Serwery
Serwer sieciowy to system komputerowy, który służy jako centralne repozytorium danych i różnych programów współdzielonych przez użytkowników w sieci. Jeśli masz komputer, którego już nie używasz ze względu na jego niską prędkość, możesz przekształcić go w serwer sieciowy dla innych komputerów w domu. Musisz upewnić się, że masz wystarczająco duży dysk twardy (co najmniej 1 TB), aby przechowywać wszystkie dane, które będziesz na nim umieszczać, zwłaszcza jeśli będziesz go używać do przechowywania filmów, obrazów, muzyki lub innych pliki, które zajmują dużo miejsca. Lepiej nie używać połączenia bezprzewodowego do łączenia komputerów ze sobą. No tak, ale serwery wykorzystywane są na większa skalę i to dzięki nim możesz patrzeć choćby na tą wyświetlaną stronę. Czy zastanawiałeś się kiedyś, jakie mechanizmy dostarczyły Ci tę stronę? Prawdopodobnie siedzisz teraz przy komputerze i przeglądasz naszą stronę w przeglądarce internetowej. Więc kiedy kliknąłeś link do tej strony lub wpisałeś jej adres URL (jednolity lokalizator zasobów sieciowych), wiesz co dokładnie stało się “za kulisami”, abyś przenieść naszą sklepową stronę na Twój ekran? Jeśli kiedykolwiek byłeś ciekawy tego procesu lub chciałeś poznać niektóre specyficzne mechanizmy, które umożliwiają surfowanie po internecie to cóż, czytaj dalej a dowiesz się więcej. W tym tekście dowiesz się, w jaki sposób serwery internetowe przenoszą strony do domu, szkoły lub biura.
Zacznijmy od podstaw i modelu, który mógłby to w najbardziej przystępny i prosty sposób wyjaśnić. Załóżmy, że siedzisz przy komputerze i przeglądasz internet. Nagle otrzymujesz telefon od znajomego, który informuje Cię, że właśnie przeczytał świetny news o hipotetycznej premierze Nintendo Switch Pro. Mówi Ci o tej stronie i podaje adres. Ty, będąc ciekaw wiadomości na temat konsoli, która Cię żywo interesuje wpisujesz podany przez kolegę adres URL i sprawdzasz go. Więc wpisujesz ten adres URL w przeglądarce i naciskasz ENTER. I magicznie, bez względu na to, gdzie na świecie znajduje się ten adres URL, strona pojawia się na Twoim ekranie. Na najbardziej podstawowym możliwym poziomie poniższy diagram przedstawia kroki, które spowodowały przeniesienie tej strony na Twój ekran. Więc tak, Twoja przeglądarka nawiązała właśnie połączenie z serwerem WWW, zażądała strony i odebrała ją. Co działo się za kulisami? Jeśli chcesz bardziej szczegółowo omówić proces pobierania strony internetowej na ekran komputera, oto podstawowe kroki, które nastąpiły za kulisami, a mianowicie przeglądarka podzieliła adres URL na trzy części:
- Protokół („http”)
- Nazwa serwera („www.nazwastrony.pl”)
- Nazwa pliku („web-server.htm”)
Przeglądarka komunikowała się z serwerem nazw, aby przetłumaczyć nazwę serwera „www.nazwastrony.pl” na adres IP , którego używa do łączenia się z serwerem. Przeglądarka następnie utworzyła połączenie z serwerem pod tym adresem IP na porcie 80 (porty omówimy w dalszej części). Zgodnie z protokołem HTTP przeglądarka wysłała żądanie GET do serwera, prosząc o plik „https://www.nazwastrony.pl/web-server.htm”. Następnie serwer wysłał tekst HTML strony sieci Web do przeglądarki. Przeglądarka odczytuje znaczniki HTML i formatuje stronę na ekranie. Jeśli nigdy wcześniej nie badałeś tego procesu, to dowiedziałeś się dużo nowego - zwłaszcza w zakresie słownictwa, tudzież użytych terminów. Aby szczegółowo zrozumieć cały ten proces, musisz poznać co to są adresy IP, porty, protokoły ... Poniższe sekcje zapewnią Ci pełne wyjaśnienie podanych terminów.
Serwery - internet, klienci i serwery, nazwy serwerów, porty, protokoły itd.
