌠sobnos¥ou.
- Rozhrania medzi vrstvami by mali by¥ volenΘ tak, aby bol minimalizovan² tok dßt cez tieto rozhrania.
- PoΦet vrstiev by mal by¥ tak ve╛k², aby vzßjomne odliÜnΘ funkcie nemuseli by¥ zara∩ovanΘ do rovnakej vrstvy, a s·Φasne s t²m tak mal², aby celß architekt·ra zostala dostatoΦne preh╛adnß.
V²sledkom aplikovania t²chto princφpov bolo vymedzenie siedmich vrstiev a Üpecifikßcie ·loh, ktorΘ by tieto vrstvy mali zais¥ova¥.
EÜte v priebehu prßce na pripravovanom Ütandarde zmenila podskupina SC16 aj jeho pracovn² nßzov z Open Systems Architecture na Open Systems Interconnection Architecture, v preklade: architekt·ra vzßjomnΘho prepojovania otvoren²ch systΘmov.
V j·li roku 1979 bol odovzdan² ako koncept nßvrhu nadriadenej technickej komisii TC97, ktorß ho koncom roku 1979 prijala za zßklad pre ∩alÜφ v²voj navΣzuj·cich Ütandardov pre vzßjomnΘ prepojovanie otvoren²ch systΘmov v rßmci organizßcie ISO [8].
Na posledn· chvφ╛u bol vÜak eÜte raz zmenen² slovn² nßzov Ütandardu. Z bli₧Üie neznßmych d⌠vodov bolo vypustenΘ slovo Architecture, a naopak boli pridanΘ dve novΘ slovß: Reference Model (referenΦn² model). Tie maj· zd⌠razni¥, ₧e cel² Ütandard nie je len jedn²m konkrΘtnym nßvrhom sp⌠sobu, ako rieÜi¥ vzßjomnΘ prepojovanie, ale sk⌠r spoloΦn²m rßmcom, Φi vzorom (referenΦn²m modelom), pod╛a ktorΘho by malo by¥ vzßjomnΘ prepojovanie systΘmov rieÜenΘ. Sprßvny nßzov celΘho Ütandardu teda znie: Reference Model of Open Systems Interconnection (ReferenΦn² model prepojovania otvoren²ch systΘmov) a ako norma ISO mß Φφslo 7498.
Protokoly a slu₧by pre jednotlivΘ vrstvy vznikli a₧ dodatoΦne a to ako samostatnΘ Ütandardy (resp. normy) ISO, alebo ako prevzatΘ Ütandardy in²ch organizßciφ (napr. CCITT Φi IEEE). Postupne tak vznikali, respektφve stßle vznikaj·, novΘ protokoly definuj·ce mo₧nΘ sp⌠soby fungovania jednotliv²ch vrstiev ISO/OSI modelu.
VÜeobecne uznßvan²m abstraktn²m modelom sie¥ov²ch komunikßciφ je OSI (Open System Interconnect)
model (obr. 2) navrhnut² Medzinßrodnou organizßciou pre Ütandardizßciu ISO. Ten pozostßva zo
siedmich vrstiev, ktorΘ definuj· komunikaΦnΘ schopnosti potrebnΘ k uskutoΦneniu vzßjomnej
komunikßcie medzi ktor²miko╛vek dvomi poΦφtaΦmi. Ka₧dß vrstva vyu₧φva slu₧by bezprostredne
ni₧Üej vrstvy a sama poskytuje svoje slu₧by bezprostredne vyÜÜej vrstve.
AplikaΦnß vrstva (Application Layer)
Je najvyÜÜou vrstvou v referenΦnom modeli OSI. Tßto vrstva je zodpovednß za poskytovanie
prφstupu aplikßcißm do siete. Prφkladom ·lohy aplikaΦnej vrstvy m⌠₧e by¥ prenos s·borov
(FTP), elektronickß poÜta (MAIL), prφpadne aj sprßva siete. Programy m⌠₧u zφska¥ prφstup
k slu₧bßm aplikaΦnej vrstvy pomocou elementov aplikaΦnej vrstvy (Application Service Element
- ASE). AplikaΦnß vrstva odovzdßva ₧iadosti programov a dßta prezentaΦnej vrstve, ktorß je
zodpovednß za k≤dovanie dßt z aplikaΦnej vrstvy do vhodnej formy. Medzi programy a protokoly,
ktorΘ poskytuj· slu₧by aplikaΦnej vrstvy patria [1]:
PrezentaΦnß vrstva (Presentation Layer)
Zahr≥uje transformßcie potrebnΘ naprφklad pre sprßvnu interpretßciu dßt na cie╛ovom poΦφtaΦi.
