Глобальные компьютерные сети

Глобальная сеть - это протяженная коммуникационная сеть связи, работа в которой обеспечивается с помощью телекоммуникационных компаний.

Основными ячейками глобальной сети являются локальные вычислительные сети . При этом локальные сети могут входить как компоненты в состав региональной сети, региональ­ные сети - в состав глобальной сети. Существуют также компьютеры, самостоятельно (непо­средственно) подключенные к глобальной сети. Они называютсяхост-компьютерами.

Глобальные сети, объединяя пользователей, расположенных в разных странах, на раз­личных континентах, позволяют решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.

В настоящее время в мире зарегистрировано более 200 глобальных компьютерных сетей, но крупнейшей из них является сеть Internet.

Глобальная компьютерная сеть Internet

Интернет (англ.Internet, от лат. inter - между и англ. net - сеть) - это глобальная ком­пьютерная сеть, которая объединяет в единое целое множество компьютерных сетей и от­дельных компьютеров, предоставляющих обширную информацию в общее пользование и не является коммерческой организацией.

Относительно строгое определение Интернета с технической точки зрения можно дать следующее:Internet - это метасеть, состоящая из многих сетей, которые работают согласно протоколам семейства TCP/IP, объединены через шлюзы, используют единое адресное про­странство и пространство имен.Метасеть - это сеть, в которой характер и топология сете­вых связей различны и не имеют строго определенной структуры.

Краткая история Internet. Днем рождения Internet можно назвать 2 января 1969 г . В этот день Агентство перспективных исследований ARPA (в последующем переименован­ное в DARPA), являющееся одним из подразделений Министерства обороны США, начало работу над проектом создания сети, позволяющей обеспечить связь во время ядерной войны.

В результате исследований была создана сетьARPAnet, называемая иногда «матерью» Internet. Она первоначально связала между собой 4 компьютера четырех крупных университетов США. Спустя некоторое время все больше компьютеров стало подключаться к ARPAnet, формируя все увеличивающуюся сеть.

В 1983 г. агентством DARPA были разработаны сетевые протоколы TCP/IP. В это же время правительство США отказалось от использования сети ARPAnet в военных целях и поэтому она была разбита на две сети: собственно ARPAnet (осталась для нужд обществен­ности) и MILnet (перешла в ведение военных), но соединение, сделанное между сетями, по­зволило им взаимодействовать между собой. Это первое межсетевое соединение было назва­но DARPA Internet , позже первое слово было опущено и такое межсетевое объединение ста­ло называться Internet .

Следующий значительный шаг в развитии Internet связан с созданием в 1986 году на осно­ве ARPAnet - сети Национального научного фонда СШАNSFnet, которая пятью суперкомпь­ютерами объединила научные центры Соединенных Штатов.

Развитие сети требовало ее реорганизации и в 1987 году был создан NSFnet Backbone [Бэкбон] - базовая часть или хребет сети, который состоял из 13-ти центров, расположенных в разных частях США, соединенных друг с другом высокоскоростными линиями связи. Сеть NSFnet быстро заняла место ARPAnet, и последняя в марте 1990 года была ликвидирована. Так появилась сеть Internet в США.

Одновременно были созданы национальные сети в других странах. Эти сети стали объе­диняться между собой, образуя единую сеть сетей (или межсеть), которая и стала называть­ся Internet.

Структура Internet. Физически структуру Интернета составляют компьютеры самых разных типов. Те из них, которые подключены постоянно и участвуют в передаче данных между другими участниками сети, обеспечивая пользователей определенными услугами, на­зываютсерверами. Несмотря на то, что многие из серверов не совместимы программно, вся система функционирует надежно благодаря тому, что каждый сервер использует стандарт­ный протокол передачи данных TCP/IP(протокол - это совокупность правил и соглашений, позволяющих связываться между собой компьютерам разных типов, работающих в разных операционных системах).

Согласно протоколу TCP/IP все данные, передающиеся по сети, «разбиваются» на не­большие блоки и «вкладываются» в пакеты . Каждый пакет кроме данных, вложенных в него, имеет заголовок, содержащий адрес отправителя, адрес получателя, и прочую информацию, необходимую для правильной сборки пакетов в пункте назначения. Пакеты переходят с од­ного сервера на другой и далее пересылаются на следующий сервер, находящийся «ближе» к адресату. Если пакет передан неудачно, передача повторяется. При этом от клиентов к сер­верам идут запросы, разбитые на пакеты, а от серверов к клиентам - затребованные данные.