Więc co to jest „internet”? Internet to gigantyczna kolekcja milionów komputerów połączonych razem w sieci komputerowej. Sieć umożliwia komunikację między wszystkimi komputerami. Komputer domowy może być połączony z internetem za pomocą modemu telefonicznego, DSL lub modemu kablowego, który komunikuje się z dostawcą usług internetowych (ISP). Komputer w firmie lub na uniwersytecie ma zwykle kartę sieciową (NIC), która bezpośrednio łączy go z siecią lokalną (LAN wewnątrz firmy. Firma może następnie podłączyć swoją sieć LAN do usługodawcy internetowego za pomocą szybkiej linii telefonicznej, takiej jak linia T1, choć dziś bardziej używa się do tego światłowodów. Ciekawostką jest jednak to, że linia T1 może obsłużyć około 1,5 miliona bitów na sekundę, podczas gdy zwykła linia telefoniczna wykorzystująca modem może zwykle obsługiwać od 30 000 do 50 000 bitów na sekundę. W przypadku światłowodu ilość ta jest znacznie, ale to znacznie większa.
Dostawcy usług internetowych łączą się następnie z większymi dostawcami usług internetowych, a najwięksi usługodawcy utrzymują światłowodowe „sieci szkieletowe” dla całego kraju lub regionu. Sieci szkieletowe na całym świecie są połączone liniami światłowodowymi, kablami podmorskimi lub łączami satelitarnymi (zobacz Atlas cyberprzestrzeni, aby zobaczyć interesujące Cię mapy szkieletowe). W ten sposób każdy komputer w internecie jest połączony z każdym innym komputerem w internecie.
Klienci i serwery
Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie komputery w Internecie można podzielić na dwa typy - serwery i klienty. Te maszyny, które dostarczają usługi (takie jak serwery WWW lub serwery FTP) innym komputerom, są serwerami. Maszyny używane do łączenia się z tymi usługami są klientami. Kiedy łączysz się z Google na www.google.pl, aby wyszukać jakąś stronę, Google udostępnia maszynę (prawdopodobnie klaster bardzo dużych maszyn) do użytku w internecie w celu obsługi danego żądania - udostępnia swój serwer. Z drugiej strony Twój komputer prawdopodobnie nie świadczy żadnych usług nikomu innemu w Internecie. Dlatego jest to maszyna użytkownika, znana również jako klient. Maszyna może być zarówno serwerem, jak i klientem, ale dla naszych celów można tutaj myśleć o większości maszyn jako o jednej lub drugiej.
Serwer może świadczyć jedną lub więcej usług w Internecie. Na przykład na komputerze serwera może być uruchomione oprogramowanie, które pozwala mu działać jako serwer sieci Web, serwer poczty elektronicznej i serwer FTP. Klienci przychodzący do serwera robią to w określonym celu, więc klienci kierują swoje żądania do określonego serwera oprogramowania działającego na całym serwerze. Na przykład, jeśli używasz przeglądarki internetowej na swoim komputerze, najprawdopodobniej będziesz chciał rozmawiać z serwerem internetowym na serwerze. Twoja aplikacja Telnet będzie chciała komunikować się z serwerem Telnet, Twoja aplikacja e-mail będzie komunikować się z serwerem e-mail i tak dalej.
Adresy IP
Aby wszystkie te maszyny były proste, każdemu komputerowi w internecie przypisany jest unikalny adres zwany adresem IP. IP oznacza protokół internetowy, a adresy te są liczbami 32-bitowymi, zwykle wyrażanymi jako cztery „oktety” w „liczbie dziesiętnej z kropkami”. Typowy adres IP wygląda następująco - 213.27.11.177. Cztery liczby w adresie IP nazywane są oktetami, ponieważ mogą mieć wartości od 0 do 255, co daje kilka możliwości na oktet. Każda maszyna w internecie ma unikalny adres IP. Serwer ma statyczny adres IP, który nie zmienia się zbyt często. Komputer domowy, który łączy się z modemem, często ma adres IP przypisany przez dostawcę usług internetowych. Ten adres IP jest unikalny dla danej sesji - może być inny przy następnym połączeniu z serwerem. To w ten sposób dostawca usług internetowych potrzebuje tylko jednego adresu IP dla każdego obsługiwanego modemu, a nie dla każdego klienta.
Jeśli pracujesz na komputerze z systemem Windows, możesz wyświetlić wiele informacji internetowych o swoim komputerze, w tym aktualny adres IP i nazwę hosta, za pomocą polecenia WINIPCFG lub IPCONFIG dla systemu Windows XP w konsoli CMD. Na komputerze z systemem UNIX wpisz nslookup w wierszu poleceń wraz z nazwą komputera, na przykład www.nazwastrony.pl - np. „Nslookup www.nazwastrony.pl” - aby wyświetlić adres IP maszyny. Możesz użyć także polecenia hostname, aby poznać nazwę swojej maszyny. Jeśli chodzi o komputery internetowe, adres IP to wszystko, czego potrzebujesz, aby “rozmawiać” z serwerem. Na przykład w przeglądarce możesz wpisać adres URL http://201.121.19.18 i dotrzeć do maszyny zawierającej serwer sieci Web dla przypisanego jej (podanego w przykładzie) adresu IP. Na niektórych serwerach sam adres IP nie jest wystarczający, ale na większości dużych serwerów tak.
