A TCP/IP nem más, mint egy protokollkészlet, amelyet arra dolgoztak ki, hogy hálózatba kapcsolt számítógépek megoszthassák egymás között az erőforrásaikat. A fejlesztés az ARPAnet köré csoportosult kutatók munkája. Valószínűleg az ARPAnet a legismertebb TCP/IP alapú hálózat.
Hedrick azt írja, hogy "1987 júniusáig legalább 130 különböző cég adott ki olyan terméket, amely a TCP/IP-t támogatta, és többezer hálózat alkalmazza is a protokollokat". Én nem jártam utána, hogy ma mekkora lehet ez a szám, de nyilvánvalóan ennél sokkal több. 1987 óta az Internet jelentősen meghízott.
Először tekintsük át az alapvető fogalmakat. Az itt leírt protokollkészlet legjobb elnevezése "Internet protokollverem" (vagy Internet protokollkészlet). A TCP és az IP ezen protokollok közül kettő. (Leírásukat lásd lejjebb.) Mivel a protokollok közül a TCP és az IP a legismertebb, ezért az egész családra a TCP/IP vagy az IP/TCP kifejezést használják. Valószínűleg nincs is értelme ellenkezni. (A sok rövidítésről a következő oldalakon lelebbentjük a fátylat.)
Az Internet: hálózatok együttese. Hozzátartozik az Arpanet, az NSFnet, regionális hálózatok (mint a NYsernet), számos egyetem és kutatóintézet helyi hálózata, és egy sor katonai hálózat is. Az "Internet" kifejezés ezen hálózatoknak az összességét jelenti. Ennek egy része a DDN (Defense Data Network), amely az USA Védelmi Minisztériumának az irányítása alatt áll. Ide tartozik néhány kutatói hálózat (pl. Arpanet), illetve sokkal titkosabb katonai hálózatok is. (Mivel az Internet protokollok fejlesztéséhez való anyagi hozzájárulások nagy része DDN szervezetektől származik, ezért az Internet és a DDN kifejezések néha egybemosódni látszanak.) A fenti hálózatok mindegyike összeköttetésben áll egymással. A felhasználók bármelyikről bármelyikre küldhetnek üzenetet, kivéve azokat, ahol biztonsági vagy egyéb okokból megszorították a hozzáférést. Az Internet protokollokat leíró dokumentumok olyan hivatalos szabványok, amelyeket az Internetet használók közössége elfogadott és alkalmaz. Az USA Védelmi Minisztériuma 1987 tájékán kiadta a TCP/IP MILSPEC-féle definícióját. A helyzet az, hogy a TCP/IP hívők továbbra is az Internet szabványokat használják. A MILSPEC változat azokkal konzisztens.
Mindegy, hogy minek nevezzük, a TCP/IP egy protokollcsalád. Jónéhány tagja biztosít sok alkalmazás számára szükséges alacsony szintű szolgálatokat. Ilyen például az IP, a TCP és az UDP. (Ezeket egy kicsit később részletesebben is megnézzük.) Mások olyan meghatározott feladatokat látnak el, mint például a számítógépek közötti állománytovábbítás, az üzenetküldés, vagy éppen egy adott gépre bejelentkezett felhasználók lekérdezése. A TCP/IP-t kezdetben főleg kis- és nagyszámítógépek (mainframe-ek) körében alkalmazták. Ezek a gépek saját merevlemezzel rendelkeztek, és általában teljesen önállóak voltak. Innen származtathatók a TCP/IP legfontosabb "hagyományos" szolgáltatásai:
Az
állománytovábbítási protokoll (File
Transfer Protocol, azaz FTP) segítségével
bármely számítógépen lévő
felhasználó bármelyik másik gépre küldhet
és onnan beszerezhet
állományokat. A biztonságot a felhasználónak
a másik gépen
érvényes azonosítója és a hozzátartozó
jelszava jelenti. Gondoskodtak arról is, hogy a különböző
karakterkészlettel, sorvégjellel stb... rendelkező
számítógépek közötti
állománytovábbítás is zavartalan
legyen. Ez nem teljesen ugyanaz a dolog mint a hálózati
állományrendszer (network file system) vagy a
netbios protokoll, amelyekről később lesz szó.
Az FTP egy olyan segédprogram, amelyet bármely időpontban
futtatva, a hálózatba kapcsolt más számítógépeken
lévő
állományok elérhetővé válnak.
