Работа в Интернете подразумевает обмен разнообразными данными. И не всегда пользователи знают, чем именно обмениваются клиент с сервером. Это все не магия, а элементарная работа различных протоколов передачи данных. Они используются веб-программистами, системными администраторами, а также сетевыми инженерами и обычными пользователями. Данная операция происходит незаметно – люди даже не задумываются об этом.
Сегодня предстоит поближе познакомиться с протоколами передачи данных по Интернету. Особое внимание необходимо уделить FTP. Нужно разобраться, что собой представляют протоколы информационного обмена, для чего они необходимы. А еще – разобраться с назначением, особенностями и принципами работы FTP.
Предложенная информация рассчитана на широкий читательский круг. Она подойдет для изучения как IT-специалистами разных направлений, так и обычными ПК-пользователями. Соответствующие сведения помогут разобраться с особенностями и концепциями информационного обмена на примере FTP протокола.
Протокол передачи данных – это…
Протокол передачи данных – это некоторый набор правил и соглашений, отвечающих за определение способа информационного обмена между устройствами и программами в сети. Он представляет собой некий «язык» или правила «общения» между оборудованием или приложениями. Протоколы используются для определения того как данные:
- упаковываются;
- хранятся;
- используются устройствами для взаимодействия друг с другом.
В качестве примера можно привести использование поисковой системы. Там вводится веб-адрес. При нажатии на Enter браузер будет использовать протокол HTTP (Hypertext Transfer Protocol) для отправки запроса на серверную часть модели. Сервер отвечает, а браузер интерпретирует полученные материалы для дальнейшего отображения веб-страницы на экране. Здесь HTTP – это протокол, регулирующий обмен данными между компьютером и сервером. Он делает так, чтобы информация корректно передавалась.
Для чего нужны протоколы информационного обмена
Протоколы передачи файлов по сети необходимы для поддержки структурированного и грамотно организованного обмена информацией между устройствами в пределах той или иной компьютерной сети.
Это не единственное их предназначение. Также рассматриваемые элементы нужны для:
- Единообразия и следования стандартам. Протоколы используются для определения общих правил для устройств. Они поддерживают выверенный метод обмена информацией. Разные системы и устройства смогут взаимодействовать друг с другом, независимо от их производителя и типа.
- Надежности и безопасности передачи документов. Некоторые протоколы (вроде TCP) гарантируют надежную передачу информации. Данные будут доставляться получателю в необходимом порядке и без потерь.
- Контроля ошибок. Протоколы способны включать механизмы, помогающие обнаруживать (иногда – исправлять) ошибки в процессе информационного обмена.
- Сегментации данных. При помощи протоколов можно разбивать большие объемы информации на более мелкие составляющие – пакеты или сегменты. Такой подход положительно сказывается на эффективности обмена и управлении трафиком в сети.
- Поддержки безопасности. Некоторые протоколы (в качестве примера можно привести HTTPS) поддерживают шифрование данных. Оно помогает обеспечить конфиденциальность материалов и защитить их. А еще – предотвратить несанкционированный доступ.
Теперь, когда понятно, для чего именно нужны протоколы файлового обмена, можно рассмотреть один из них более подробно. Речь идет об FTP.
Что такое FTP
FTP (File Transfer Protocol) – это протокол передачи файлов. Сейчас он является устаревшим, хоть и применяемым на практике. Появился FTP в 1971 году. Он был одним из первых прикладных протоколов.
Изначально FTP работал поверх NCP. Сегодня он активно используется для распространения программного обеспечения и доступа к удаленным хостам.
FTP – протокол передачи документов, который используется для обмена по TCP/IP сетям между двумя компьютерами – клиентом и сервером. Он появился раньше TCP/IP и HTTP. Несмотря на это, FTP до сих пор пользуется спросом при подключении к удаленным серверам и обмена файлами.