При выходе из строя любой части всемирной сети, пакеты с информацией автоматически пойдут в обход пораженного участка. Можно перерезать все трансатлантические кабели ме­жду Европой и Америкой. Не получив подтверждения о доставке пакетов, серверы автома­тически повторят передачу через спутниковые каналы связи или по сетям радиорелейных станций.

Протокол TCP/IP на самом деле не один протокол, а два. Протокол TCP (Transmission Control Protocol - Протокол управления передачей) отвечает за то, как информация «разбива­ется» на пакеты и как потом собирается в полный документ, а протоколIP (Internet Protocol - Межсетевой протокол) отвечает за то, как эти пакеты передаются в сети и как они достигают адресата.

Адресация в Интернете. Все компьютеры, включенные во всемирную сеть, работают в автоматическом режиме, то есть без участия людей, но чтобы было можно однозначно обозначить любой компьютер в Интернете, применяется специальная система адресов, называемаяIР-адресами. Каждый компьютер получает свой уникальный адрес, который используется при пересылке инфор­мации. Адреса в Интернете могут быть представлены как последовательностью цифр, так и именем, построенным по определенным правилам. Хотя нет центра управления Интернетом, но есть специальные организации, занимающиеся проверкой и выдачей адресов (например, информационный центр Интернета - InterNIC).

Цифровые адреса в Интернете состоят из 4 чисел , каждое из которых не превышает 255 . При записи числа отделяются точками, например: 207.68.156.58. Адрес состоит из несколь­ких частей. Начало адреса определяет часть Интернета, к которой подключен компьютер (в гигантских сетях класса «А» первое число адреса лежит в интервале от 0 до 127; в больших сетях класса «В» - от 128 до 191; в средних сетях класса «С» - от 192 до 223; адреса от 224 до 255 - являются зарезервированными), а окончание - адрес компьютера в этой сети.

Компьютеры при пересылке информации используют цифровые адреса, а пользователи при работе с Интернетом используют в основном имена, поскольку адреса, образованные из слов, запомнить гораздо проще. В Интернете применяется так называемая доменная (или многоуровневая) система имен (DNS).

DNS (Domain Name System - доменная система имен) - это база данных, обеспечиваю­щая преобразование доменных имен компьютеров, подключенных к Интернет, в числовые IP-адреса. После ввода пользователем доменного имени компьютер обращается к серверам DNS, в результате чего происходит автоматическое преобразование доменного имени в циф­ровой адрес.

Домен (domain ) - это отдельный уровень в многоуровневой системе имен Интернета, несущий определенную информационную нагрузку. Под понятиемдомен можно понимать совокупность компьютеров в составе сети, объединенных каким-либо общим признаком (на­пример, находящихся в одном государстве, принадлежащих одной фирме и т.п.). Доменная система имен в Интернете использует принцип последовательных уточнений. Домен верхне­го уровня располагается в имени правее, а домен нижнего уровня левее. В имени может быть любое число доменов, но чаще всего используются имена с количеством доменов от трех до пяти. Домены состоят из поддоменов (subdomain), имена которых разделяются точками. Час­то домен 1-ого уровня - указывает на страну, 2-ого уровня - на город, 3-го уровня - на ком­панию (организацию); если имя города отсутствует, имя компании становится доменом 2 уровня.

В Интернет-адресеhome.managers.company.spb.ru доменru указывает на то, что речь идет о российской части Интернета; в доменеspb.ru поддоменspb - на город Санкт-Петербург, в доменеcompany.spb.ru поддоменcompany определяет организацию, которой принадлежит данный адрес, в нашем случае это фирма company; в домене managers.company.spb.ru поддоменmanagers указывает на подразделение в данной органи­зации, у нас это подразделение менеджеров с именем managers; одному из компьютеров в данном подразделении присвоено имяhome. В результате полный адрес этого компьютера будетhome.managers.company.spb.ru.

Для доменов нижних уровней можно использовать любые адреса, но для доменов само­го верхнего уровня существует соглашение. В системе адресов Internet приняты домены, представленные географическими регионами(географические домены). Они имеют имя, со­стоящее из двух букв. Например, by - Беларусь, rи - Россия, иа - Украина, us - США, de - Германия, fr - Франция, pl - Польша, uk - Великобритания, jp - Япония и др.