Arra használják, hogy az adatállományt a saját
rendszerre átmásolják.
(Az FTP leírását
lásd az RFC 959-ben).
A hálózati terminál protokoll (TELNET)
a felhasználók távoli gépekre való
bejelentkezését kezeli. A távoli viszonyt (session)
annak a gépnek a megadásával kell kezdeni, amelyhez
csatlakozni szeretnénk. Attól kezdve bármit is gépelünk
be, minden adat a megadott géphez kerül a viszony befejeztéig.
Vegyük észre, hogy a felhasználó valójában
még mindig a saját számítógépével
kommunikál. A telnet program az, amelyik a futása alatt
ezt láthatatlanná teszi a felhasználó előtt.
Minden begépelt karakter közvetlenül a másik
rendszerhez kerül. A távoli géppel meglévő
kapcsolat nagyjából hasonlít egy modemes vonalhoz (
dial-up connection). Ez azt jelenti, hogy a távoli rendszer
először a bejelentkezést kéri, majd egy jelszót,
ugyanúgy, ahogy ez egy modemes kapcsolat esetén történne.
A kijelentkezéskor a telnet program kilép a vonalból,
és ismét a saját gépünk kommunikál
velünk. A telnet program kisszámítógépes
megvalósításai általában egy
elterjedt termináltípus emulációját
is tartalmazzák.
(A specifikációt lásd
az
RFC 854 és az RFC 855 dokumentumokban. Az RFC
854 -- 860 a TELNET opcióit írja le.)
Ez a szolgáltatás arra való, hogy a felhasználók
üzeneteket küldjenek egymásnak. Az emberek kezdetben
csak egy-két számítógépet használtak.
Ezeken a gépeken aztán mindenki a saját levelezési
állományát tartotta fenn. Levél, illetve
üzenet elküldésekor annyi történik, hogy az
egyszerűen a címzett megfelelő állományához
fűződik. Az olyan környezetben azonban, ahol mikroszámítógépeket
használnak, ezzel gond van. A legalapvetőbb probléma
abból fakad, hogy a mikroszámítógépek
nem a legmegfelelőbbek üzenetek fogadására.
Levél küldésekor a levelezést végző
program kommunikációs csatornát akar megnyitni a címzett
géppel. Ha ez a gép történetesen egy mikroszámítógép,
akkor lehetséges, hogy éppen ki van kapcsolva, vagy
esetleg nem az üzeneteket kezelő alkalmazást
futtatja. Ennek a problémának a megoldására
az üzeneteket kezelését egy állandóan
futó kiszolgáló (mail server) végzi
el. A mikrogépeken futó levelező program pedig egy
felhasználói interfészt alkot a kiszolgáló
felé.
(Lásd az RFC 821 és 822
dokumentumokat a számítógépes levelezésre
vonatkozólag. Az RFC 937 pedig egy olyan protokollt
ír le, amely a mikroszámítógépeknek a
levelezést kiszolgáló számítógéptől
való
üzenetfogadását specifikálja.)
A TCP/IP protokollok bármely megvalósításának tartalmaznia kell a fenti szolgáltatások mindegyikét. A mikroszámítógépes implementációkban a levelező rendszer nem mindig szerepel. Ezek a megszokott, hagyományos alkalmazások fontos szerepet játszanak a TCP/IP alapú hálózatokban. A hálózatokról alkotott elképzelés azonban folyamatosan változik. Manapság már sok helyen többfajta számítógép is működik egyszerre: mikroszámítógépek, munkaállomások, kisszámítógépek, illetve nagyteljesítményű számítógépek. Ezen gépek mindegyikét speciális feladatokra állították fel. Habár az emberek többsége még mindig csak egy meghatározott számítógépet használ a munkája során, ez a gép a kívánt szolgáltatások eléréséhez egyéb hálózati erőforrásokat vesz igénybe. Ez a modell hozta létre a "server/client" (kiszolgáló/kliens) alapú hálózati szolgáltatásokat. A kiszolgáló nem más mint egy meghatározott hálózati rendszer, amely a hálózat többi tagja részére biztosít bizonyos szolgáltatásokat. A kliens pedig az a rendszer, amely a szolgáltatást igénybe veszi. (Nem szükséges, hogy a kiszolgáló és a kliens különböző számítógépen legyen. Lehetnek például egyazon a számítógépen futó különböző programok is.) Az alábbiakban felsoroljuk a mai hálózati felépítésben jelenlévő tipikus kiszolgálókat. Ezek a szolgáltatások a TCP/IP keretén belül is megtalálhatók.
