Протокол Telnet
Telnet как протокол описан в RFC-854 (май, 1983 год). Его авторы J.Postel и J.Reynolds во введении к документу определили назначение telnet так:
"Назначение TELNET-протокола - дать общее описание, насколько это только возможно, двунаправленного, восьмибитового взаимодействия, главной целью которого является обеспечение стандартного метода взаимодействия терминального устройства и терминал-ориентированного процесса. При этом этот протокол может быть использован и для организации взаимодействий "терминал-терминал" (связь) и "процесс-процесс" (распределенные вычисления)."
Telnet строится как протокол приложения над транспортным протоколом TCP. В основу telnet положены три фундаментальные идеи:
- концепция сетевого виртуального терминала (Network Virtual Terminal) или NVT;
- принцип договорных опций (согласование параметров взаимодействия);
- симметрия связи "терминал-процесс".
При установке telnet-соединения программа, работающая с реальным терминальным устройством, и процесс обслуживания этой программы используют для обмена информацией спецификацию представления правил функционирования терминального устройства или Сетевой Виртуальный Терминал (Network Virtual Terminal). Для краткости будем обозначать эту спецификацию NVT. NVT - это стандартное описание наиболее широко используемых возможностей реальных физических терминальных устройств. NVT позволяет описать и преобразовать в стандартную форму способы отображения и ввода информации. Терминальная программа ("user") и процесс ("server"), работающий с ней, преобразовывают характеристики физических устройств в спецификацию NVT, что позволяет, с одной стороны, унифицировать характеристики физических устройств, а с другой обеспечить принцип совместимости устройств с разными возможностями. Характеристики диалога диктуются устройством с меньшими возможностями.
Если взаимодействие осуществляется по принципу "терминал-терминал" или "процесс-процесс", то "user" - это сторона, инициирующая соединение, а "server" - пассивная сторона.
Принцип договорных опций или команд позволяет согласовать возможности представления информации на терминальных устройствах. NVT - это минимально необходимый набор параметров, который позволяет работать по telnet даже самым допотопным устройствам, реальные современные устройства обладают гораздо большими возможностями представления информации. Принцип договорных команд позволяет использовать эти возможности. Например, NVT является терминалом, который не может использовать функции управления курсором, а реальный терминал, с которого осуществляется работа, умеет это делать. Используя команды договора, терминальная программа предлагает обслуживающему процессу использовать Esc-последовательности для управления выводом информации. Получив такую команду процесс начинает вставлять управляющие последовательности в данные, предназначенные для отображения.
Симметрия взаимодействия по протоколу telnet позволяет в течении одной сессии программе-"user" и программе-"server" меняться местами. Это принципиально отличает взаимодействие в рамках telnet от традиционной схемы "клиент-сервер". Симметрия взаимодействия тесно связана с процессом согласования формы обмена данными между участниками telnet-соединения. Когда речь идет о работе на удаленной машине в режиме терминала, то возможности ввода и отображения информации определяются только конкретным физическим терминалом и договорной процесс сводится к заказу терминальной программой характеристик этого терминала. Гораздо сложнее обстоит дело, когда речь идет об обмене информацией между двумя терминальными программами в режиме "терминал-терминал". В этом случае каждая из сторон может выступать инициатором изменения принципов представления информации и здесь проявляется еще одна особенность протокола telnet. Протокол не использует принцип "запрос-подтверждение", а применяет принцип "прямого действия". Это значит, что если терминальная программа хочет расширить возможности представления информации, то она делает это (например, вставляет в информационный поток Esc-последовательности), если в ответ она получает информацию в новом представлении, то это означает, что попытка удалась, в противном случае происходит возврат к стандарту NVT.
Обычно процесс согласования форм представления информации происходит в начальный момент организации telnet-соединения. Каждый из процессов старается установить максимально возможные параметры сеанса. Однако эти параметры могут быть изменены и позже, в процессе взаимодействия (например, после запуска прикладной программы).