Исторически сложилось так, что в США было не принято указывать название страны, а использовались обозначения, определяемые типом организации-владельца адреса, так назы­ваемыетематические домены . Например, edu - учебные заведения, gov - правительствен­ные учреждения, сот - коммерческие организации, mil - военные организации, net - органи­зации, управляющие сетями, org - прочие организации.

Достаточно часто самое левое имя в адресе обозначает тип информации, на который указывает данный адрес. Например, www.microsoft.com, указывает на использование WWW.

При работе в Internet используется не просто доменный адрес, ауниверсальный указа­тель ресурса (URL ).

URL (Uniform Resource Locator ) - это адрес любого ресурса в Интернете с указанием то­го, с помощью какого протокола следует к нему обратиться, какую программу запустить на сервере и какой конкретно файл следует открыть.

В общем виде формат URL можно представить следующим образом:

протокол://сетевой адрес компьютера/путь/имя файла, гдепротокол (метод доступа) может иметь одно из следующих значений: http - файл на WWW-сервере, ftp - файл на FTP-сервере, gopher - файл на Gopher-сервере, news - группа новостей телеконференции Usenet, telnet - доступ к ресурсам другого компьютера в режиме удаленного терминала и пр.); сетевой адрес компьютера указывает доменный (или IР) адрес компьютера, содержащего данный ресурс в сети Интернет.

В настоящее время существует три основныхспособа доступа к Интернету:

1. Прямое соединение (выделенное соединение) - это соединение, при котором частное лицо или компания подключается к магистральным каналам (backbone) Интернета через выделенную машину, называемую шлюзом. Шлюз - это специализированный компьютер, обеспечивающий внешнюю связь одной сети с другой сетью, использующей иной прото­кол передачи данных.

2. Соединение через чужой шлюз - это доступ в Интернет через шлюз какой либо органи­зации или учреждения, обычно с использованием для соединения модема.

3. Сеансовое (коммутируемое) соединение - это соединение через сервис-провайдеров. Коммутация – это установление связи между устройствами путем создания временных соединений.

Сервис-провайдеры - это компании со шлюзами в Интернете, которые они предостав­ляют другим компаниям или частным лицам за абонентскую плату.

В настоящее время для рядовых пользователей самым популярным способом подключе­ния к глобальной компьютерной сети является подключение с помощью телефонной линии. Так как при наборе телефонного номера для установки связи двух абонентов на АТС проис­ходит переключение (коммутация) линии связи, то телефонные линии часто называют ком­мутируемыми. Для подключения компьютеров к линиям связи необходимо использовать специальные электронные устройства - модемы (факс-модемы).

Модем (от слов мо дулятор и дем одулятор) – это устройство ввода-вывода информации, обеспечивающее модуляцию и демодуляцию сигналов, преобразуя, таким образом, цифровые сигналы ПК в звуковые сигналы и обратно для передачи их по телефонным линиям связи. Факс-модем – это модем совмещенный с факсимильным аппаратом – устройством, предназначенным для обмена символьной, графической, видео- и аудиоинформацией (т.е. факсимильными сообщениями) по телефонным каналам связи.

Единицей измерения скорости передачи информации является 1 бит/сек .

Трафик - это объем информации, передаваемый по сети за определенный промежуток времени и измеряе­мый в битах.

Дляполучения доступа к Internet необходимо, как правило, заключить договор с одной из множества ор­ганизаций владельцев сетей, входящих в Internet (они называются первичными провайдера­ми), либо их дилерами (посредниками). В Республике Беларусь первичным провайдером является республиканское унитарное предприятие электросвязи «Белтелеком».

Глобальная сеть Интернет. Определение сети Интернет

Интернет – всемирная информационная компьютерная сеть, представляющая собой объединение множества региональных компьютерных сетей и компьютеров, обменивающихся друг с другом информацией по каналам общественных телекоммуникаций (выделенным телефонным аналоговым и цифровым линиям, оптическим каналам связи и радиоканалам, в том числе спутниковым линиям связи).

Интернет является одноранговой сетью, т.е. все компьютеры в сети по сути равноправны, и любой компьютер можно подключить к любому другому компьютеру. Любой компьютер, подключенный к сети, может предлагать свои услуги любому другому. Но Интернет – это не только каналы связи. В узлах этого всемирного соединения установлены компьютеры, которые содержат различные информационные ресурсы и предлагают различные информационные и коммуникационные услуги.

