Tekst ten zostal opublikowany w 64 i 64 tygodnika sieciowego "Spojrzenia". _______________________________________________________________________ Eric Behr PAJECZYNY ========= Apel Jurka Krzystka o materialy do "Spojrzen" zawieral m.in. prosbe o artykuly poswiecone sieciom komputerowym. Nie doczekalem sie odzewu, wiec w wolnych chwilach sam sklecilem z trudem elementarzyk dla poczatkujacych. Trudnosc polega m. in. na tym, ze nie znam polskiej terminologii komputerowej, a ta, ktora znam, wydaje mi sie juz nieco sztuczna i smieszna. Na zyczenie nastapi ciag dalszy. I. Kilka ogolnikow Do komunikacji miedzy dwoma komputerami teoretycznie wystarczy kawalek drutu. Podobnie jest z telefonami -- kiedys kazdy telefon polaczony byl z centrala osobnym przewodem, a telefonistka na zadanie laczyla dwa takie druty tworzac bezposrednie polaczenie. Wspolczesne sieci (telefoniczne czy komputerowe) sa duzo bardziej skomplikowane dlatego, ze po drodze trzeba bylo rozwiazac nastepujace problemy: niezawodnosc i szybkosc przekazu, rownolegla transmisja wielu danych jednym przewodem, itp. Wszystko to zalatwiane jest w swiecie komputerow przez tzw. protokoly komunikacyjne, czyli systemy sygnalow i odpowiedzi, dzieki ktorym `rozmawiajace' komputery upewniaja sie nawzajem, ze wszystko jest OK, albo ze cos gdzies nawalilo i trzeba dane przekazac jeszcze raz. Gdy laczymy sie przez modem z komputerem kolegi trzy ulice dalej, protokol musi martwic sie tylko o bledy w przekazie. Wspolczesne sieci komputerowe skladaja sie z tysiecy polaczen miedzy milionami komputerow na calym swiecie, wiec protokoly uzywane na nich sa naturalnie duzo bardziej skomplikowane. Zaczynaja wchodzic w gre kwestie `adresowania' (skad niby ten drut czy wlokno szklane ma wiedziec, dla ktorego komputera przeznaczona jest dana informacja?), opoznien w przekazie (niektore protokoly rozbijaja dane na mniejsze kawalki, i moga one przybyc w miejsce przeznaczenia w innej kolejnosci, niz zostaly wyslane), funkcjonalnosci (komputery powinny moc wspolpracowac na wiele rozmaitych sposobow), efektywnosci (rozne metody przekazu nadaja sie najbardziej do roznych zadan), itd. Wszystkim tym martwia sie specjalisci, ktorzy projektuja i pisza programy uzywane przez nas, smiertelnikow. Ale kazdy uzytkownik sieci powinien choc metnie zdawac sobie sprawe ze zlozonosci tego, co dzieje sie w kuluarach. II. Odrobina historii Wspolczesne sieci maja swoje poczatki we wczesnych latach 70- tych. Wtedy wlasnie powstaly zalazki dwoch najwiekszych: BITNET'u i ARPANet'u. Funkcjonalnosc BITNETu jest dosc ograniczona -- komunikacja sprowadza sie glownie do poczty elektronicznej i przekazu wiekszych plikow w specjalnym formacie. Skupimy sie wiec na tej drugiej. ARPANet (nazwa jest skrotem od `Advanced Research Projects Agency Network') zaczal dzialac w 1969 roku jako eksperymentalna siec finansowana przez amerykanski Departament Obrony. Tworcy jej wybrali inne podejscie, zarowno filozoficzne, jak organizacyjne i techniczne. Rozwoj ARPANetu byl od poczatku wynikiem eksperymentow i prob prowadzonych przez uzytkownikow; nie bylo wielu narzuconych z gory regul. Udane doswiadczenia przyjmowano przez aklamacje jako obowiazujace standardy, a niewypaly szly na smietnik historii. Zawsze kojarzy mi sie tu metafora o parkach: sciezki na Polach