FTP используется как для локальной, так и для глобальной компьютерной сети. С его помощью пользователь может подключиться к FTP-серверу для просмотра содержимого каталогов, а также для загрузки или скачивания файлов. Его базовая версия имеет некоторые проблемы с защищенностью. Это привело к появлению его более совершенных версий – FTPS и SFTP.
Историческая справка
Первая версия FTP была создана еще в 1971 году. Она стала первым протоколом файлового обмена. FTP обладала следующей структурой:
- Заголовок. Он включает в себя запрос к серверной части или ответ на него, а также тип и размер передаваемой информации.
- Сами данные. Ими могли выступать пути и имена документов, а также сами файлы/их списки в заданном каталоге.
В первой разработке и команды, и данные передавались по одному и тому же каналу. Ограничения пропускной способности тех времен сделали передачу материалов долгим и неудобным процессом. А еще – доступной для перехвата злоумышленниками.
Через год FTP был полностью переделан: команды, включающие в себя параметры от пользователя или сервера, передавались по одному каналу. Файлы и цифровые материалы – по другому. Это положительно сказалось на пропускной способности и безопасности имеющегося соединения.
Последующие версии FTP привели к появлению следующих возможностей:
- команды получения данных;
- пассивный режим работы;
- сохранение документов под уникальными именами;
- создание, удаление и смена каталога.
Разработка 1980 года была интегрирована с TCP – пакетным протоколом информационного обмена. Последняя версия рассматриваемого элемента выпущена в 1987 году. Далее для него создавались дополнения. В качестве примера можно привести шифрование обоих каналов, интернациональную кодировку команды (UTF-8).
Принцип работы и составляющие
Рассматриваемый компонент для файлового обмена предусматривает двустороннее соединение. Это значит, что передача материалов осуществляется между двумя устройствами:
- FTP-клиентом. Такое название получила специальная программа, заранее установленная на принимающем устройстве: компьютере или мобильном гаджете. С помощью FTP-клиента пользователь сможет отправить запрос на серверную часть модели или получить от него ответ. Именно через клиент можно просматривать каталоги файлов и скачивать/загружать информацию.
- FTP-сервером. Он тоже выступает в качестве программного обеспечения. Соответствующее приложение устанавливается на обычный компьютер или рабочую станцию. С помощью него разрешается файловый обмен между устройствами. FTP-сервер отвечает за управление доступа к удаленным документам по логину и паролю. Он обеспечивает качественную передачу информации, устраняет ошибки и контролирует соединение в пассивном режиме.
Когда два пользователя хотят обменяться цифровыми материалами (не только документами, но и сообщениями) при помощи FTP, соответствующая операция будет иметь определенную интерпретацию. А именно:
- Один пользователь со своего клиента вызывает сервер. Ему необходимо дождаться ответа.
- Как только сервер ответил первому клиенту, тот отправляет данные.
- Сервер сохраняет переданные материалы и параметры доступа к нему. Соответствующие сведения могут быть заданы пользователем или определены автоматически клиентом. В FTP наличие логина и пароля для доступа к документам – это обязательное условие. Также устанавливается двустороннее соединение.
- Второй пользователь при помощи своего клиента вызывает сервер.
- Получатель данных сообщает серверной части модели свой логин и пароль.
- Система предоставляет доступ по FTP к сохраненным данным. Их можно не только просмотреть, но и скачать.
По такому принципу работает протокол передачи файлов между клиентом и сервером. FTP-сервер может функционировать в нескольких режимах:
- Активном. В этом случае клиент будет подключаться к 21 порту на сервере. Для успешного информационного обмена ему придется сообщить свои учетные данные. А еще – номер порта. В ответ серверная часть FTP модели соединяется через соответствующий порт при помощи номера TCP-порта 20, устанавливая канал информационного обмена. Проблема здесь заключается в брандмауэре. Он может расценить ответный запрос с серверной стороны в качестве попытки получения несанкционированного доступа. Если это произойдет, соединение будет заблокировано.