В Unix-системах параметры терминалов обычно описаны в базе данных описания терминалов termcap. При инициировании telnet-соединения обычно именно эти параметры используются в процессе согласования формы представления данных. При этом из одной системы в другую обычно передается значение переменной окружения TERM. Если для этого значения переменной TERM имеются одинаковые описания в termcap, то проблем с представлением информации обычно не бывает; если терминал, заказанный в TERM, не определен, то берется стандартный терминал системы. При этом не все функции этого терминала будут задействованы. В процессе договора останутся только те, которые поддерживаются на обоих концах соединения. Часто можно столкнуться с ситуацией, когда значения переменных TERM на локальной и удаленной машинах совпадают, а информация на экране отображается не так, как этого бы хотелось. Скорее всего это вызвано различиями в описании данного устройства в базе данных termcap.
Сетевой виртуальный терминал (NVT). Концепция сетевого виртуального терминала позволяет обеспечить доступ к ресурсам удаленной машины с любого терминального устройства. Под терминальным устройством понимают любую комбинацию физических устройств, позволяющих вводить и отображать информацию. Для тех кто знаком с универсальными машинами серии EC, такое определение терминала не является новым: в момент загрузки системы можно было назначить составную консоль, в которую могли входить устройство ввода с перфокарт и алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ). В более ранних вычислительных комплексах такими терминалами могли быть системная печать и устройство чтения перфоленты (как на МИНСК-22) или телетайп (как на М-6000). Понятно, что за таким понятием терминала стоит требование устойчивости системы, которое было основополагающим для проекта ARPA.
В протоколе TELNET NVT определен как "двунаправленное символьное устройство, состоящее из принтера и клавиатуры". Принтер предназначен для отображения приходящей по сети информации, а клавиатура - для ввода данных, передаваемых по сети и, если включен режим "echo", вывода их на принтер. По умолчанию предполагается, что для обмена информацией используется 7-битовый US ASCII, каждый символ которого закодирован в 8-битовое поле. Любое преобразование символов является расширением стандарта NVT.
NVT предполагается буферизованным устройством. Это означает, что данные, вводимые с клавиатуры, не посылаются сразу по сети, а собираются в пакеты, которые отправляются либо по мере заполнения буфера, либо по специальной команде. Такая организация NVT призвана с одной стороны минимизировать сетевой трафик, а с другой обеспечить совместимость с реальными буферизованными терминалами. Например, таковым и являются терминалы ЕС-7920, из-за которых можно было потерять целый экран информации в случае зависания машины.
В моменты окончания печати на принтере NVT или отсутствия символов в буфере клавиатуры по сети должна посылаться специальная команда GA (Go Ahead). Смысл этой команды заключается в следующем: в реальных компьютерах линия "терминал-процесс" находится под управлением либо терминальной программы (ввод данных), либо печатающей программы. После выполнения своей функции каждая из них возвращает управление и освобождает линию. Обычно это происходит при работе с полудуплексными устройствами, такими как IBM-2741. Для того, чтобы протокол позволял работать и с этими устройствами, введен сигнал GA.
Остановимся более подробно на понятиях принтера и клавиатуры в концепции NVT.
Принтер имеет неограниченные ширину и длину страницы и может отображать все символы US ASCII (коды с 32 - 127), расширенный набор символов (коды с 128 - 255), а также распознает управляющие коды (с 0 - 31 и 127). Некоторые из них имеют специальные значения (таблица 3.1).
Таблица 3.1, Обязательные коды
| Название кода | Код | Значение |
| NULL | 0 | Нет операции |
| Перевод строки Line Feed (LF) | 10 | Переход на другую строку c сохранением текущей позиции в строке |
| Возврат каретки Carrige Return (CR) | 13 | Устанавливает в качестве текущей первую позицию текущей строки |
Рекомендованные коды
| Название кода | Код | Значение |
| Звонок (BEL) | 7 | Звуковой сигнал |
| Сдвиг на одну позицию назад (BACK SPACE) | 8 | Перемещает каретку на одну позицию назад в текущей строке |
| Горизонтальная табуляция Horizontal Tab (HT) | 9 | Перемещение к следующей позиции горизонтальной табуляции |
| Вертикальная табуляция Vertical Tab (VT) | 11 | Перемещение курсора к следующей позиции вертикальной табуляции |
| Прогон страницы Form Feed (FF) | 12 | Переход к новой странице |
