Какие бывают протоколы передачи данных?
Сложно представить современную жизнь без интернета. Но на базовом уровне глобальная сеть — это, по сути, просто связь между разными компьютерами. Обеспечивают эту связь сетевые протоколы передачи данных — перечень правил, определяющих особенности и порядок передачи информации.
Вообще, протоколов передачи данных существует довольно много. Мы же поговорим о самых основных.
IP — Internet Protocol
Первым объединил отдельные ПК в единую сеть. Можно сказать, что этот протокол является наиболее простым. А еще он ненадежен, ведь он не подтверждает доставку пакетов получателю, как и не контролирует целостность данных. По IP-протоколу передача данных происходит без установки соединения.
Главная задача IP — маршрутизация датаграмм, то есть речь идет об определении пути следования данных по узлам сети. До сего дня наиболее популярной версией являлся IPv4 с 32-битными адресами. Но, как известно, 4.29 млрд IPv4-адресов — это много, но уже давно недостаточно. Поэтому существует IPv6, который призван решить проблему переполнения адресов.
TCP/IP — Transmission Control Protocol/Internet Protocol
Это уже стек протоколов TCP и IP. TCP обеспечивает и контролирует передачу данных и следит за надежностью и целостностью. IP отвечает за маршрутизацию. Протокол TCP нередко используется другими, более комплексными протоколами.
UDP — User Datagram Protocol
Обеспечивает передачу данных, не создавая предварительного соединения между ними. UDP считают недостаточно надежным, т. к. пакеты могут не только не дойти, но и продублироваться либо прийти не по порядку.
Но есть и преимущество: скорость доставки данных. Именно поэтому в приложениях, особо чувствительных к сетевым задержкам, нередко применяют UDP.
FTP — File Transfer Protocol
Служит для передачи файлов. Этот протокол не новый — его успешно применяли задолго до появления IP. Он и сегодня используется при организации удаленного доступа к хостингам.
Надежен, гарантирует передачу данных, функционирует по принципу клиент-серверной архитектуры. Для работы с файловой системой сервера пользователь проходит аутентификацию (анонимный вариант тоже возможен), после чего получает доступ.
DNS
DNS представляет собой не только систему доменных имён (Domain Name System). Это еще и протокол, без которого данная система работать бы не смогла. Протокол дает возможность клиентским компьютерам запрашивать у DNS-сервера IP-адрес какого-нибудь сайта, плюс он помогает осуществлять обмен БД между серверами DNS. В работе системы также используются протоколы TCP и UDP.
HTTP — HyperText Transfer Protocol
Поначалу это был протокол передачи HTML-документов. Сейчас он задействуется в целях передачи произвольных данных в сети. Считается протоколом клиент-серверного взаимодействия без сохранения промежуточного состояния. В качестве клиента обычно выступает web-браузер, хотя это может быть и поисковый робот. При обмене информацией протокол HTTP чаще всего использует TCP/IP.
Протокол HTTP имеет расширение HTTPS, поддерживающее шифрование. В нем данные уже передаются поверх криптографического протокола TLS.
NTP — Network Time Protocol
На самом деле, не все протоколы передачи используются для обмена классического вида информацией. Протокол NTP служит для синхронизации локальных часов устройства со временем в глобальной/локальной сети. NTP задействует алгоритм Марзулло, в результате чего выбирается наиболее точный источник времени. А еще NTP работает поверх UDP, что позволяет ему достигать максимальной скорости передачи данных. В целом протокол довольно устойчив к изменениям задержек в глобальной/локальной сети.
SSH — Secure SHell
Обеспечивает удаленное управление ОС с применением TCP. В SSH шифруют весь трафик, при этом сохраняется возможность выбора алгоритма шифрования. Это необходимо для передачи паролей и прочей важной информации.
А еще SSH дает возможность обрабатывать любые другие протоколы передачи данных. Таким образом, кроме удаленного управления компьютером, через этот протокол вы сможете пропускать любые файлы либо даже аудио/видео-потоки.
SSH обычно применяют при работе с хостингами (клиент получает возможность удаленно подключиться к серверу и работать с ним).
ФОРМЫ HTML
Форма — это инструмент, с помощью которого HTML-документ может послать некоторую информацию в некоторую заранее определенную точку внешнего мира, где информация будет некоторым образом обработана.