- Пассивном. В соответствующем режиме клиент тоже будет посылать на серверную часть клиент-серверной модели свои учетные данные, получая в ответ номер TCP-порта. Далее уже сам пользователь через клиент устанавливает соединение. Никакого ответного запроса от сервера FTP здесь не будет. Брандмауэр на подобные соединения никак не реагирует.
Теперь можно разобраться, для чего конкретно нужен FTP, а также рассмотреть его преимущества и недостатки.
Для каких целей применяется
FTP позволяет наладить взаимодействие в компьютерных сетях. В самом начале развития Интернета этот элемент позволял наладить передачу документов. Сейчас он тоже применяется. На то есть несколько причин:
- Для соединения не нужно обеспечивать полноценный веб-интерфейс. Это значит, что запускать веб-сервер, создавать шаблоны файловых списков и использовать отдельные приложения, отдающие соответствующие документы, не нужно. В FTP взаимодействие организовано в качестве доступа к удаленной папке. Пользователь будет сразу видеть материалы и иметь возможность загружать их без посредников. В веб-интерфейсе используется отдельное приложение, которое отображает файловую систему и устанавливает ссылки на файлы.
- FTP поддерживает встроенные авторизационные настройки и параметры прав доступа. В веб-интерфейсе они должны быть заданы отдельно через специальное программное обеспечение.
- FTP позволяет свободно управлять правами доступа. Можно разрешить или запретить конкретным пользователям загружать файлы на сервер. В веб-интерфейсе соответствующие операции организовываются сложнее.
Все это приводит к тому, что FTP передача файлов активно используется на практике. Правда, уже в более совершенной форме – по улучшенным протоколам.
Преимущества и недостатки
Рассматриваемый элемент имеет как плюсы, так и минусы. К его преимуществам можно отнести:
- Возможность работать с документами любого типа: фото, аудио, текст, изображения и так далее. Пользователь сможет передавать их, скачивать, просматривать и изменять на домашнем или рабочем устройстве.
- Наличие функции удаленного управления файлами и папками. С помощью нее пользователь сможет как скачать их на свое устройство, так и загрузить на удаленный FTP-сервер.
- Огромное количество бесплатных FTP-клиентов. Обычно они предусматривают простые и интуитивно понятные интерфейсы.
- Дополнительные возможности протокола. К ним относят добавление, прерывание, удаление и редактирование файлов. А еще – создание, изменение и удаление каталогов.
- Надежность информационного обмена. Для него необходимо, чтобы между клиентом и сервером было установлено устойчивое соединение.
Наиболее большим недостатком FTP выступает незащищенность его канала передачи документов. Это связано с тем, что во время его создания считалось, что передаваемые по нему материалы технически невозможно перехватить. Встроенной защиты из-за данного момента в нем нет. Все сведения по рассматриваемому компоненту передаются открыто, включая логины и пароли.
Авторизационная система здесь является незащищенной. Злоумышленники могут просто подобрать пароль из самых распространенных. То же самое касается логинов. Информация в этом случае окажется под угрозой кражи. Более того, подобные подборы сейчас осуществляются не вручную, а через специальные генераторы ключей. За секунду они способны предоставить более тысячи комбинаций.
Защищенные версии
Изучаемый элемент в «чистом виде» почти не используется. Вместо этого задействуются его более совершенные и защищенные интерпретации:
- FTPS. Изначальный FTP-протокол, который защищает соединение дополнительными SSL и TLS. С их помощью обеспечивается шифрование самого канала передачи файлов, а еще – процесса аутентификации пользователя для установки соединения.
- SFTP. Представляет собой расширение SSH. Здесь передача документов производится по дополнительному каналу, установленного поверх основного защищенного соединения. Сервер сначала создает основной канал, аутентифицируя клиента, а потом запускает прикладной протокол непосредственно для обмена файлами.
В качестве альтернативы можно использовать различные файловые сервисы. К их числу относятся Dropbox.
P. S. Интересуют компьютерные сети, сетевые технологии, протоколы передачи данных? Обратите внимание на следующие курсы в Otus:
