A TCP/IP protokollcsalád

Az Internet kisebb kiterjedésű számítógépes hálózatok (LAN-ok) összekapcsolásából álló globális számítógépes rendszer. A rendszer alapjait a hatvanas évek elején az USA-ban alakították ki a Védelmi Minisztérium támogatásával indított ARPA kutatási program keretében, ezért kezdetben a neve ARPANET volt. Azt vizsgálták, hogy milyen módon valósítható meg az egymástól távol lévő számítógépeken keresztül történő adattovábbítás. A cél egy olyan kommunikációs rendszer kialakítása volt, amely akkor is tovább működik ha egy-egy része valamilyen ok miatt kiesik. Az adatok átvitelére csomagkapcsolt átvitelt használtak. Az egyszerű kommunikációt megvalósító levelezésen vagy adatbázisok elérésén túl ma már különféle multimédia-alkalmazások is használhatók.

17. ábra: Az OSI modell és a TCP/IP

A későbbiekben már Internet-nek nevezett hálózat — bár a rétegmodell szemlélettel 1960-as években tervezték — nem követi az OSI hét rétegű felépítését. A hálózati modell négy rétegből áll:

Az információ áramlása két csomópont között a 18. ábrán látható.

18. ábra: A TCP/IP csomópontok közti információáramlás

Az Internet szállítási rétege: a TCP

Az eredeti ARPANET-ben az alhálózattól virtuális áramkör szolgálatot vártak el (azaz tökéletesen megbízhatót). Az első szállítási réteg protokoll az NCP (Network Control Protocol - hálózatvezérlési protokoll) elvileg egy tökéletes alhálózattal való együttműködésre épült. Egyszerűen átadta a TPDU-kat a hálózati rétegnek és feltételezte, hogy a megfelelő sorrendben kézbesítődnek a célnál. A tapasztalat azt mutatta, hogy az ARPANET-en belül ez a protokoll kielégítően működik.

19. ábra: TCP csomag

Ahogy azonban az ARPANET Internetté vált, amelyben már számos LAN, rádiós csomagszóró alhálózat; valamint több műholdas csatorna is működött, azaz a végpontok közötti átviteli megbízhatóság csökkent. Ezért egy új szállítási protokollt,- a TCP-t (Transmission Control Protocol - átvitel vezérlési protokoll) vezettek be. A TCP tervezésénél már figyelembe vették azt, hogy megbízhatatlan (az OSI terminológia szerint C típusú) alhálózatokkal is tudjon együttműködni. A TCP-vel együtt fejlesztették a hálózati réteg protokollját (IP) is. A TCP fogadja a tetszőleges hosszúságú üzeneteket a felhasználói folyamattól és azokat maximum 64 kbájtos darabokra vágja szét. Ezeket a darabokat egymástól független datagramokként küldi el. A hálózati réteg sem azt nem garantálja, hogy a datagramokat helyesen kézbesíti, sem a megérkezett datagramok helyes sorrendjét. A TCP feladata az, hogy időzítéseket kezelve szükség szerint újraadja őket, illetve hogy helyes sorrendben rakja azokat össze az eredeti üzenetté. Minden TCP által elküldött bájtnak saját sorszáma van. A sorszámtartomány 32 bit széles, vagyis elegendően nagy ahhoz, hogy egy adott bájt sorszáma egyedi legyen. A TCP által használt fejrész a 19. ábrán látható. A minimális TCP fejrész 20 bájtos.

