( Замечание

Здесь и далее я иногда буду подразумевать, что одной машине в Сети всегда соответствует уникальный IP-адрес, и наоборот, для каждого IP-адреса существует своя машина, хотя это, разумеется, не так. Просто так получится немного короче.

Порт

Итак, мы ответили на первый поставленный вопрос - как адресовать отдельные машины в Интернете. Теперь давайте поглядим, как нам быть с программным обеспечением, использующим Сеть для обмена данными.

До сих пор мы расценивали машины, подключенные к Интернету, как некие неделимые сущности. Так оно, в общем-то, и есть (правда, с некоторыми оговорками) с точки зрения протокола IP. Но TCP использует в своей работе несколько другие понятия. А именно, для него отдельной сущностью является процесс - программа, запущенная где-то на компьютере в Интернете. Именно между процессами, а не между машинами, и осуществляется обмен данными в терминах протокола TCP. Мы уже знаем, как идентифицируются отдельные компьютеры в Сети. Осталось рассмотреть, как же TCP определяет тот процесс, которому нужно доставить данные.

нужды вникать, как они действуют - скажу только, что распространяются сведения об изменениях не сразу, а постепенно, спустя некоторое время, задаваемое администратором DNS-сервера, и рассылкой также занимаются DNS-серверы.

Просто? Не совсем. Представьте, какое бы произошло столпотворение на корневом домене ".если бы все запросы на получение IP-адреса проходили через него. Чтобы этого избежать, практически все машины в Сети кэшируют информацию о DNS-запросах, обращаясь к корневому домену (и доменам первого уровня - ru, com и т. д.) лишь изредка для обновления этого кэша. Например, пусть пользователь, подключенный через модем к провайдеру, впервые соединяется с машиной www.host.ru. В этом случае будет передан запрос корневому домену, а затем, по цепочке, поддомену host и, наконец, домену www. Если же пользователь вновь обратится к www.host.ru., то сервер провайдера сразу же вернет ему нужный IP-адрес, потому что он сохранил его в своем кэше запросов ранее. Подобная технология позволяет значительно снизить нагрузку на DNS-серверы в Интернете. В то же время у нее имеются и недостатки, главный из которых - вероятность получения ложных данных, например, в случае, если хост host.ru. только что отключился или сменил свой IP-адрес. Так как кэш обновляется сравнительно редко, мы всегда можем столкнуться с такой ситуацией.

Конечно, не обязательно, чтобы все компьютеры, имеющие различные доменные имена, были разными или даже имели уникальные IP-адреса: вполне возможна ситуация, когда на одной и той же машине на одном и том же IP-адресе располагаются сразу несколько доменных имен.

Пусть на некоторой системе выполняется программа (назовем ее Клиент), которая хочет через Интернет соединиться с какой-то другой программой (Сервером) на другой машине в Сети. Для этого должен выполняться ряд условий, а именно:

□ программы должны "договориться" о том, как они будут друг друга идентифицировать;

□ программа Сервер должна находиться в режиме ожидания, что сейчас к ней кто-то подключится;

Давайте остановимся на первом пункте чуть подробнее. Термин "договориться" тут не совсем уместен (примерно так же милиция "договаривается" с только что задержанным бандитом о помещении его в тюрьму). На самом деле программа Сервер, как только она запускается, говорит драйверу TCP, что она собирается использовать для обмена данными с Клиентами некоторый идентификатор, или порт, целое число в диапазоне от 0 до 65 535 (именно такие числа могут храниться в ячейке памяти размером в 2 байта). TCP регистрирует это в своих внутренних таблицах - разумеется, только в том случае, если какая-нибудь другая программа уже не "заняла" нужный нам порт (в последнем случае происходит ошибка). Затем Сервер переходит в режим ожидания поступления запросов, приходящих на этот порт. Это означает, что любой Клиент, который собирается вступить в "диалог" с Сервером, должен знать номер его порта. В противном случае TCP-соединение невозможно: куда передавать данные, если не знаешь, к кому подключиться?