Рассказать о формах в книге, посвященной HTML, достаточно трудно. Причина очень простая: создать форму гораздо проще, чем ту «точку внешнего мира», в которую форма будет посылать информацию. В качестве такой «точки» в большинстве случаев выступает программа, написанная на Перл или Си. Программы, обрабатывающие данные, переданные формами, часто называют CGI-скриптами. Сокращение CGI (Common Gateways Interface) означает «общепринятый интерфейс шлюзов». Написание CGI-скриптов в большинстве случаев требует хорошего знания соответствующего языка программирования и возможностей операционной системы Unix.
В последнее время определенное распространение получил язык PHP/FI, инструкции которого можно встраивать прямо в HTML-документы (документы при этом сохраняются в виде файлов с расширением *.pht или *.php ).
Формы передают информацию программам-обработчикам в виде пар [имя переменной]=[значение переменной] . Имена переменных следует задавать латинскими буквами. Значения переменных воспринимаются обработчиками как строки, даже если они содержат только цифры.
Как устроена форма
Форма открывается меткой и заканчивается меткой . HTML-документ может содержать в себе несколько форм, однако формы не должны находиться одна внутри другой. HTML-текст, включая метки, может размещаться внутри форм без ограничений.
Метка может содержать три атрибута, один из которых является обязательным. Вот эти атрибуты:
ACTION Обязательный атрибут. Определяет, где находится обработчик формы. METHOD Определяет, каким образом (иначе говоря, с помощью какого метода протокола передачи гипертекстов) данные из формы будут переданы обработчику. Допустимые значения: METHOD=POST и METHOD=GET . Если значение атрибута не установлено, по умолчанию предполагается METHOD=GET . ENCTYPE Определяет, каким образом данные из формы будут закодированы для передачи обработчику. Если значение атрибута не установлено, по умолчанию предполагается ENCTYPE=application/x-www-form-urlencoded .
Простейшая форма
Для того, чтобы запустить процесс передачи данных из формы обработчику, нужен какой-то орган управления. Создать такой орган управления очень просто:
Встретив такую строчку внутри формы, браузер нарисует на экране кнопку с надписью Submit (читается «сабмит» с ударением на втором слоге, от английского «подавать»), при нажатии на которую все имеющиеся в форме данные будут переданы обработчику, определенному в метке .
Надпись на кнопке можно задать такую, какая нравится, путем введения атрибута VALUE="[Надпись]" (читается "вэлью" с ударением на первом слоге, от английского "значение"), например:
Теперь мы знаем достаточно для того, чтобы написать простейшую форму . Она не будет собирать никаких данных, а просто вернет нас к тексту этой главы.
Пример 11 Простейшая форма
Надпись, нанесенную на кнопку, можно при необходимости передать обработчику путем введения в определение кнопки атрибута NAME=[имя] (читается "нэйм", от английского "имя"), например:
При нажатии на такую кнопку обработчик вместе со всеми остальными данными получит и переменную button со значением Поехали! .
В форме может быть несколько кнопок типа submit с различными именами и/или значениями. Обработчик, таким образом, может действовать по-разному в зависимости от того, какую именно кнопку submit нажал пользователь.
Как форма собирает данные
Существуют и другие типы элементов . Каждый элемент должен включать атрибут NAME=[имя] , определяющий имя элемента (и, соответственно, имя переменной, которая будет передана обработчику). Имя должно задаваться только латинскими буквами. Большинство элементов должны включать атрибут VALUE="[значение]" , определяющий значение, которое будет передано обработчику под этим именем. Для элементов и , однако, этот атрибут не обязателен, поскольку значение соответствующей переменной может вводиться пользователем с клавиатуры.
Основные типы элементов :
TYPE=submit
Кнопка отправляющая данные. Пример использования смотри выше.