Mokotowskich zaprojektowal ze szczegolami urbanista, ktory nigdy chyba tam nie byl; natomiast rozklad brytyjskich parkow powstaje podobno tak, ze najpierw na pustym placu sieje sie trawe, a dopiero po kilku miesiacach robi alejki tam, gdzie spacerowicze ja wydeptali. Podstawa ARPANet'u jest grupa wypracowanych w ten sposob protokolow komunikacyjnych. Kazdy komputer, ktory `rozumie' te protokoly, moze wspolpracowac z innymi wezlami sieci. Protokoly te skonstruowane sa tez tak, zeby stanowily cos w rodzaju uniwersalnych klockow, z ktorych budowac mozna zlozone struktury -- protokoly sluzace nowym zastosowaniom. Rozwoj ARPANet'u byl wykladniczy. Jego pionierzy sadzili, ze nie warto zapewniac na sieci miejsca na wiecej, niz kilkaset wiekszych wierzcholkow; w tej chwili jest ich ponad milion. Gdyby nie elastycznosc projektu i ciagle przyjmowanie nowatorskich rozwiazan, ARPANet bylby w tej chwili anachronizmem. W latach 80-tych ARPANet podzielil sie na czesc scisle wojskowa, oddzielona bariera tajemnicy, oraz publiczna, laczaca glownie uniwersytety. Kazda nowopowstala siec, ktorej komputery znaly jezyk ARPANet'u, i ktora fizycznie podlaczyla sie do juz istniejacej czesci, stawala sie fragmentem tej sieci, okreslana ogolna nazwa `Internet'. Nie ma ona struktury organizacyjnej. Nad sprawami technicznymi czuwaja grupy ochotnikow obarczone odpowiedzialnoscia za nowe rozwiazania. Infrastruktura utrzymywana jest przez rozmaite firmy i organizacje wynajete w tym celu przez sponsorow typu National Science Foundation. Jedna z zelaznych regul ARPANet'u a pozniej Internet'u bylo to, ze ta publicznie fundowana siec nie moze sluzyc komercjalnym interesom jednostek. W miare przejmowania segmentow sieci przez organizacje nie zwiazane z rzadem, ograniczenie to jest coraz bardziej oslabiane. Istnieja juz firmy, ktorych dochod wywodzi sie w calosci ze sprzedazy klientom dostepu do Internetu. Mozemy spodziewac sie tego, ze w bliskiej przyszlosci polaczenie z Internetem mozna bedzie wykupic na poczcie tak, jak abonament telefoniczny. III. Funkcje sieci Jednym z najbardziej prymitywnych zadan sieci laczacej komputery jest przekazywanie poczty elektronicznej. W ogromnej wiekszosci wypadkow polega to na przeslaniu z jednego komputera do drugiego tekstu w standardowym formacie ASCII. Standard ten, opracowany bardzo dawno temu, zawiera podstawowe litery, cyfry, znaki, i niewiele poza tym. Niedawno zakonczyly sie prace (i klotnie) nad nowymi systemami pocztowymi takimi, jak ISO X.400, pozwalajacymi na przekazywanie bogatszych informacji: plikow z dzwiekami lub obrazami, skomplikowanych alfabetow, itp. Poczekamy kilka lat zanim te nowe umowy znajda szerokie zastosowanie. Dopoki to nie nastapi, na Internecie panowac bedzie protokol zwany SMTP (Simple Mail Transfer Protocol). Poczta nie jest zbyt dobrze dostosowana do przekazu duzych zbiorow danych. Przesylki dluzsze niz kilkanascie kilobajtow sa rzadkoscia. Niektore systemy w ogole nie potrafia sobie z nimi poradzic. Do przesylania duzych zbiorow danych uzywane sa inne metody. Maja one zwykle dodatkowa zalete -- potrafia przekazac dane o bogatszej strukturze, niz zwykle ASCII. Zapewnia to m.in. kolejny popularny protokol, FTP (File Transfer Protocol). Siec moze tez byc uzyta do tego, aby jeden komputer podlaczyc do drugiego tak, jak