V tejto vrstve s· vykonßvanΘ operßcie ako dßtovß kompresia a dekompresia alebo k≤dovanie a
dek≤dovanie dßt, prφpadne konverzie dßt z k≤du EBCDIC do ASCII a pod. PrezentaΦnß vrstva
poskytuje slu₧by pre aplikaΦn· vrstvu le₧iacu nad ≥ou a vyu₧φva relaΦn· vrstvu pod sebou.
Len vo ve╛mi mßlo prφpadoch sa prezentaΦnß vrstva vyskytuje v Φistej podobe. Programy
aplikaΦnej a relaΦnej vrstvy v zßsade zahr≥uj· niektorΘ alebo vÜetky funkcie prezentaΦnej
vrstvy.
RelaΦnß vrstva (Session Layer)
NadvΣzuje a ruÜφ relßcie (session) medzi koncov²mi ·Φastnφkmi. Pri nadvΣzovanφ relßcie si tßto
vrstva vy₧iada spojenie od transportnej vrstvy, prostrednφctvom ktorΘj komunikuj· ·Φastnφci
relßcie. Ak treba nejako riadi¥ komunikßciu (half duplex), robφ to prßve relaΦnß vrstva. Tßto
vrstva mß na starosti vÜetko Φo treba pre ukonΦenie relßcie a zruÜenie spojenia
(prostrednφctvom transportnej vrstvy). Funkcie definovanΘ v relaΦnej vrstve s· urΦenΘ pre
medzisie¥ov· komunikßciu. Nasleduj·cich nieko╛ko protokolov zahr≥uje ve╛a funkciφ relaΦnej
vrtsvy.
Transportnß vrstva (Transport Layer)
Je zodpovednß za prenos dßt na dohodnutej ·rovni kvality. Je mo₧nΘ dopredu
Üpecifikova¥ r²chlos¥ prenosu a mieru ch²b. Aby bolo zaistenΘ doruΦenie paketu,
s· posielanΘ pakety oznaΦenΘ poradov²m Φφslom. Tßto vrstva potom u prφjemcu
overuje Φφsla paketov a zaruΦuje tak, ₧e vÜetky pakety bud· sprßvne doruΦenΘ. V
modeli OSI rozliÜujeme tri typy podsie¥ov²ch slu₧ieb:
- Typ A: Ve╛mi spo╛ahlivß slu₧ba s nadviazanφm spojenia.
- Typ B: Nespo╛ahlivß slu₧ba s nadviazanφm spojenia.
- Typ C: Nespo╛ahlivß slu₧ba, mo₧n² prenos bez nadviazania spojenia.
Trieda
transportn²ch protokolov
Kateg≤ria
sie¥ov²ch slu₧ieb
Funkcia
TP0
A
jednoduchß
obßlka sie¥ov²ch protokolov
TP1
B
zotavenie
z v²padku sie¥ov²ch spojenφ
TP2
A
multiplexovanie
jednΘho sie¥ovΘho spojenia medzi viacej transportn²ch spojenφ
TP3
B
multiplexovanie
a zotavenie z v²padku
TP4
C
detekcia
a oprava chyb, zotavenie z v²padku
Tab. 1: Triedy transportn²ch protokolov
TP0 (Transfer Protocol Class 0) - | predstavuje najjednoduchÜφ protokol, spσ≥a slu₧bu typu A. To znamenß, ₧e podsie¥ robφ pre transportn· vrstvu najvΣΦÜφ podiel prßce. Preto₧e podsie¥ je spo╛ahlivß, TP0 nevy₧aduje detekciu ani korekciu ch²b. |
TP1 (Transfer Protocol Class 1) - | predstavuje podsie¥ typu B. Tßto slu₧ba nemusφ by¥ spo╛ahlivß, preto TP1 poskytuje vlastn· detekciu ch²b, vrßtane schopnosti opakova¥ prenos v prφpade chybnΘho paketu. |
TP2 (Transfer Protocol Class 2) - | m⌠₧e vykonßva¥ multiplexovanie prenosov, preto v jedinom sie¥ovom spojenφ m⌠₧e by¥ uskutoΦnen²ch viacej prenosov²ch kanßlov. TP2 predstavuje podsie¥ typu A. |
TP3 (Transfer Protocol Class 3) - | predstavuje podsie¥ typu B a mß mo₧nosti slu₧ieb TP1 a TP2. |
TP4 (Transfer Protocol Class 4) - | je najv²konnejÜφm protokolom, ktor² mß minimßlne po₧iadavky na schopnosti alebo spo╛ahlivos¥ podsiete. TP4 je jedin²m protokolom transportnej vrstvy, ktor² umo₧≥uje prenos bez nadviazania spojenia [1]. |
Sie¥ovß vrstva (Network Layer)
Zais¥uje potrebnΘ smerovanie (routing) prenßÜan²ch paketov ak neexistuje priame
spojenie medzi prφjemcom a odosielate╛om. Tßto vrstva musφ pozna¥ konkrΘtnu
topol≤giu siete.