TYPE=buttom Кнопка без определенных действий . Пример: Пример смотри ниже. TYPE= file Специальные поля с кнопкой для отправки фалов. Пример: С тем, как выглядит кнопка в действии, можно познакомиться в примере в конце урока. Там же - все остальные типы элементов форм. TYPE=text Определяет окно для ввода строки текста. Может содержать дополнительные атрибуты SIZE=[число] (ширина окна ввода в символах) и MAXLENGTH=[число] (максимально допустимая длина вводимой строки в символах). Пример: Определяет окно шириной 20 символов для ввода текста. По умолчанию в окне находится текст Иван , который пользователь может редактировать. Отредактированный (или неотредактированный) текст передается обработчику в переменной user . TYPE=password Определяет окно для ввода пароля. Абсолютно аналогичен типу text , только вместо символов вводимого текста показывает на экране звездочки (*). Пример: Определяет окно шириной 20 символов для ввода пароля. Максимально допустимая длина пароля — 10 символов. Введенный пароль передается обработчику в переменной pw . TYPE=radio Определяет радиокнопку. Может содержать дополнительный атрибут checked (показывает, что кнопка помечена). В группе радиокнопок с одинаковыми именами может быть только одна помеченная радиокнопка. Пример: 9600 бит/с
14400 бит/с
28800 бит/с Определяет группу из трех радиокнопок, подписанных 9600 бит/с , 14400 бит/с и 28800 бит/с . Первоначально помечена первая из кнопок. Если пользователь не отметит другую кнопку, обработчику будет передана переменная modem со значением 9600 . Если пользователь отметит другую кнопку, обработчику будет передана переменная modem со значением 14400 или 28800 . TYPE=checkbox Определяет квадрат, в котором можно сделать пометку. Может содержать дополнительный атрибут checked (показывает, что квадрат помечен). В отличие от радиокнопок, в группе квадратов с одинаковыми именами может быть несколько помеченных квадратов. Пример: Персональные компьютеры
Рабочие станции
Серверы локальных сетей
Серверы Интернет Определяет группу из четырех квадратов. Первоначально помечены второй и четвертый квадраты. Если пользователь не произведет изменений, обработчику будут переданы две переменные: comp=WS и comp=IS . TYPE=hidden Определяет скрытый элемент данных, который не виден пользователю при заполнении формы и передается обработчику без изменений. Такой элемент иногда полезно иметь в форме, которая время от времени подвергается переработке, чтобы обработчик мог знать, с какой версией формы он имеет дело. Другие возможные варианты использования Вы вполне можете придумать сами. Пример: Определяет скрытую переменную version , которая передается обработчику со значением 1.1 . TYPE=reset Определяет кнопку, при нажатии на которую форма возвращается в исходное состояние. Поскольку при использовании этой кнопки данные обработчику не передаются, кнопка типа reset может и не иметь атрибута name . Пример: Определяет кнопку Очистить поля формы , при нажатии на которую форма возвращается в исходное состояние.
Помимо элементов , формы могут содержать меню и поля для ввода текста .
Меню из n элементов выглядит примерно так:
Как Вы видите, меню начинается с метки и заканчивается меткой . Метка содержит обязательный атрибут NAME , определяющий имя переменной, которую генерирует меню.
Метка может также содержать атрибут MULTIPLE , присутствие которого показывает, что из меню можно выбрать несколько элементов. Большинство браузеров показывают меню в виде окна, в котором находятся элементы меню (высоту окна в строках можно задать атрибутом SIZE=[число] ). Меню в большинстве случаев показывается в виде выпадающего меню.
Метка определяет элемент меню. Обязательный атрибут VALUE устанавливает значение, которое будет передано обработчику, если выбран этот элемент меню. Метка может включать атрибут checked , показывающий, что данный элемент отмечен по умолчанию.
Разберем небольшой пример.
Такой фрагмент определяет меню из трех элементов: Вариант 1 , Вариант 2 и Вариант 3 . По умолчанию выбран элемент Вариант 1 . Обработчику будет передана переменная selection значение которой может быть option1 (по умолчанию), option2 или option3 .
После всего, что мы уже узнали, элемент может показаться совсем простым. Например:
Все атрибуты обязательны. Атрибут NAME определяет имя, под которым содержимое окна будет передано обработчику (в примере — address ). Атрибут ROWS устанавливает высоту окна в строках (в примере — 5). Атрибут COLS устанавливает ширину окна в символах (в примере — 50).
Текст, размещенный между метками и , представляет собой содержимое окна по умолчанию. Пользователь может его отредактировать или просто стереть.
Важно знать, что русские буквы в окне при передаче обработчику могут быть конвертированы в соответствующие им символьные объекты.
Методы GET и POST. Использование и отличия
HTTP методы GET и POST используются для отправки данных на сервер.
Чаще всего методы используются в HTML формах, гиперссылках и AJAX запросах.
POST и GET запросы можно отправить на сервер с помощью любого программного обеспечения, работающего с протоколом HTTP.
Обработка запросов может отличаться в зависимости от типа сервера.
Большинство действующих сайтов работают с языком программирования PHP. В этом случае передаваемые данные попадают в суперглобальные массивы $_GET и $_POST .
Массивы $_GET и $_POST являются ассоциативными. Таким образом, переданный на сервер параметр с именем "user_name", будет доступен как $_GET['user_name'] или $_POST['user_name'] в зависимости от используемого метода.