Nazwy domen
Ponieważ większość ludzi ma problemy z zapamiętaniem ciągów liczb składających się na adresy IP, a adresy IP czasami wymagają zmiany, wszystkie serwery w internecie mają również nazwy czytelne dla człowieka, zwane nazwami domen. Na przykład www.google.pl to stała, czytelna dla człowieka nazwa. Większości z nas łatwiej jest zapamiętać www.google.pl niż jego adres IP składający się z ciągu liczb. Nazwa www.google.pl składa się w rzeczywistości z trzech części:
- Nazwa hosta („www”)
- Nazwa domeny („google”)
- Nazwa domeny najwyższego poziomu („pl”)
Nazwy domen w domenie „.pl” są zarządzane przez rejestratora, który podleg NASK. Rejestrator zarządza również innymi nazwami domen, takimi jak “.com” lub “.net”. Inni rejestratorzy (np. RegistryPro, NeuLevel i Public Interest Registry) zarządzają innymi domenami (np. “.pro”, “.biz” i “.org”). Dla przykładu VeriSign (odpowiedzialny dla “.com”) tworzy nazwy domen najwyższego poziomu i gwarantuje, że wszystkie nazwy w domenie najwyższego poziomu są unikalne. VeriSign przechowuje również informacje kontaktowe dla każdej witryny i prowadzi bazę danych „whois”. Nazwa hosta jest tworzona przez firmę hostującą domenę. „WWW” to bardzo popularna nazwa hosta, ale w wielu miejscach jest ona obecnie pomijana lub zastępowana inną nazwą hosta, która wskazuje określony obszar witryny. Na przykład w pl.wikipedia.org, nazwa domeny, a właściwie przedrostek “pl” dla Wikipedii jest oznaczana jako nazwa hosta zamiast „www”.
Nazwa serwera
Zestaw serwerów zwanych serwerami nazw domen (DNS) odwzorowuje nazwy czytelne dla człowieka na adresy IP. Te serwery to proste bazy danych, które odwzorowują nazwy na adresy IP i są rozproszone w całym Internecie. Większość indywidualnych firm, dostawców usług internetowych i uniwersytetów utrzymuje małe serwery nazw do mapowania nazw hostów na adresy IP. Istnieją również centralne serwery nazw, które wykorzystują dane dostarczane przez różne firmy (np. firmę VeriSign) do mapowania nazw domen na adresy IP. Jeśli wpiszesz adres URL „https://www.nazwatrony.pl/web-server.htm” w przeglądarce, przeglądarka wyodrębni nazwę „www.nazwastrony.pl” i przekaże ją do serwera nazwy domeny, a domena / serwer nazw zwraca poprawny adres IP dla “www.nazwastrony.pl”. Aby uzyskać właściwy adres IP, zaangażowanych może być kilka serwerów nazw.
Na przykład w przypadku www.google.pl serwer nazw dla domeny najwyższego poziomu „pl” będzie znać adres IP serwera nazw, który zna nazwy hostów, oraz osobne zapytanie do tego serwera nazw, obsługiwane przez dostawcę usług internetowych. Google może dostarczyć rzeczywisty adres IP dla maszyny swojego serwera. Na komputerze z systemem UNIX można uzyskać dostęp do tej samej usługi za pomocą polecenia nslookup. Po prostu wpisz nazwę, na przykład „www.google.pl” w wierszu poleceń, a polecenie wyśle zapytanie do serwerów nazw, a ten dostarczy Ci odpowiedni adres IP. A więc internet składa się z milionów maszyn, z których każda ma unikalny adres IP. Wiele z tych maszyn to serwery, co oznacza, że świadczą one usługi innym komputerom w internecie. Mogą to być serwery poczty elektronicznej, serwery WWW, serwery FTP, serwery Gopher i serwery Telnet, a to tylko kilka z nich. Niemniej wszystko jest dostarczane przez serwery.
Porty
Każdy serwer, który udostępnia swoje usługi w internecie robi to przy użyciu numerowanych portów, po jednym dla każdej usługi dostępnej na serwerze. Na przykład, jeśli na serwerze jest uruchomiony serwer WWW i serwer FTP, serwer sieci Web byłby zwykle dostępny na porcie 80, a serwer FTP na porcie 21. Klienci łączą się z usługą pod określonym adresem IP i na określonym porcie. Każda z najbardziej znanych usług jest dostępna pod znanym numerem portu. Oto kilka typowych numerów portów - FTP ma zwykle port 21, Telnet ma 23, Smtp ma 25 (Simple Mail Transfer, czyli e-mail), Time ma 37, Serwer nazw zwykle ma 53, WhoIs to 43, Gopher ma 70, Finger to 79, a WWW ma zwykle port 80.
