Протоколы прикладного уровня. TELNET

Главная задача Интернета и его набора протоколов TCP/IP — это обеспечить сервис для пользователя. Например, пользователь хочет иметь возможность выполнять различные прикладные программы на удаленном сайте и создать результат, который может быть передан к его местному сайту. Один из путей удовлетворения такой потребности — создать различные прикладные программы клиент-сервер для каждой услуги. Уже доступны программы передачи файлов (FTP и TFTP), электронной почты (SMTP) и так далее. Однако все конкретные программы клиентсервер для каждого применения описать невозможно.

Лучшее решение — общецелевая программа клиент-сервер, которая позволяет пользователю иметь доступ к любой прикладной программе на удаленном компьютере. После входа в систему пользователь может использовать услуги, доступные на удаленном компьютере, и принимать результаты на местном компьютере.

TELNET — это сокращение от Terminals NETwork. Это стандартный протокол TCP/IP для услуг виртуального терминала. TELNET дает возможность устанавливать соединение с удаленным компьютером таким образом, что создается впечатление, как будто местный терминал – это терминал удаленной системы.

Концепция

TELNET основан на концепциях, которые обсуждаются ниже.

Внешняя среда с разделением времени

TELNET был разработан в эпоху, когда большие операционные системы, такие как UNIX, работали с внешней средой по принципу разделения времени. Согласно этому принципу, большой компьютер поддерживал множество пользователей, предоставляя им часть общего времени. Взаимодействие между пользователем и компьютером осуществляется с помощью терминала, который обычно состоит из комбинации клавиатуры, монитора и мышки. Даже микрокомпьютер может моделировать терминал с помощью терминального эмулятора.

В среде с разделением времени вся обработка информации проводится в центральном компьютере. Когда пользователь печатает символ на клавиатуре, символ обычно посылается компьютеру и отражается на мониторе. Разделение по времени создается средой, в которой для каждого пользователя создается иллюзия специализированного компьютера. Пользователь выполняет программу доступа к системным ресурсам, переключается от одной программы к другой и так далее.

Логин

В среде с разделением времени пользователь — это часть системы с некоторыми правами и, вероятно, с паролем. Каждый полномочный пользователь имеет идентификатор и пароль. Пользовательская идентификация определяет пользователя как часть системы. Для доступа к системе пользователь начинает сеанс с пользовательского идентификатора (id) или с регистрационного имени (login name). Система помогает проверке пароля, чтобы предотвратить доступ к ресурсу неполномочного пользователя.

Местный логин

Когда пользователь входит в местную систему с разделением времени, это называется местный логин. Как только пользователь напечатает некое слово на терминале или рабочей станции, выполняющей эмуляцию терминала, сразу начинает работать терминальная программа (драйвер), которая распознает значение введенных символов. Терминальный драйвер передает символы операционной системе, в рамках этой системы комбинация символов интерпретируется и вызывает желаемую прикладную программу или утилиту (рис. 12.1 ).

Рис. 12.1. Местный login

Однако этот механизм не такой простой, как кажется, потому что операционная система может назначить специальные значения для специальных символов. Скажем, в UNIX некоторые комбинации символов имеют специальное значение, например, комбинации управляющих символов с символом "z", которые означают прекращение действия; комбинации управляющих символов с символом "c" означают остановку; и так далее. Несмотря на то что эти специальные ситуации не создают никаких проблем в местном вхождении в систему (login), потому что терминальный эмулятор и терминальный драйвер знают точно значение каждого символа и комбинации символов, они могут создавать проблемы при удаленном входе в систему. Какой процесс должен интерпретировать специальные символы? Клиент или сервер? Эта ситуация будет рассмотрена в этой лекции позднее.

Удаленный логин

Когда пользователь хочет иметь доступ к прикладной программе или утилите, размещенным на удаленном компьютере, он выполняет дистанционный вход в систему (логин). Здесь TELNET берет на себя функции клиента и сервера. Пользователь посылает сигнал нажатия кнопки терминальному драйверу, где местная операционная система принимает символы и интерпретирует их. Эти символы посылает TELNET-клиент, который преобразует символы к универсальному набору, называемому символы виртуального сетевого терминала (Network Virtual Terminal Characters), и доставляет их к местному стеку протоколов TCP/IP (рис. 12.2 ).

Рис. 12.2. Дистанционный login

Команды или текст в форме сетевого виртуального терминала (NVT) перемещаются через Интернет и прибывают на стек протоколов TCP/IP в удаленной машине. Здесь символы доставляются операционной системе и проходят к TELNET-серверу, который преобразует их в символы, понятные удаленному компьютеру. Однако символы не могут пройти прямо на операционную систему, потому что удаленная операционная система не разработана для получения трактовки этих символов от TELNET. Она спроектирована так, чтобы принимать символы от драйвера терминала. Решение, добавляющее необходимое программное обеспечение, называется псевдотерминальным драйвером, который преобразовывает поступившие символы как символы, поступающие от местного терминала. Операционная система затем предает символы к соответствующей прикладной программе.

Сетевой виртуальный терминал (NVT)

Механизм для доступа удаленного компьютера должен быть комплексным с учетом специфики каждой операционной системы. Например, для некоторых операционных систем знак конца — это Ctrl+z, в то время как в других операционных системах — это Ctrl+d.

Если мы хотим иметь доступ к любому удаленному компьютеру в мире, мы должны сначала знать специфику терминального эмулятора, используемую этим компьютером. TELNET решает эти проблемы определением универсального интерфейса, называемого NVT (Network Virtual Terminal — виртуальный сетевой терминал). Для каждого интерфейса TELNET переводит символы (данные или команды), которые получает от местного терминала, в NVT-форму и доставляет их в сеть. С другой стороны, сервер TELNET переводит команды из формы NVT в форму, доступную удаленному компьютеру. Все иллюстрации этой концепции смотрите на рисунке 12.3.

Рис. 12.3. Концепция NVT