Теперь посмотрим, какие действия предпринимает Клиент. Он, как мы условились, знает следующее:

□ IP-адрес машины, на которой запущен Сервер;

□ номер порта, который использует Сервер.

Как видим, этой информации вполне достаточно, поэтому Клиент посылает драйверу TCP команду на соединение с машиной, расположенной по заданному IP-адресу с указанием нужного номера порта. Поскольку Сервер "на том конце" готов к этому, он откликается, и соединение устанавливается.

Только что я употребил слово "откликается", подразумевая, что Сервер отправляет какое-то сообщение Клиенту о том, что он готов к обмену данными. Но вспомним, что для TCP существует только два понятия для идентификации процесса: адрес и порт. Так куда же направлять "отклик" Сервера? Очевидно, последний должен каким-то образом узнать, какой порт будет использовать Клиент для приема сообщений от него (ведь мы знаем, что принимать данные можно, только зарезервировав для этого у TCP номер порта). Эту информацию ему как раз и предоставляет драйвер TCP на машине Клиента, который непосредственно перед установкой соединения выбирает незанятый порт из списка свободных на данный момент портов на клиентском компьютере и "присваивает" его процессу Клиент. Затем драйвер информирует о номере порта Сервер в первом же сообщении о желании установить соединение. Собственно, это и составляет смысл такого сообщения.

Как только обмен "приветственными" сообщениями закончен (его еще называют "тройным рукопожатием", потому что в общей сложности посылается 3 таких сообщения), между Клиентом и Сервером устанавливается логический канал связи. Программы могут использовать его, как обычный канал Unix (это напоминает случай файла, открытого на чтение и запись одновременно). Иными словами, Клиент может передать данные Серверу, записав их с помощью системной функции в канал, а Сервер - принять их, прочитав из канала. Впрочем, мы вернемся к этому процессу ближе к концу книги, когда будем рассматривать функцию PHP fsockopen().

Терминология

Далее в этой книге я буду часто применять некоторые термины, связанные с "сущностями" в сети Интернет. Чтобы не было разногласий, сразу условимся, что я буду понимать под конкретными понятиями. Перечисляю их в том порядке, в котором, на мой взгляд, они идут по логике вещей, чтобы ни одно предыдущее слово не "цеплялось" за следующее. Это - порядок "от простого к сложному". Собственно, именно по этому принципу построена вся книга, которую вы держите в руках.

Сервер

Сервер - любой отдельно взятый компьютер в Интернете, который позволяет другим машинам, грубо говоря, использовать себя в качестве "посредника" при передаче данных. Также все серверы участвуют в вышеописанной "лавине" поиска компьютера по ее IP-адресу, на многих хранится какая-то информация, доступная или нет извне. Сервер - это именно машина ("железо"), а не логическая часть Сети, он может иметь несколько различных IP-адресов (не говоря уже о доменных именах), так что вполне может выглядеть из Интернета как несколько независимых систем.

Только что я сказал, что сервер - это "железо". Пожалуй, это слишком механистический подход. Мы можем придерживаться и другой точки зрения, тоже в некоторой степени правильной. Отличительной чертой сервера является то, что он использует один-единственный стек TCP/IP, т. е. на нем запущено только по одному "экземпляру" драйверов протоколов. Пожалуй, это будет даже правильнее, хотя в настоящее время оба определения почти эквивалентны (просто современный компьютер не настолько мощен, чтобы на нем могли бы функционировать одновременно две операционные системы, а следовательно, и несколько стеков TCP/IP). Посмотрим, как будет с этим обстоять дело в будущем.

У термина "сервер" есть и еще одно, совершенно другое, определение - это программа (в терминологии, TCP - процесс), обрабатывающая запросы клиентов. Например, приложение, обслуживающее пользователей WWW, называется Web-сервером. Как правило, из контекста будет ясно, что конкретно имеется в виду. Все же, чтобы не путаться, иногда я такие программы буду называть сетевгми демонами.