Информация в Интернет хранится на серверах. Серверы имеют свои адреса и управляются специализированными программами. Они позволяют пересылать почту и файлы, производить поиск в базах данных и выполнять другие задачи.

Обмен информацией между серверами сети выполняется по высокоскоростным каналам связи. Доступ отдельных пользователей к информационным ресурсам Интернет обычно осуществляется через провайдера или корпоративную сеть.

Провайдер - поставщик сетевых услуг – лицо или организация предоставляющие услуги по подключению к компьютерным сетям. В качестве провайдера выступает некоторая организация, имеющая модемный пул для соединения с клиентами и выхода во всемирную сеть.

Существуют также компьютеры, которые непосредственно подключены к глобальной сети. Они называются хост - компьютерами (host - хозяин). Хост – это любой компьютер, являющийся постоянной частью Интернета, т.е. соединенный по Internet – протоколу с другим хостом, который в свою очередь, соединен с другим, и так далее.

Ниже представлена структура глобальной сети Интернет

Практически все услуги Интернет построены на принципе клиент-сервер.

Передача информации в Интернет обеспечивается благодаря тому, что каждый компьютер в сети имеет уникальный адрес (IP-адрес), а сетевые протоколы обеспечивают взаимодействие разнотипных компьютеров, работающих под управлением различных операционных систем.

Во всех компьютерах, участвующих в передаче данных, применяется единый протокол коммуникации TCP/IP, который состоит из двух различных протоколов, определяющих разные аспекты передачи данных в сети:
1. Протокол TCP (Transmission Control Protocol) - это управление передачей данных. Этот протокол «разбивает» передаваемую информацию на пакеты и исправляет ошибки информации в пакете получателя;
2. Протокол IP (Internet Protocol) - это межсетевое взаимодействие. Он отвечает за адресацию и разрешает пакету проходить по нескольким сетям на пути к пункту назначения.

Передача информации по протоколу TCP/IP происходит по следующей схеме: протокол ТСР разбивает информацию на пакеты и нумерует их; затем протокол IP передает эти пакеты получателю, где с помощью протокола ТСР проверяется комплектность полученных пакетов (все ли пакеты получены); после доставки всех пакетов протокол ТСР раскладывает пакеты в нужном порядке и соединяет их в единое целое.

Любой компьютер, подключенный к интернет имеет два уникальных адреса: цифровой IP-адрес и символический доменный адрес. Присваивание адресов компьютерам происходит по схеме: организация «Сетевой информационный центр» выдает группы адресов обладателям локальных сетей, а они распределяют эти адреса по своему усмотрению. IP-адрес компьютера имеет длину 4 байта: 1-й и 2-й байты определяют адрес сети, 3-й байт - адрес подсети, а 4-ый байт - адрес компьютера в подсети. IP-адрес записывают в виде четырех чисел в интервале от 0 до 255, разделенных точками (пример: 145.37.5.150, где 145.37-адрес сети; 5-; адрес подсети; 150- адрес компьютера в подсети). Доменный адрес (англ. domain - область), в различие от IP адреса, является символическим и легче запоминается человеком. Пример: computer.group.big.by, домен computer - имя реального компьютера, владеющего IP-адресом, домен group - имя группы, присвоившей имя этому компьютеру, домен big - имя большей группы, присвоившей имя домену group, а by – доменное пространство. В процессе передачи данных доменный адрес преобразуются в IP-адрес.

Таким образом, Интернет – это глобальная компьютерная система, которая:
- логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов (каждый компьютер, подключаемый к сети имеет свой уникальный адрес);
- способна поддерживать коммуникации (обмен информацией);
- обеспечивает работу высокоуровневых сервисов (служб), например, WWW, электронная почта, телеконференции, разговоры в сети и другие.

Понятие и виды сервисов

Серверами называются узлы сети, предназначенные для обслуживания запросов клиентов – программных агентов, извлекающих информацию или предающих ее в сеть и работающих под непосредственным управлением пользователей. Клиенты предоставляют информацию в понятном и удобном для пользователей виде, в то время как серверы выполняют служебные функции по хранению, распространению, управлению информацией и выдачу ее по запросу клиентов. Каждый вид сервиса в Internet предоставляется соответствующими серверами и может использоваться с помощью соответствующих клиентов.