podlacza sie terminal. Bedac na wakacjach w Honolulu mozna skontaktowac sie ze swoim komputerem w Australii tak, jakby laczyl je zwyczajny drut. Mozna w ten sposob korzystac tez z publicznych zbiorow danych, jak np. niektore katalogi bibliotek uniwersyteckich. Zapozyczajac nazwe od najbardziej popularnej implementacji tej funkcji (znow na Internecie), okreslac ja bedziemy jako `Telnet'. Poza wspomnianymi podstawowymi rodzajami polaczen, istnieja tuziny innych, bardziej wyspecjalizowanych protokolow, o ktorych nie bedziemy szczegolowo pisac. Dobrym przykladem jest tu FSP, zastepujacy w niektorych sytuacjach ftp, albo gopher, ktory szybko staje sie standardowa metoda rozpowszechniania informacji wszelkiego rodzaju: adresow pocztowych, dostepu do baz danych, nawet dzwiekow i obrazow. Nieocenionym zrodlem informacji sa tez grupy dyskusyjne, ktore rozpowszechniane sa czesciowo przy pomocy protokolu NNTP ("Network News Transfer Protocol"). Eric Behr [dokonczenie w nastepnym numerze "Spojrzen"] _______________________________________________________________________ Eric Behr PAJECZYNY (dokonczenie) ========= IV. Adresy Wspominalismy juz, ze kazda siec komputerowa musi poslugiwac sie jakas metoda jednoznacznej identyfikacji poszczegolnych komputerow. Internet posluguje sie systemem, w ktorym kazdy wezel sieci jest oznaczony symbolem skladajacym sie z czterech `oktetow', czyli osmiobitowych slow. W tlumaczeniu na normalny system dziesietny, wyglada to np. tak: 138.87.132.21. Poniewaz komputery sa mimo wszystko dla ludzi, nie musimy zwykle pamietac tych liczb. Dobrze dzialajacy system umie tez poslugiwac sie nazwami symbolicznymi, np. spider.math.ilstu.edu. Symbole takie mozna dosc latwo odcyfrowac, czytajac je od tylu. Ostatni fragment oznacza bardzo szeroka kategorie wezlow (tzw. `top-level domain'): np. `edu' zarezerwowane jest dla uniwersytetow, `gov' oznacza instytucje rzadowa, `com' -- jednostke komercjalna, `mil' -- wezel wojskowy. Od kiedy Internet rozrosl sie poza granice USA, istnieja tez kategorie oznaczajace kraje, np. `pl' przydzielono Polsce. Pozostala czesc adresu symbolicznego zwykle reprezentuje coraz to nizsze poziomy hierarchicznej struktury Internetu: ilstu.edu znaczy Illinois State University, math.ilstu.edu to komputery na naszym wydziale matematyki, a wreszcie spider.math.ilstu.edu jest nazwa nadana komputerkowi czuwajacemu nad wydzialowa siecia. W praktyce musimy czasem poslugiwac sie adresami liczbowymi. Nazwy symboliczne rozpoznawane sa dzieki mechanizmowi zwanemu DNS, czyli `Domain Name System'; polega on na tym, ze maszyna, ktora nie wie co oznacza spider.math.ilstu.edu, usiluje zdobyc te informacje od kilku wiekszych pobliskich komputerow; jesli one tez nie znaja adresu liczbowego, to pytaja o to swoich sasiadow, itd, na zasadzie sztafety. Jasne jest, ze system taki bedzie funkcjonowal prawidlowo tylko wtedy, gdy polaczenia sa szybkie i stabilne, bo wszystko to musi sie dziac w ciagu kilku sekund; no i oczywiscie wtedy, gdy administratorzy sasiadujacych systemow znaja sie na rzeczy i wspolpracuja ze soba. Wszystko to czesto zawodzi w przypadku polaczen z nowymi sieciami. Dlatego warto miec w zapasie nie tylko adresy symboliczne, ale tez liczbowe. Mozna je znalezc na wiele sposobow; np. uzywajac Unix'owych programow arp i