Jeśli serwer akceptuje połączenia na porcie ze świata zewnętrznego, a zapora nie chroni portu, możesz połączyć się z portem z dowolnego miejsca w internecie i skorzystać z usługi. Zwróć uwagę, że nic nie wymusza, na przykład, aby serwer WWW był na porcie 80. Jeśli miałbyś skonfigurować własny komputer i załadować na niego oprogramowanie serwera WWW, możesz umieścić serwer WWW na porcie 818 lub innym nieużywanym porcie, jeśli tego byś akurat chciał. Następnie, jeśli Twój komputer byłby znany jako xxx.yyy.pl, ktoś w Internecie mógłby połączyć się z Twoim serwerem przy użyciu adresu URL http://xxx.yyy.pl:818. W tym miejscu zauważmy, że ustalony przez nas port “: 818” wyraźnie określa numer portu, który musiałby być wpisany po adresie strony WWW, aby ktoś mógł połączyć się z naszym serwerem. Gdy nie określono portu, przeglądarka po prostu zakłada, że serwer używa dobrze znanego portu 80.
Protokoły
Gdy klient połączy się z usługą na określonym porcie, uzyskuje dostęp do usługi przy użyciu określonego protokołu. Protokół jest wstępnie zdefiniowany sposób, że ktoś, kto chce korzystać z usług rozmów z tej usługi. „Ktoś” może być osobą, ale częściej jest to program komputerowy, taki jak przeglądarka internetowa. Protokoły są często tekstowe i po prostu opisują, w jaki sposób klient i serwer będą się ze sobą komunikować (rozmawiać). Być może najprostszym protokołem jest protokół dzienny. Jeśli połączysz się z portem 13 na komputerze obsługującym serwer dzienny, serwer prześle ci swoje wrażenie aktualnej daty i godziny, a następnie zamknie połączenie. Protokół brzmi: „Jeśli połączysz się ze mną, wyślę Ci datę i godzinę, a następnie się rozłączę”. Większość komputerów z systemem UNIX obsługuje ten serwer. Jeśli chcesz to wypróbować, możesz połączyć się z jednym za pomocą aplikacji Telnet. Większość wersji Telnetu umożliwia określenie numeru portu, więc możesz to wypróbować przy użyciu dowolnej wersji usługi Telnet, jaką masz na swoim komputerze.
Większość protokołów jest bardziej zaangażowanych niż dzienne i są określone w dokumentach Request for Comment (RFC), które są publicznie dostępne. Każdy serwer WWW w internecie jest zgodny z protokołem HTTP zdefiniowanym w 1991 roku. Najbardziej podstawowa forma protokołu rozumiana przez serwer HTTP obejmuje tylko jedno polecenie - GET. Jeśli połączysz się z serwerem, który rozumie protokół HTTP i powiesz mu „GET nazwepliku”, serwer odpowie, wysyłając zawartość podanego pliku, a następnie rozłączając się. Z tego opisu widać, że serwer WWW może być całkiem prostym oprogramowaniem. Pobiera nazwę pliku wysłaną za pomocą polecenia GET, pobiera ten plik i wysyła go przewodem do przeglądarki. Nawet jeśli weźmiesz pod uwagę cały kod obsługujący porty i połączenia portów, możesz łatwo utworzyć program w C, który implementuje prosty serwer sieci Web w mniej niż 500 wierszach kodu. Oczywiście, pełnowartościowy serwer WWW na poziomie przedsiębiorstwa jest bardziej skomplikowany, ale podstawy są bardzo proste.
Większość serwerów dodaje pewien poziom bezpieczeństwa do procesu udostępniania. Na przykład, jeśli kiedykolwiek odwiedziłeś stronę internetową i przeglądarka wyświetliła okno dialogowe z prośbą o podanie nazwy i hasła, napotkałeś stronę chronioną hasłem. Serwer pozwala właścicielowi strony utrzymywać listę nazw i haseł dla osób, które mają dostęp do strony. Serwer pozwala więc na przeglądanie strony tylko tym osobom, które znają prawidłowe hasło. Bardziej zaawansowane serwery zapewniają dodatkowe zabezpieczenia, umożliwiając szyfrowane połączenie między serwerem a przeglądarką, dzięki czemu wrażliwe informacje, takie jak numery kart kredytowych, mogą być przesyłane w Internecie. To naprawdę wszystko, co ma do zaoferowania serwer sieci Web, który dostarcza standardowe, statyczne strony - strony statyczne to takie, które nie zmieniają się, chyba że twórca zmodyfikuje stronę.