Наиболее подходящим для классификации сервисов Интернет является деление на сервисы интерактивные, прямые и отложенного чтения. Эти группы объединяют сервисы по большому числу признаков. Сервисы, относящиеся к классу отложенного чтения, наиболее распространены, наиболее универсальны и наименее требовательны к ресурсам компьютеров и линиям связи. Сюда относится, например, электронная почта.

Сервисы прямого обращения характерны тем, что информация по запросу возвращается немедленно. Однако от получателя информации не требуется немедленной реакции. Сервисы, где требуется немедленная реакция на полученную информацию, т.е. получаемая информация является, по сути дела, запросом, относятся к интерактивным сервисам.

В настоящее время в Интернете существует достаточно большое количество сервисов, обеспечивающих работу со всем спектром ресурсов. Наиболее известными среди них являются:

Сервис DNS
Сервис DNS, или система доменных имен, обеспечивающий возможность использования для адресации узлов сети мнемонических имен вместо числовых адресов. DNS - компьютерная распределенная система для получения информации о доменах. Чаще всего используется для получения IP-адреса по имени хоста (компьютера или устройства), получения информации о маршрутизации почты, обслуживающих узлах для протоколов в домене.

Электронная почта
Электронная почта (E-mail) - предназначена для пересылки информации конкретному пользователю глобальной сети. Каждый пользователь должен иметь электронный почтовый ящик - это папка на сервере, где хранятся входящие и исходящие сообщения пользователя. Кроме того, современная электронная почта позволяет: посылать сообщение сразу нескольким абонентам, пересылать письма на другие адреса, включить автоответчик - на все приходящие письма будет автоматически отсылаться ответ, создавать правила для выполнения определенных действий с однотипными сообщениями (например, удалять рекламные сообщения, приходящие от определенных адресов) и т.д. К электронному письму может быть добавлено приложение - любой другой файл. Для многих компаний электронная почта это не просто почта, а основа всего процесса делопроизводства. Многие компьютерные приложения имеют встроенную поддержку электронной почты. Электронная почта - один из самых распространенных сервисов Интернета. Через электронную почту работают списки рассылки.

Списки рассылки
Списки рассылки (maillists) - простой, но в то же время весьма полезный сервис Интернет. Это практически единственный сервис, не имеющий собственного протокола и программы-клиента и работающий исключительно через электронную почту.
Идея работы списка рассылки состоит в том, что существует некий адрес электронной почты, который на самом деле является общим адресом многих людей - подписчиков этого списка рассылки. Вы посылаете письмо на этот адрес, например на адрес us.ksm.tej|n11l-u#us.ksm.tej|n11l-u (это адрес списка рассылки, посвященного обсуждению проблем локализации операционных систем класса UNIX), и ваше сообщение получат все люди, подписанные на этот список рассылки.

Сетевые новости Usenet
Телеконференции, или группы новостей (Usenet), обеспечивающие возможность коллективного обмена сообщениями тоже сервис Интернет. Если электронная почта передает сообщения по принципу "от одного - одному", то сетевые новости передают сообщения "от одного - многим". Usenet – это всемирный дискуссионный клуб. Он состоит из набора конференций (“newsgroups”), имена которых организованы иерархически в соответствии с обсуждаемыми темами. Сообщения (“articles” или “messages”) посылаются в эти конференции пользователями посредством специального программного обеспечения. После посылки сообщения рассылаются на серверы новостей и становятся доступными для прочтения другими пользователями.

Можно послать сообщение и просмотреть отклики на него, которые появятся в дальнейшем. Так как один и тот же материал читает множество людей, то отзывы начинают накапливаться. Все сообщения по одной тематике образуют поток (“thread”) [в русском языке в этом же значении используется и слово “тема”]; таким образом, хотя отклики могли быть написаны в разное время и перемешаться с другими сообщениями, они все равно формируют целостное обсуждение. Вы можете подписаться на любую конференцию, просматривать заголовки сообщений в ней с помощью программы чтения новостей, сортировать сообщения по темам, чтобы было удобнее следить за обсуждением, добавлять свои сообщения с комментариями и задавать вопросы. Для прочтения и отправки сообщений используются программы чтения новостей, например встроенная в броузер Netscape Navigator – Netscape News или Internet News от Microsoft, поставляемая вместе с последними версиями Internet Explorer.

Сервис FTP
Сервис FTP - система файловых архивов, обеспечивающая хранение и пересылку файлов различных типов. Еще один широко распространенный сервис Интернет. Служба FTP обеспечивает удаленный доступ к файловой системе сервера. Доступ к файлам в файловых архивах, к гигантским объемам информации в Интернете. Сервер FTP можно настраивается таким образом, что соединиться с ним можно не только под своим именем и паролем, но и под условным именем anonymous - аноним. Тогда Вам становятся доступен только некоторый набор файлов на сервере - публичный файловый архив.

Сервис IRC
Cервис IRC - Internet Relay Chat, предназначенный для поддержки текстового общения в реальном времени.
В Интернет существуют тысячи серверов Интернет Relay Chat (IRC), на которых реализуется интерактивное общение. Любой пользователь может подключиться к такому серверу и начать общение с одним из посетителей этого сервера или участвовать в коллективной "встрече". Передача сообщений идет внутри сервера. Простейший способ общения - разговор (chat). Это обмен сообщениями, набираемыми с клавиатуры. Если компьютеры собеседников оборудованы звуковой картой, микрофоном и акустическими колонками, то можно обмениваться звуковыми сообщениями. Однако "живой" разговор одновременно возможен только между двумя собеседниками. Для того чтобы видеть друг друга, то есть обмениваться видеоизображениями, к компьютерам должны быть подключены видеокамеры. Для организации интерактивного общения необходимо специальное программное обеспечение (например, программа NetMeeting, которая входит в состав ОС Windows).

Инфраструктурные сервисы
Описанный выше FTP является примером инфраструктурного сервиса Интернет, то есть сервиса, основанного на программных средствах, обычно поставляемых как часть операционной системы.

Cервис Telnet - предназначен для управления удаленными компьютерами в терминальном режиме. Он также используется как средство доступа к удаленным информационным сервисам, работа с которыми происходит в режиме текстового терминала. Telnet используется как часть информационного сервиса Интернет, когда при соединении пользователь попадает не в командный интерпретатор, но сразу в специализированную программу, обеспечивающую доступ к информационным ресурсам.

Так можно работать с каталогами некоторых библиотек, с сервером, обслуживающим информационную систему CTN, можно получить доступ к терминальному навигатору WWW (текстовому или графическому).

Система гипермедиа WWW
World Wide Web (WWW, W3, «Всемирная паутина») - гипертекстовая (гипермедиа) система, предназначенная для интеграции различных сетевых ресурсов в единое информационное пространство. Это распределенная система, предоставляющая доступ к связанным между собой документам, расположенным на различных компьютерах, подключенных к Интернету.

Всемирную паутину образуют сотни миллионов веб-серверов. Большинство ресурсов всемирной паутины основаны на технологии гипертекста. Гипертекстовые документы, размещаемые во Всемирной паутине, называются веб-страницами. Несколько веб-страниц, объединенных общей темой, дизайном, а также связанных между собой ссылками и обычно находящихся на одном и том же веб-сервере, называются веб-сайтом. Для загрузки и просмотра веб-страниц используются специальные программы - браузеры (англ. browser).

Всемирная паутина вызвала настоящую революцию в информационных технологиях и взрыв в развитии Интернета. Часто, говоря об Интернете, имеют в виду именно Всемирную паутину, однако важно понимать, что это не одно и то же.

Перечисленные выше сервисы относятся к стандартным. Это означает, что принципы построения клиентского и серверного программного обеспечения, а также протоколы взаимодействия сформулированы в виде международных стандартов. Следовательно, разработчики программного обеспечения при практической реализации обязаны выдерживать общие технические требования.
Наряду со стандартными сервисами существуют и нестандартные, представляющие собой оригинальную разработку той или иной компании. В качестве примера можно привести различные системы типа Instant Messenger (своеобразные интернет-пейджеры - ICQ, AOl, Demos on-line и т. п.), системы интернет-телефонии, трансляции радио и видео и т. д. Важной особенностью таких систем является отсутствие международных стандартов, что может привести к возникновению технических конфликтов с другими подобными сервисами.