nslookup, albo korzystajac z bazy danych WHOIS na wezle nic.ddn.mil (192.112.36.5) i innych. V. Dzungla systemow Od lat producenci komputerow mieli za punkt honoru wyposazenie swojego produktu w najlepszy, najszybszy, najpotezniejszy system operacyjny. Mamy w zwiazku z tym VMS i Ultrix; SunOS i Solaris; KRONOS i SCOPE; Mach, MS DOS, OS-2, Xenix, System 7 i A/UX; VM, MVS i AIX; Unicos i HPUX. Komputery oparte sa tez na rozmaitych procesorach: od takich za cene skarpetek, do tych chlodzonych freonem i pozerajacych kilowaty energii elektrycznej. Wszystkie te systemy znalezc mozna na Internecie, bo na kazdym mozna zainstalowac specyficzna wersje protokolu TCP/IP. W najlepszej sytuacji sa ci, ktorzy uzywaja ktorejs z wariacji systemu Unix, bo prawie kazda ma TCP/IP wbudowany w standardowe oprogramowanie. W innych przypadkach niezbedny jest albo wysilek (instalacja darmowych implementacji TCP/IP), albo (czesto pokazny) wydatek. Bardzo chcialbym dac nowicjuszom gotowy przepis na uzywanie Internetu, ale nie jestem oczywiscie w stanie opisac wszystkich sytuacji i procedur. Tam, gdzie Unix wymaga wstukania `ftp', DOS zazyczy sobie najpierw inicjalizacji `miedzymordzia' sieciowego i pakietu TCP/IP, a posiadacz Macintosha bedzie musial pstryknac dwa razy mysza w obrazek programu XferIt... Opiszemy wiec wspolny mianownik -- jak poslugiwac sie tymi programami w najbardziej prymitywnym wcieleniu, tj. przy pomocy wystukiwanych na klawiaturze rozkazow (`command line interface'). Do przeprowadzenia ponizszych doswiadczen trzeba miec oczywiscie dostep do Internetu: miec wlasne konto na jakims wiekszym komputerze bedacym wezlem na tej sieci, albo mikrokomputer wyposazony w TCP/IP i podlaczony do swiata zewnetrznego, itd. Niezbedne jest tez naturalnie odpowiednie oprogramowanie. VI. Do dziela Opiszemy teraz bardziej szczegolowo jak korzystac z telnetu i ftp. Podstawowa znajomosc tych dwoch funkcji pozwala na zdobycie innych informacji i szczegolowych instrukcji dotyczacych innych protokolow, wiec bedzie to dla nas dobry poczatek. -- *** -- Przypomnijmy, ze telnet sluzy do polaczenia sie z innym komputerem tak, jakby moj byl po prostu terminalem (`koncowka'). W wiekszosci wypadkow ta druga maszyna bedzie chciala przeprowadzic normalny `login', czyli zapyta o nazwe konta i haslo. Skazani wiec jestesmy na eksperymenty z nielicznymi komputerami, ktore pozwalaja na publiczny dostep przy pomocy telnetu. Przyklad: maszyna e-math.ams.com, prowadzona przez Amerykanskie Towarzystwo Matematyczne, akceptuje fikcyjnego uzytkownika e-math, z haslem e-math. Piszemy `telnet e-math.ams.com'; po chwili pojawi sie notatka o nawiazanym polaczeniu. Odpowiadamy `e-math' na pytanie o login, `e-math' na pytanie o haslo. Nastepnie pilnie czytajac instrukcje na ekranie uzeramy sie z antycznym systemem, ktory pozwala nam na obejrzenie informacji o kolegach-matematykach, sciagniecie numeru Biuletynu AMS, itd. Wreszcie przerywamy polaczenie wg. instrukcji na ekranie, a w niektorych systemach piszac `logout', `exit', `signoff', `logoff', albo jedna z jeszcze stu wariacji, ktorymi pokarali nas programisci systemowi. Po tym przezyciu jasne dla kazdego bedzie to, jak wazna jest emulacja (`udawanie'?) odpowiedniego terminala. Maszyny wymieniaja miedzy soba ciag prostych informacji, ktore musza zostac