Какой метод использовать GET или POST, чем отличаются методы
Основное отличие метода GET от POST в способе передачи данных.
Запрос GET передает данные в URL в виде пар "имя-значение" (другими словами, через ссылку), а запрос POST передает данные в теле запроса (подробно показано в примерах ниже). Это различие определяет свойства методов и ситуации, подходящие для использования того или иного HTTP метода.
Страница, созданная методом GET , может быть открыта повторно множество раз. Такая страница может быть кэширована браузерами, проиндексирована поисковыми системами и добавлена в закладки пользователем. Из этого следует, что метод GET следует использовать для получения данных от сервера и не желательно в запросах, предполагающих внесений изменений в ресурс.
Например, можно использовать метод GET в HTML форме фильтра товаров: когда нужно, исходя из данных введенных пользователем, переправить его на страницу с отфильтрованными товарами, соответствующими его выбору.
Запрос, выполненный методом POST , напротив следует использовать в случаях, когда нужно вносить изменение в ресурс (выполнить авторизацию, отправить форму оформления заказа, форму обратной связи, форму онлайн заявки). Повторный переход по конечной ссылке не вызовет повторную обработку запроса, так как не будет содержать переданных ранее параметров. Метод POST имеет большую степень защиты данных, чем GET : параметры запроса не видны пользователю без использования специального ПО , что дает методу преимущество при пересылке конфиденциальных данных, например в формах авторизации.
HTTP метод POST поддерживает тип кодирования данных multipart/form-data, что позволяет передавать файлы.
Также следует заметить, что методы можно комбинировать. То есть, при необходимости вы можете отправить POST запрос на URL, имеющий GET параметры.
В каких случаях использовать POST и когда нужно использовать GET
В таблице ниже показаны распространенные варианты использования HTTP запросов с объяснением в чем разница между GET и POST запросами в конкретной ситуации.
Пользователь получит страницу с подходящими ему товарами, сможет сохранить ее в закладки, переслать ссылку на страницу с параметрами другим и вернуться к странице позже без повторного заполнения формы фильтра.
Для повторного посещения страницы пользователь должен будет повторно заполнить форму фильтра, страницей с параметрами нельзя будет поделиться, сохранить в закладки и вернуться к странице позже без повторного заполнения формы фильтра.
Отсутствует защита конфиденциальной информации. Введенный пароль будет виден в адресной строке браузера, будет сохранен в истории посещенных сайтов.
Хотя данные могут передаваться в незашифрованном виде, увидеть их можно только через инструменты разработчика или с помощью другого специального программного обеспечения.
При повторном обращении по конечной ссылке на сервере будет произведена повторная обработка, например, будет создана повторная заявка, оформлен еще один заказ, создан еще один запрос на обратную связь.
Повторное обращение по конечной ссылке не приведет к повторной обработке запроса с введенными ранее параметрами.
Переход по гиперссылке с параметрами равнозначен отправке запроса через HTML форму.
Нет технической возможности поместить POST запрос в гиперссылку.
Сравнительная таблица HTTP методов GET и POST
В таблице ниже приведены основные свойства и отличия GET и POST методов.
Данные видны всем в адресной строке браузера, истории браузера и т.п.
Данные можно увидеть только с помощью инструментов разработчика, расширений браузера, специализированных программ.
Не более 2048 символов
Примечание: ограничения могут быть установлены сервером.
Страница с параметрами может быть добавлена в закладки
Страница с параметрами не может быть добавлена в закладки.
Пример использования GET запроса
В примере показана простая HTML форма фильтра по нескольким параметрам.
HTML код формы, генерирующей GET запрос:
Диагональ экрана
Цвет
После отправки формы браузер переведет пользователя по ссылке:
http://example.com/catalog/?screen=4&color_black=on&color_white=on
Ссылка содержит URL документа, отвечающего за обработку и блок параметров. Знак "?" отмечает начало блока параметров GET запроса. Далее находятся пары "имя-значение", разделенные знаком "&". Имена параметров отделены от значений знаком " html">
После отправки формы браузер переведет пользователя по ссылке:
http://example.com/profile.php
Для того, чтобы увидеть переданные параметры, воспользуемся инструментами разработчика.
Запрос состоит из области заголовков и тела запроса.
В заголовках указана служебная информация: URL обработчика, тип кодирования, параметры браузера и т.д.