Основные этапы создания и развития сети Интернет

Предшественником современной сети Интернет была сеть APRANET Министерства обороны США. Разработка сети была поручена Калифорнийскому университету в Лос-Анжелесе, Стэндфордскому исследовательскому центру, Университету Юты и Университету штата Калифорния в Санта-Барбаре. Компьютерная сеть была названа ARPANET (англ. Advanced Research Projects Agency Network), и в 1969 году в рамках проекта сеть объединила четыре указанных научных учреждения. Все работы финансировались Министерством обороны США. Затем сеть ARPANET начала активно расти и развиваться, ее начали использовать ученые из разных областей науки.

В течение пяти лет Интернет достиг аудитории свыше 50 миллионов пользователей. С 22 января 2010 года прямой доступ в Интернет получил экипаж Международной космической станции.

Первый сервер ARPANET был установлен 2 сентября 1969 года в Калифорнийском университете (Лос-Анджелес). Компьютер Honeywell DP-516 имел 24 Кб оперативной памяти.

29 октября 1969 года в 21:00 между двумя первыми узлами сети ARPANET, находящимися на расстоянии в 640 км - в Калифорнийском университете Лос-Анджелеса (UCLA) и в Стэнфордском исследовательском институте (SRI) - провели сеанс связи. Чарли Клайн (Charley Kline) пытался выполнить удаленное подключение из Лос-Анджелеса к компьютеру в Стэнфорде. Успешную передачу каждого введенного символа его коллега Билл Дювалль (Bill Duvall) из Стэнфорда подтверждал по телефону. В первый раз удалось отправить всего три символа «LOG», после чего сеть перестала функционировать. LOG должно было быть словом LOGIN (команда входа в систему). В рабочее состояние систему вернули уже к 22:30 и следующая попытка оказалась успешной.

К 1971 году была разработана первая программа для отправки электронной почты по сети. Эта программа сразу стала очень популярна.
В 1973 году к сети были подключены через трансатлантический телефонный кабель первые иностранные организации из Великобритании и Норвегии, сеть стала международной.

В 1970-х годах сеть в основном использовалась для пересылки электронной почты, тогда же появились первые списки почтовой рассылки, новостные группы и доски объявлений. Однако в то время сеть еще не могла легко взаимодействовать с другими сетями, построенными на других технических стандартах.

К концу 1970-х годов начали бурно развиваться протоколы передачи данных, которые были стандартизированы в 1982-1983 годах. Активную роль в разработке и стандартизации сетевых протоколов играл Джон Постел.

1 января 1983 года сеть ARPANET перешла с протокола NCP на TCP/IP, который применяется до сих пор для объединения (или, как еще говорят, «наслоения») сетей. Именно в 1983 году термин «Интернет» закрепился за сетью ARPANET.

В 1984 году была разработана система доменных имен (англ. Domain Name System, DNS). И в 1984 году у сети ARPANET появился серьезный соперник: Национальный научный фонд США (NSF) основал обширную межуниверситетскую сеть NSFNet (англ. National Science Foundation Network), которая была составлена из более мелких сетей (включая известные тогда сети Usenet и Bitnet) и имела гораздо большую пропускную способность, чем ARPANET. К этой сети за год подключились около 10 тыс. компьютеров, название «Интернет» начало плавно переходить к NSFNet.

В 1988 году был разработан протокол Internet Relay Chat (IRC), благодаря чему в Интернете стало возможно общение в реальном времени (чат).

В 1989 году в Европе, в стенах Европейского совета по ядерным исследованиям (ЦЕРН) родилась концепция Всемирной паутины. Ее предложил знаменитый британский ученый Тим Бернерс-Ли, он же в течение двух лет разработал протокол HTTP, язык HTML и идентификаторы URI.

В 1990 году сеть ARPANET прекратила свое существование, полностью проиграв конкуренцию NSFNet. В том же году было зафиксировано первое подключение к Интернету по телефонной линии (т. н. «дозвон», англ. dialup access).

В 1991 году Всемирная паутина стала общедоступна в Интернете, а в 1993 году появился знаменитый веб-браузер NCSA Mosaic. Всемирная паутина набирала популярность.

В 1995 году NSFNet вернулась к роли исследовательской сети, маршрутизацией всего трафика Интернета теперь занимались сетевые провайдеры, а не суперкомпьютеры Национального научного фонда. В том же 1995 году Всемирная паутина стала основным поставщиком информации в Интернете, обогнав по трафику протокол пересылки файлов FTP. Был образован Консорциум Всемирной паутины (W3C). Можно сказать, что Всемирная паутина преобразила Интернет и создала его современный облик. С 1996 года Всемирная паутина почти полностью подменяет собой понятие «Интернет».