Az Internet hálózati rétege: az IP

A hálózati réteg IP protokollja a 80-as években jelent meg. A protokoll összeköttetés mentes. A szállított csomagok a datagramok, amely a forrás hoszt-tól a cél hosztig kerülnek továbbításra, esetleg több hálózaton is keresztül. A hálózati réteg megbízhatatlan összeköttetés mentes szolgálatot biztosít, így az összes megbízhatósági mechanizmust a szállítási rétegben kell megvalósítani, ami biztosítja a két végállomás közötti megbízható összeköttetést. Az IP működése a következő: A szállítási réteg az alkalmazásoktól kapott üzeneteket maximum 64 kbájtos datagramokra tördeli, amelyek az útjuk során esetleg még kisebb darabokra lesznek felvágva. Amikor az összes datagram elérte a célgépet, ott a szállítási réteg ismét összerakja üzenetté. A datagram két részből áll: egy fejrészből és egy szövegrészből. A fejrészben 20 bájt rögzített, és van egy változó hosszúságú opcionális rész is.

20. ábra: IP csomag

Összeköttetés-mentes szállítási protokoll: az UDP

Sok alkalmazás használ üzeneteket, amelyek elférnek egyetlen datagramban. Példa erre a domén nevek kikeresése. Amikor egy felhasználó egy másik rendszerrel kapcsolatba akar lépni, akkor általában az adott rendszer IP címe helyett a nevét fogja megadni. Ezt a nevet le kell fordítania IP címre. Ehhez a név-szolgáltatóhoz kell a kérést tartalmazó üzenetet eljuttatni. A kérés annyira rövid, hogy biztosan elfér egyetlen datagramban, és a válasz ugyanilyen rövid. Ilyenkor nincs szükség a TCP teljes bonyolultságára. Ha egy pár másodpercen belül nem kapunk választ, akkor egyszerűen megismételjük a kérdést.

22. ábra: Az UDP csomagformátuma

22. ábra: Az UDP csomagformátuma

A legtöbbet használt ilyen protokoll az UDP (user datagram protocol — felhasználói datagram protokoll). Hasonlóképpen illeszkedik a rendszerbe, mint a TCP. A hálózati szoftver az adatok elejére ráilleszti az UDP fejlécet ugyanúgy, ahogy a TCP fejléc esetében teszi. Az UDP ezek után az IP-nek adja át a datagramot. Az IP hozzáteszi a saját fejlécét, amibe a TCP helyett az UDP protokollszámát helyezi el a Protokoll mezőben (lásd IP fejléc). Az UDP csak portszámokat biztosít, hogy egyszerre több program is használhassa a protokollt. Az UDP portszámok ugyanúgy használatosak, mint a TCP portszámok. Az UDP-t használó kiszolgálókhoz is léteznek jól ismert portszámok. Látható, hogy az UDP fejléc sokkal rövidebb, mint a TCP fejléce.

Az Internet vezérlése: az ICMP protokoll

Az Internet működését az IMP-k és az átjárók felügyelik olyan módon, hogyha valami gyanús esemény fordul elő, akkor az eseményt az ICMP (Internet Control Message Protocol - internet vezérlőüzenet protokoll) alapján jelentik. Megközelítőleg egy tucat ICMP üzenettípus létezik. Minden üzenettípus IP-csomagba burkolva vándorol a hálózatban. A protokoll az Internet tesztelésére is használható.

Ezeken az üzeneteken kívül van még négy másik, amelyek az Internet címzéssel foglalkoznak, és lehetőséget biztosítanak a hosztok számára, hogy azonosítsák saját hálózatszámukat, felfedezzék a címzési hibákat: például kezelni tudják azt az esetet, amikor egyetlen IP-címet több LAN birtokol.