Ennek a szolgáltatásnak a segítségével
a hálózaton lévő
állományokat az FTP módszerénél
valamivel természetesebben lehet elérni. A hálózati
állományrendszer azt az illúziót kelti, hogy
az egyik rendszer lemezei vagy más egységei közvetlenül
más rendszerekhez tartoznak. Nincs szükség külön
hálózati alkalmazásra ahhoz, hogy az állományokhoz
hozzá lehessen férni. Az adott számítógép
egyszerűen úgy viselkedik, mintha plusz egységeket
kapott volna. Ezek a "virtuális" meghajtók a másik
rendszer lemezeit fogják jelenteni. Több hasznos oldala is
van ennek a megközelítésnek. Egyfelől
nagykapacitású meghajtókat lehet megosztani több
számítógép között. Ennek nyilvánvaló
takarékossági előnyei vannak. Másfelől
egy csapásra megvalósul a közös állomány-hozzáférés.
Könnyebbé válik a rendszer karbantartása,
archiválása, mivel nem kell a különböző
gépeken lévő másolatok időszerűsítésével
és tartalékolásával foglalkozni. Sok cég
kínál nagyteljesítményű, meghajtó
nélküli számítógépeket. Ezeknek
a gépeknek a működése nagy mértékben
a különböző
állománykiszolgálókhoz kapcsolt meghajtóktól
függ.
(A TCP alapú, PC-re készült
NetBIOS leírását az RFC 1001
és 1002 adja. A munkaállomások és a
kisszámítógépek körében a Sun
Network File System az irányadó. Ennek a protokoll
specifikációit a Sun Microsystems cég szolgáltatja.)
Itt arról van szó, hogy a más számítógépekhez
csatlakoztatott nyomtatókat sajátként tudjuk elérni.
(A legszélesebb körben használt protokoll a Berkeley
Unix távoli sornyomtatás protokollja. Sajnos ennek
dokumentált verziója nem létezik. A C nyelvű
forráskódot a Berkeley egyetemtől könnyen
be lehet szerezni, ami a megvalósítást könnyíti.)
A szolgáltatás megengedi programok másik gépen
való végvégrehajtását. Ez akkor
hasznos, ha a munka nagy részét kisebb teljesítményű
gépen el lehet végezni, de néhány feladat
nagyobb rendszer erőforrásait igényli. A távoli
futtatásnak jónéhány fajtája létezik.
Vannak olyanok, amelyek a parancsokat parancs szinten hajtják végre.
(Az intelligensebb változatok olyan rendszert keresnek, amely
szabad erőforrással rendelkezik). Léteznek távoli
eljáráshívó rendszerek is, amelyek
megengedik, hogy a programok másik gépen futó
szubrutinokat hívjanak meg.
(Ennek a megvalósítására
több protokoll is létezik. A Berkeley Unix-ban két
kiszolgáló is található a távoli
futtatásra: az rsh
és az rexec. Ezek man oldalai írják le az
általuk használt protokollokat. A Berkeley 4.3
verzióval terjesztett programcsomag tartalmaz egy olyan osztott
parancsértelmezőt, amely a rendszer terhelésétől
függő mértékben osztja fel a feladatokat különböző
rendszerek között. A távoli eljáráshívások
módszere az 1980-as évek vége felé a kutatások
középpontjában
állt, aminek eredményeképpen sok szervezet
rendelkezik a szolgáltatás implementációjával.
A leginkább elterjedt és kereskedelmileg is támogatott
távoli eljáráshívó protokoll a Xerox
cég Courier, illetve a Sun cég RPC
protokollja. A dokumentációk beszerezhetők maguktól
a cégektől. A Courier-nek létezik TCP alapú,
publikus megvalósítása is, amelyet a Berkeley 4.3
programcsomag részeként terjesztenek. Az RPC egy Sun
megvalósítása a Usenet hálózaton
volt megtalálható, illetve a Berkeley 4.3 részeként
is megjelent.)