poprawnie interpretowane. Niektore z tych sygnalow musza zamienic sie w znaki wyswietlane na ekranie, inne musza przesunac w odpowiednie miejsce kursor, itd. Porozumiewajace sie maszyny musza `dogadac sie' na temat tego, jaki terminal udaja. Najbardziej popularnym typem jest obecnie `vt100', dawno temu zdefiniowany przez Digital Equipment Corporation. Na pytanie o rodzaj terminala najbezpieczniej jest podac wlasnie ten. Niektore wieksze komputery produkowane przez IBM uzywaja zupelnie innego rodzaju terminala, a mianowicie rodziny 3270. Zwykly telnet nie poradzi sobie z ta emulacja; potrzebna jest jego odmiana, wystepujaca zazwyczaj pod nazwa tn3270. Wiele dostepnych na sieci katalogow bibliotecznych wymaga wlasnie tego typu emulacji. -- *** -- Zabieramy sie teraz za ftp, czyli `file transfer protocol'. Jak juz wspomnielismy, sluzy on na Internecie do szybkiego i niezawodnego przesylania duzych plikow tekstowych lub binarnych. Dla przecietnego smiertelnika najciekawsze jest tu korzystanie z publicznych archiwow, do ktorych mozna podlaczyc sie przy pomocy `anonimowego ftp'. Wielu operatorow systemow na Internecie tworzy fikcyjnego uzytkownika zwanego `ftp', i nie zabezpiecza dostepu do jego plikow specjalnym haslem. Do takiego konta moze podlaczyc sie przy pomocy ftp kazdy uzytkownik sieci. Podkreslmy tu od razu jedna z podstawowych zasad kurtuazji sieciowej: archiwa te sa czesto prowadzone na komputerach, na ktorych jednoczesnie pracuja lokalni uzytkownicy, wiec nie nalezy ich obciazac w czasie normalnych godzin pracy. Przyklad: jedno z najwiekszych archiwow, zawierajace programy dla rozmaitych komputerow i dokumenty na wiele tematow, prowadzone jest przez Washington University w St. Louis. Otwieramy polaczenie piszac `ftp wuarchive.wustl.edu' i po chwili widzimy pytanie o uzytkownika (`ftp' albo `anonymous'), i o haslo. Niektore systemy zadowola sie tu dowolna odpowiedzia, a inne wymagaja prawdziwego adresu pocztowego. Ja na przyklad podaje haslo `[e-mail]', albo skrocona forme `behr@'. Po zaakceptowaniu polaczenia, `server' ftp oczekuje naszych polecen. Zawartosc archiwum mozna obejrzec wstukujac `dir', co wyswietli liste zwyklych plikow i kartotek (`directories') nizszego poziomu. Na przyklad `cd usenet' i `dir' pokaze m.in.: drwxrwxr-x 12 root archive 512 Jun 25 1992 bionet.molbio drwxrwxr-x 8 root archive 512 Jan 8 02:04 comp.archives drwxrwxr-x 3 root archive 512 Jun 25 1992 comp.benchmarks drwxrwxr-x 6 root archive 512 Jan 18 1992 rec.food.recipes Przenosimy sie teraz do innej kartoteki przy pomocy komendy `cd rec.food.recipes/recipes/misc', i znow robimy `dir', albo `ls'. Organizacja archiwow przypomina odwrocone drzewo z wieloma galeziami. Czesto dotarcie do interesujacych nas informacji wymaga przejscia kilkunastu takich rozgalezien. Mozemy zawsze zorientowac sie gdzie jestesmy piszac `pwd', przeniesc sie o poziom wyzej (`cd ..' albo `cdup'), lub skoczyc szybko do najwyzszego poziomu: `cd /'. Gdy wreszcie mamy przed soba upragniony plik, np. `pierogi', sciagamy go na nasz wlasny dysk piszac `get pierogi'. Pliki komputerowe wystepuja w wielu postaciach; m.in. sa pliki tekstowe (ASCII), w ktorych osmy bit kazdego `bajtu' (litery) nie ma znaczenia. Normalnie ftp przekazuje pliki obcinajac wlasnie ten bit. Sa tez jednak pliki `binarne', w