В теле запроса содержатся передаваемые параметры. Формат тела запроса может отличаться в зависимости от выбранного типа кодирования.
Протоколы передачи данных: что это, какие бывают и в чём различия?
Задумывались ли вы, как происходит обмен данными в сети? Для этого нужны протоколы передачи. Об основных типах рассказываем в этой статье.
Интернет очень большой и комплексный. Но на базовом уровне это всего лишь связь между различными компьютерами (не только персональными). Эта связь представляет из себя сетевые протоколы передачи данных — набор правил, который определяет порядок и особенности передачи информации для конкретных случаев.
Протоколов большое множество. Про основные из них рассказано далее.
IP — Internet Protocol
Протокол передачи, который первым объединил отдельные компьютеры в единую сеть. Самый примитивный в этом списке. Он является ненадёжным, т. е. не подтверждает доставку пакетов получателю и не контролирует целостность данных. По протоколу IP передача данных осуществляется без установки соединения.
Основная задача этого протокола — маршрутизация датаграмм, т. е. определение пути следования данных по узлам сети.
Популярная версия на текущий момент — IPv4 с 32-битными адресами. Это значит, что в интернете могут хранится 4.29 млрд адресов IPv4. Число большое, но не бесконечное. Поэтому существует версия IPv6, которая поможет решить проблему переполнения адресов, ведь уникальных IPv6 будет 2 ^ 128 адресов (число с 38 знаками).
TCP/IP — Transmission Control Protocol/Internet Protocol
Это стек протоколов TCP и IP. Первый обеспечивает и контролирует надёжную передачу данных и следит за её целостностью. Второй же отвечает за маршрутизацию для отправки данных. Протокол TCP часто используется более комплексными протоколами.
UDP — User Datagram Protocol
Протокол, обеспечивающий передачу данных без предварительного создания соединения между ними. Этот протокол является ненадёжным. В нём пакеты могут не только не дойти, но и прийти не по порядку или вовсе продублироваться.
Основное преимущество UDP протокола заключается в скорости доставки данных. Именно поэтому чувствительные к сетевым задержкам приложения часто используют этот тип передачи данных.
FTP — File Transfer Protocol
Протокол передачи файлов. Его использовали ещё в 1971 году — задолго до появления протокола IP. На текущий момент этим протоколом пользуются при удалённом доступе к хостингам. FTP является надёжным протоколом, поэтому гарантирует передачу данных.
Этот протокол работает по принципу клиент-серверной архитектуры. Пользователь проходит аутентификацию (хотя в отдельных случаях может подключаться анонимно) и получает доступ к файловой системе сервера.
DNS
Это не только система доменных имён (Domain Name System), но и протокол, без которого эта система не смогла бы работать. Он позволяет клиентским компьютерам запрашивать у DNS-сервера IP-адрес какого-либо сайта, а также помогает обмениваться базами данных между серверами DNS. В работе этого протокола также используются TCP и UDP.
HTTP — HyperText Transfer Protocol
Изначально протокол передачи HTML-документов. Сейчас же он используется для передачи произвольных данных в интернете. Он является протоколом клиент-серверного взаимодействия без сохранения промежуточного состояния. В роли клиента чаще всего выступает веб-браузер, хотя может быть и, например, поисковый робот. Для обмена информацией протокол HTTP в большинстве случаев использует TCP/IP.
HTTP имеет расширение HTTPS, которое поддерживает шифрование. Данные в нём передаются поверх криптографического протокола TLS.
NTP — Network Time Protocol
Не все протоколы передачи нужны для обмена классического вида информацией. NTP — протокол для синхронизации локальных часов устройства со временем в сети. Он использует алгоритм Марзулло. Благодаря нему протокол выбирает более точный источник времени. NTP работает поверх UDP — поэтому ему удаётся достигать большой скорости передачи данных. Протокол достаточно устойчив к изменениям задержек в сети.
Последняя версия NTPv4 способна достигать точности 10мс в интернете и до 0,2мс в локальных сетях.
SSH — Secure SHell
Протокол для удалённого управления операционной системой с использованием TCP. В SSH шифруется весь трафик, причём с возможностью выбора алгоритма шифрования. В основном это нужно для передачи паролей и другой важной информации.
Также SSH позволяет обрабатывать любые другие протоколы передачи. Это значит, что кроме удалённого управления компьютером, через протокол можно пропускать любые файлы или даже аудио/видео поток.
SSH часто применяется при работе с хостингами, когда клиент может удалённо подключиться к серверу и работать уже оттуда.