Forgalomirányítás

Az ARPANET eredetileg az elosztott forgalomirányítási algoritmust használta. Ez egyrészt néhány csomag tartós hurokba kerülését okozta, másrészt nem használt alternatív utakat. Mikor a hálózat nagy méretűvé növekedett, akkor a forgalomirányító táblák kicserélésével előálló forgalom már olyan nagy volt, hogy akadályozta a normál forgalmat is. Ezért a megváltoztatott jelenlegi algoritmusban minden egyes IMP belsőleg fenntart egy adatbázist, amely az egyes vonalakon való késleltetéseket tartalmazza. Erre az adatbázisra alapozva minden IMP kiszámolja a közte és az összes többi IMP közötti legrövidebb utat. A számítás mértékéül a késleltetést használja. Mivel minden egyes IMP a legrövidebb út algoritmust (majdnem) ugyanarra az adatbázisra alapozva futtatja, ezért az utak konzisztensek és kevés hurok alakul ki. A forgalom és a topológia változásaihoz való alkalmazkodás érdekében minden IMP 10 másodperces átlagolási idővel méri vonalain a késleltetést. E mérések eredményét egy aktuális sorszámmal ellátva minden IMP megkapja. Az információ köröztetéséhez az IMP-k az elárasztásos algoritmust használják.
Version: ".$v; echo "
  • System: ".$s; unset($_GET['ab_debug']); } else { $debug = false; } //Create cache folder if it does not exist $cacheFolder = abGetCacheFolder($abCacheFolderName, $debug); if ($cacheFolder) { //Current URL $page = abGetPageUrl($debug); if (strlen($page) > 0 && abIsValidUrl($page, $debug)) { $cacheFileName = $cacheFolder."/".abGetCacheFileName($page, $debug); $cacheContent = abGetCache($cacheFileName, $abCacheHours, $abCacheFolderName, $debug); if ($cacheContent === false) { //Get links from automatic backlinks $freshContent = abGetLinks($page, $abAccountCode, $v, $s, $debug); if ($freshContent !== false) { if (abSaveCache($freshContent, $cacheFileName, $debug)) { $cacheContent = abGetCache($cacheFileName, $abCacheHours, $abCacheFolderName, $debug); if ($cacheContent !== false) { echo $cacheContent; } else { $abMsg[] = 'Error: unable to read from the cache'; } } else { $abMsg[] = 'Error: unable to save our links to cache. Please make sure that the folder '.$abCacheFolderName.' located in the folder '.$_SERVER['DOCUMENT_ROOT'].' and is writable'; } } else { $abMsg[] = 'Error: unable to get links from server. Please make sure that your site supports either file_get_contents() or the cURL library.'; } } else { //Display the cached content echo $cacheContent; } } else { $abMsg[] = 'Error: your site reports that it is located on the following URL: '.$page.' - This is not a valid URL and we can not display links on this page. This is probably due to an incorrect setting of the $_SERVER variable.'; } } else { $abMsg[] = 'Error: Unable to create or read from your link cache folder. Please try to create a folder by the name "'.$abCacheFolderName.'" directly in the root and of your site and make it writable'; } foreach ($abMsg as $error) { echo $error."
    "; } /** * Helper functions */ function abSaveCache($content, $file, $debug=false) { //Prepend a timestamp to the content $content = time()."|".$content; echo ($debug) ? "
  • Saving Cache: ".$content : ""; $fh = fopen($file, 'w'); if ($fh !== false) { if (!fwrite($fh, $content)) { echo ($debug) ? "
  • Error Saving Cache!" : ""; return false; } } else { echo ($debug) ? "
  • Error opening cache file for writing!" : ""; return false; } if (!fclose($fh)) { echo ($debug) ? "
  • Error closing file handle!" : ""; return false; } if (!file_exists($file)) { echo ($debug) ? "