Nagy kiterjedésű rendszerek működése
során rengeteg név keletkezik, amit valahogy adminisztrálni
kell. Ide tartoznak a felhasználók
és a jelszavaik, az azonosítók és a számítógépek
nevei és hálózati címei. Ha mindezeket
minden számítógépen naprakészen akarnánk
tartani, akkor elvesznénk az információ dzsungelében.
Ennek elkerülése végett az adatbázisokat nem
mindegyik, hanem csak egy pár rendszeren tartják fenn. A többi
rendszer az adatokhoz a hálózaton keresztül fér
hozzá.
(Az Interneten lévő gépek neveit
és Internet címeit nyomon követő névkiszolgáló
protokollokat az RFC 822 és 823 dokumentumok
írják le. Ez ma már bármely TCP/IP megvalósításnak
része kell, hogy legyen. Az IEN 116 egy olyan régebbi
névszolgáltató protokollt ír le, amelyet még
egy pár terminálkiszolgáló
és egyéb termék használ a számítógépek
keresésére. A Sun cég Yellow Pages
rendszere a felhasználók neveinek, az állomány-megosztó
csoportoknak, illetve a Unix rendszerek által használt más
adatbázisoknak az általános kezelésére
szolgál. A rendszer a kereskedelemben kapható. A protokoll
leírása a Sun cégtől szerezhető be.)
Rengeteg rendszerben előfordul, hogy a terminálokat
nem csatlakoztatják közvetlenül a számítógépekhez.
Ehelyett ezek
úgynevezett terminálszerverekhez csatlakoznak. A terminálszerver
nem más mint egy kisteljesítményű számítógép,
amely csak a telnet (vagy más, bejelentkezést végrehajtó
protokoll) futtatására hivatott. Amennyiben a használt
terminál ilyen számítógéphez van kötve,
akkor egyszerűen csak be kell gépelni egy számítógép
nevét, és máris létrejön a kapcsolat.
Általában lehetséges egyszerre több számítógép
felé aktív kapcsolat fenntartása is. A terminálszerver
végzi az
élő kapcsolatok közötti váltogatást,
és figyelmezteti a felhasználót, ha egy kapcsolat
kimenetén megjelenik valami.
(A terminálszerverek a már
említett telnet protokollt használják. A valódi
terminálszervereknek tudniuk kell a névszolgálatot,
illetve egyéb protokollokat is.)
A nagy teljesítményű grafikai programok régebben
olyan számítógépeket igényeltek,
amelyekhez közvetlenül csatlakozott bittérképes
grafikus képernyő. A hálózati ablakos
rendszerek megengedik, hogy az ilyen programok más számítógéphez
csatlakoztatott kijelzőt használjanak. Ezek a rendszerek
biztosítják, hogy a különböző
feladatokat a legmegfelelőbb rendszerek végezzék,
miközben végig egyetlen grafikus felületet mutatnak a
felhasználó felé.
(A legelterjedtebb megvalósítás
az X. A protokoll leírását a MIT Athena
projektjétől lehet beszerezni. Sok cég támogatja
a Sun NeWS nevű rendszerét is. Mindkét
rendszer TCP/IP-re épül.)
A fenti protokollok közül jónéhány a Sun, a Berkeley, illetve más szervezetek munkájának eredménye. Ez azt jelenti, hogy ezek hivatalosan nem részei az Internet protokollkészletnek; persze a megvalósításukban TCP/IP-t használnak, mint bármely más TCP/IP alkalmazás. Mivel a protokoll definíciók nem képeznek tulajdonjogot, valamint mivel kereskedelmileg támogatott megvalósítások is hozzáférhetőek, ezért célszerű ezeket a protokollokat az Internet protokollkészlet részeként tekinteni. A fenti lista a TCP/IP-n keresztül elérhető szolgáltatásokból csak egy mintafelsorolás, a főbb alkalmazások többségét azonban tartalmazza. A többi széles körben használatos protokoll olyan speciális információkat biztosít, mint például a bejelentkezett felhasználók, az aktuális idő stb... Amennyiben olyan szolgáltatásra van szükség, amely nem szerepel a fentiek között, akkor ajánlott az Internet Protokollok aktuális listájának (RFC 1011) a megtekintése. Ebben megtalálható minden protokoll. Érdemes még a főbb TCP/IP megvalósításokat is végigböngészni, hogy a különböző cégek milyen újabb szolgáltatásokat adtak hozzá a protokollokhoz.