ktorych osmy bit sie liczy. Przed przesylaniem takiego pliku musimy kazac ftp odpowiednio sie zachowac, piszac `binary', albo w skrocie `bin'. Gdy z kolei mamy do czynienia z nieznanym systemem, i zamierzamy przeslac plik tekstowy, lepiej jest wylaczyc przekaz binarny piszac `ascii'. Rozpoznawanie, ktory plik w archiwum jest ASCII, a ktory jest binarny, wymaga nieco doswiadczenia. Bezpieczniej jest zawsze uzywac przekazow binarnych. Wlasciciel systemu zwykle daje nam wskazowki na temat typu pliku przy pomocy pewnych standardowych skrotow dodawanych do nazwy: .txt -- zwykly tekst (ASCII) .bin -- plik binarny (program, itp.) .Z -- plik poddany kompresji, glownie pod Unixem (binarny) .tar -- `tape archive', kilka plikow zgrupowanych przy pomocy Unix'owego programu tar (binarny) .arc -- spakowane archiwum pochodzace zapewne z PC (binarny) .zip -- jak wyzej .zoo -- jak wyzej; dostepne takze na Atari i innych maszynach .hqx -- plik z Macintosha zakodowany przez BinHex (ASCII) .sit -- archiwum sporzadzone na Macintoshu przez program `StuffIt' (binarny) .ps -- program w jezyku drukarek, PostScript (ASCII) .gif -- plik graficzny w formacie GIF (binarny) .jpg -- plik graficzny w formacie JPEG (binarny) Na przyklad `ftpd.tar.Z' to `scisniete' archiwum, ktore musi byc przekazane binarnym ftp, a nastepnie odkodowane przez `uncompress' i odpakowane przy pomocy `tar'. Natomiast `bbedit.sit.hqx' to archiwum pochodzace z Macintosha, ktore mozna przeslac przy pomocy zwyklego ftp, a pozniej odkodowac `BinHex'em' i odpakowac programem `StuffIt'. Jak widac permutacji jest bardzo duzo; powyzsza lista jest tez bardzo niekompletna. Czytelnik powinien sie tu zainteresowac szczegolnie waznymi plikami, ktore mozna znalezc w setkach archiwow, a mianowicie `FAQ' czyli `Frequently Asked Questions'. Listy takich podstawowych pytan na rozmaite tematy sa zbierane przez ochotnikow i publikowane na sieci wieloma metodami, m.in. jako pliki dostepne przez anonimowe ftp. VII. Szukajcie, a znajdziecie Zlokalizowanie konkretnego pliku w sieciowym oceanie informacji nie jest proste. Jesli wiemy, ze nazywa sie on FTP.FAQ i jest na komputerze tirana.berkeley.edu w kartotece /pub/VARIA/polish, to oczywiscie nie ma problemu. Co innego, gdy np. szukamy `jakiegos programu, dzialajacego pod MS-DOS, do sterowania klawiatura MIDI'... Nieocenionym narzedziem jest tu `archie', czyli program, ktory laczy sie z `serwerami archie'; te z kolei co kilka dni zbieraja dane o zawartosci tysiecy archiwow. Archie przeszukuje te bazy danych wg. podanych slow kluczowych, i wyswietla rezultaty na ekranie. Do uzywania archie nalezy zainstalowac ten program na lokalnym komputerze (istnieja wersje dzialajace pod wieloma systemami), albo podlaczyc sie przy pomocy telnetu do jednego z `serwerow', np. archie.ans.net, jako uzytkownik `archie'. Tej drugiej metody nie nalezy stosowac na dluzsza mete. Szukanie programow przy pomocy archie wymaga wprawy w odpowiednim doborze slow kluczowych. Czesto tez interesujace nas informacje moga znajdowac sie w archiwum, ktore nie uczestniczy w tym systemie. Wtedy musimy uzyc innych metod, np. systemu WAIS, gopher'a albo po prostu bezposredniego pytania w jednej z grup dyskusyjnych `Usenet news'. Eric Behr _______________________________________________________________________