Sie¥ovß vrstva plnφ tieto hlavnΘ ·lohy:
Medzi protokoly sie¥ovej vrstvy patria [1]:
Linkovß vrstva (Data Link Layer)
ZabezpeΦuje prenos blokov dßt (rßmcov). Rozoznßva zaΦiatok a koniec rßmcov,
rozpoznß chyby v prenose (na rozdiel od fyzickej vrstvy), potvrdzuje bezchybn²
prenos, prφpadne si vy₧iada opakovanie prenosu. V linkovej vrstve s· pou₧φvanΘ
nasleduj·ce protokoly [1]:
Fyzickß vrstva (Physical Layer)
Je najspodnejÜou vrstvou referenΦnΘho modelu OSI. Tßto vrstva odovzdßva dßtovΘ
pakety z linkovej vrstvy nad ≥ou, prevßdza obsah t²chto paketov na sΘriu
elektrick²ch signßlov reprezentovan²ch hodnotami 0 a 1 v digitßlnom prenose.
Tieto signßly s· posielanΘ cez prenosovΘ mΘdium k fyzickej vrstve prφjemcu. U
prφjemcu je elektrick² signßl konvertovan² fyzickou vrstvou na sΘriu bitov²ch
hodn⌠t. Tieto hodnoty s· zoskupenΘ do paketov a odovzdanΘ linkovej vrstve.
Tßto vrstva je v₧dy (okrem simulßciφ) realizovanß hardvΘrom. Zahr≥uje prenosovΘ
mΘdium, fyzickΘ rozhrania a elektrickΘ, resp. optickΘ signßly pou₧φvanΘ pre
k≤dovanie dßt. Prφkladom konkrΘtnej implementßcie fyzickej vrstvy je meden²
vodiΦ prepojuj·ci rozhrania EIA/TIA-232 (predt²m RS-232, asynchr≤nna sΘriovß
linka) alebo Üpecifikßcia ISO 2110, ktorß definuje rozlo₧enie v²vodov pre
25-v²vodovΘ sΘriovΘ konektory (V.24 a RS-232D).
Medzi ukß₧ky Üpecifikßcii tejto vrstvy patria:
(c) 2004 Ing. Peter GaÜparoviΦ - www.pgasparovic.com
Literat·ra
[1] Feiber, W.: Encyklopedie poΦφtaΦov²ch sφtφ. Praha, Computer Press, 1996.
[2] B°ehovsk², P.: Praktick² ·vod TCP/IP. ╚eskΘ Bud∞jovice, KOPP, 1994.
[3] Mrßzek, L.: Prvnφ kroky INTERNETEM aneb Je to na WWW!. ╚eskΘ Bud∞jovice, KOPP, 1995.
[4] èmrha, P. - Rudolf, V.: Internetworking pomocφ TCP/IP. ╚eskΘ Bud∞jovice, KOPP, 1995.
[5] Hejna, L.: Lokßlnφ poΦφtaΦovΘ sφte. Praha, GRADA, 1994.
[6] Falk, B.: Pr∙vodce sv∞tem Internetu. Praha, Computer Press, 1995.
[7] Lhotka, L.: SERVER v INTERNETU. ╚eskΘ Bud∞jovice, KOPP, 1997.
[8] Peterka, J.: Co je Φφm ... v poΦφtaΦov²ch sφtφch. COMPUTERWORLD, 1994, Φ. 4, 7, 9, 17, 21, 35, 44.