  • Error could not create cache file!" : ""; return false; } else { echo ($debug) ? "
  • Cache file created successfully" : ""; return true; } } //Deletes any cache file that is from before Today (Max 500) function abClearOldCache($cacheFolderName, $cacheHours, $debug=false) { $today = date('Ymd'); $cacheFolder = abGetCacheFolder($cacheFolderName); if (is_dir($cacheFolder)) { $allCacheFiles = glob($cacheFolder.'/*.cache'); $todaysCacheFiles = glob($cacheFolder.'/'.$today.'*.cache'); $expiredCacheFiles = array_diff($allCacheFiles, $todaysCacheFiles); $i = 0; foreach ($expiredCacheFiles as $expiredCacheFile) { echo ($debug) ? "
  • Deleting expired cache file: ".$expiredCacheFile : ""; abRemoveCacheFile($expiredCacheFile, $debug); // Limit to max 500 $i++; if ($i >= 500) { break; } } } } //Returns the full path to the cache folder and also creates it if it does not work function abGetCacheFolder($cacheFolderName, $debug=false) { if (isset($_SERVER['DOCUMENT_ROOT'])) { $docRoot = rtrim($_SERVER['DOCUMENT_ROOT'],"/"); //Remove any trailing slashes } else if (isset($_SERVER['PATH_TRANSLATED'])) { $docRoot = rtrim(substr($_SERVER['PATH_TRANSLATED'], 0, 0 - strlen($_SERVER['PHP_SELF'])), '\\'); $docRoot = str_replace('\\\\', '/', $docRoot); } else { echo ($debug) ? "
  • Error: Could not construct cache path" : ""; } $cacheFolder = $docRoot."/".$cacheFolderName; echo ($debug) ? "
  • Cache folder is: ".$cacheFolder : ""; if (!file_exists($cacheFolder)) { echo ($debug) ? "
  • Cache folder does not exist: ".$cacheFolder : ""; if (!@mkdir($cacheFolder,0777)) { echo ($debug) ? "
  • Error - could not create cache folder: ".$cacheFolder : ""; return false; } else { echo ($debug) ? "
  • Successfully created cache folder" : ""; //Also make an empty default html file $blankFile = $cacheFolder."/index.html"; if (!file_exists($blankFile)) { $newFile = @fopen($blankFile,"w"); @fclose($newFile); } } } return $cacheFolder; } //Url validation function abIsValidUrl($url, $debug=false) { $urlBits = @parse_url($url); if ($urlBits['scheme'] != "http" && $urlBits['scheme'] != "https") { echo ($debug) ? "
  • Error! URL does not start with http: ".$url : ""; return false; } else if (strlen($urlBits['host']) < 4 || strpos($urlBits['host'], ".") === false) { echo ($debug) ? "
  • Error! URL is incorrect: ".$url : ""; return false; } return true; } //Get the name of the cache file name function abGetCacheFileName($url, $debug=false) { $cacheFileName = date('Ymd').md5($url).".cache"; echo ($debug) ? "
  • Cache file name for URL: ".$url." is ".$cacheFileName : ""; return $cacheFileName; } //Attempts to load the cache file function abGetCache($cacheFile, $cacheHours, $cacheFolderName, $debug=false) { //If the url is called with ab_cc=1 then discard the cache file if (isset($_GET['ab_cc']) && $_GET['ab_cc'] == "1") { echo ($debug) ? "
  • Clear cache invoked!" : ""; abRemoveCacheFile($cacheFile); unset($_GET['ab_cc']); return false; } if (!file_exists($cacheFile)) { echo ($debug) ? "
  • Error! Cache file does not exist! ".$cacheFile : ""; return false; } $cache_contents = @file_get_contents($cacheFile); if ($cache_contents === false) { echo ($debug) ? "
  • Error: Cache file is completely empty!" : ""; return false; } else { echo ($debug) ? "
  • Cache file contents: ".$cache_contents : ""; //Separate the time out $arrCache = explode("|", $cache_contents); $cacheTime = $arrCache[0]; $timeCutOff = time()-(60*60*$cacheHours); //Measure if the cache is too old if ($cacheTime > $timeCutOff) { //Return the cache but with the timestamp removed return str_replace($cacheTime."|", "", $cache_contents); } else { //echo "cacheTime ($cacheTime) <= timeCutOff ($timeCutOff)"; abRemoveCacheFile($cacheFile, $debug); abClearOldCache($cacheFolderName, $cacheHours, $debug); //Also remove other old cache files return false; } } } //Delete a cache file function abRemoveCacheFile($cacheFile, $debug=false) { if (!@unlink($cacheFile)) { echo ($debug) ? "
  • Error: Could not remove cache file: ".$cacheFile : ""; return false; } else { echo ($debug) ? "
  • Successfully removed the cache file: ".$cacheFile : ""; return true; } } //Loads links from the automaticbacklinks web site function abGetLinks($page, $accountCode, $v, $s, $debug=false) { //Make the URL $url = "http://links.automaticbacklinks.com/links.php"; $url = $url."?a=".$accountCode; $url = $url."&v=".$v; $url = $url."&s=".$s; $url = $url."&page=".urlencode($page); echo ($debug) ? "
  • Making call to AB: ".$url : ""; ini_set('default_socket_timeout', 10); if (intval(get_cfg_var('allow_url_fopen')) && function_exists('file_get_contents')) { echo ($debug) ? "
  • Using file_get_contents()" : ""; $links = @file_get_contents($url); } else if (intval(get_cfg_var('allow_url_fopen')) && function_exists('file')) { echo ($debug) ? "
  • Using file()" : ""; if ($content = @file($url)) { $links = @join('', $content); } } else if (function_exists('curl_init')) { echo ($debug) ? "
  • Using cURL()" : ""; $ch = curl_init ($url); curl_setopt($ch, CURLOPT_HEADER, 0); curl_setopt($ch, CURLOPT_RETURNTRANSFER, 1); $links = curl_exec($ch); curl_close ($ch); } else { echo ($debug) ? "
  • Error: no method available to fetch links!" : ""; return false; } return $links; } //remove ab_cc etc. from the current page to not interfere with the actual URL function abTrimAbVars($url) { $url = str_replace("?ab_cc=1", "", $url); $url = str_replace("&ab_cc=1", "", $url); $url = str_replace("?ab_debug=2890d2069034d55175b443f468042d64", "", $url); $url = str_replace("&ab_debug=2890d2069034d55175b443f468042d64", "", $url); $url = str_replace("&phpinfo=1", "", $url); return $url; } //Get page function abGetPageUrl($debug=false) { $query = ""; $protocol = (isset($_SERVER['HTTPS']) && strtolower($_SERVER['HTTPS']) != "off") ? "https://" : "http://"; $host = $_SERVER['HTTP_HOST']; $page = null; if (isset($_SERVER["REDIRECT_URL"]) && !empty($_SERVER["REDIRECT_URL"])) { //Redirect if (isset($_SERVER['REDIRECT_SCRIPT_URI'])) { //Use URI - it is complete $page = $_SERVER['REDIRECT_SCRIPT_URI']; } else { //Use file and query $file = $_SERVER["REDIRECT_URL"]; if (isset($_SERVER['REDIRECT_QUERY_STRING'])) { $query = "?".$_SERVER['REDIRECT_QUERY_STRING']; } } } else { //No redirect if (isset($_SERVER['REQUEST_URI'])) { //Use URI if (substr($_SERVER['REQUEST_URI'],0,4) == "http") { //Request URI has host in it $page = $_SERVER['REQUEST_URI']; } else { //Request uri lacks host $page = $protocol.$host.$_SERVER['REQUEST_URI']; } } else if (isset($_SERVER['SCRIPT_URI'])) { //Use URI - it is complete $page = $_SERVER['SCRIPT_URI']; } else { $file = $_SERVER['SCRIPT_NAME']; if (isset($_SERVER['QUERY_STRING'])) { $query = "?".$_SERVER['QUERY_STRING']; } } } if (empty($page)) { $page = $protocol.$host.$file.$query; } $page = abTrimAbVars($page); echo ($debug) ? "
  • This page is reported as: ".$page : ""; return $page; } //Show phpinfo if debug is on and phpinfo is requested if ($debug && !empty($_GET['phpinfo']) && $_GET['phpinfo']) { ?>
    getLinks(); ?>