В 1990-е годы Интернет объединил в себе большинство существовавших тогда сетей (хотя некоторые, как Фидонет, остались обособленными). Объединение выглядело привлекательным благодаря отсутствию единого руководства, а также благодаря открытости технических стандартов Интернета, что делало сети независимыми от бизнеса и конкретных компаний.

К 1997 году в Интернете насчитывалось уже около 10 млн компьютеров, было зарегистрировано более 1 млн доменных имен. Интернет стал очень популярным средством для обмена информацией.

С 22 января 2010 года прямой доступ в Интернет получил экипаж Международной космической станции.

Web 1.0 и Web 2.0

Интернет-бум принято относить к стабильному коммерческому росту интернет-компаний, связанному с наступлением эпохи всемирной паутины, начавшейся с первого релиза веб-браузера Mosaic в 1993 году и продолжавшегося все 90-е.
Небольшой (по историческим меркам) срок существования сервиса WWW показал его востребованность все возрастающему числу пользователей. Всё больше компаний переориентировалось на интернет-бизнес с большой долей рекламы, а не интернет-сервисов. В период с 1995 по 2001 год существовала переоценка интернет-технологий. Пузырь доткома - кульмиация которого произошла 10 марта 2000 года привела к волне банкротсв и утере доверия к ценным бумагам высокотехнологических фирм, связанных с предоставлением услуг через интернет. Последовавший за этим подъем в 2002 году привел к появлению высокотехнологичных интернет-компаний, бурному развитию интернет-сервисов. Это стало хорошим стимулом для развития веб-ориентированных концепций и технологий, увеличивающих возможности пользователей. Массовое внедрение и использование этих решений - причина качественных изменений во Всемирной паутине, своего рода смена «версии» Web. На данный момент аналитики Интернет выделяют web 1.0, web 2.0 интернет-ресурсы, а также уже существует концепция web 3.0 сервисов (стоит отметить, что деление это условное и часто критикуемое)..

Web 1.0
Web 1.0 является ретронимом понятия, которое относится к статусу WWW и любому стилю дизайна веб-сайта, используемому перед появлением термина Web 2.0. Web 1.0, или как его называют «классическим вебом», представляет собой статические сайты. Это своеобразная веб-библиотека, которая делается немногими для многих, где сравнение сайтов происходит по типу используемой технологии. Типичным примером web 1.0 являются сайты, состоящие из множества связанных статических web-страниц, информация на которых создана и изменяется только разработчиком сайта. В период с 1998 года для придания интерактивности сайтов стали массово использоваться гостевые книги и форумы (хотя эти функции были доступны и раньше). Такие сайты иногда называют web 1.5, подчёркивая возможность общения пользователей, наличие профилей и формирование интернет-сообществ. Однако пользователь ещё не может создавать или изменять контент – это прерогатива администраторов сайта.

Отсутствовали развитые чаты, в основном использовались IRC и ICQ, но больше - электронная почта. Нормальные собственные сайты создавали немногие, многие сайты низкого качества создавались на бесплатных хостингах.

Создавались версии сайтов для разных кодировок и браузеров в зависимости от программного обеспечения пользователей. Были малодоступны регистрация доменов и оплата нормального платного хостинга, который был у небольшого числа людей. Не существовало блогов, вебосервисов и википроектов.

Основные характеристики Web 1.0: неизменная структура сайтов, cтатическая информация, трудоемкий процесс обновления и создания новых ресурсов, односторонний процесс безопасности, централизованное содержание веб-сайтов, небольшое число пользователей.
Понятие Web 1.0 - это общий термин, описывающий состояние Всемирной Паутины за первое десятилетие ее существования. Для 90-х годов XX века были характерны низкая компьютерная грамотность пользователей, медленные типы подключения и ограниченное число сервисов Интернет. Веб-сайтам того времени были присущи следующие основные черты:
- статичное содержимое веб-страниц, контент создавался и поддерживался разработчиками веб-сайта;
- фреймовая и/или табличная верстка;
- низкое качество разметки (зачастую контент был представлен в виде обычного текста, заимствованного из конференций Usenet и подобных источников, и заключенного в тег

);

- широкое использование нестандартных тегов, поддерживаемых только конкретным браузером;

- использование физических или внедренных стилей, редко встраиваемых и, тем более, связанных таблиц стилей;

- указание информации о рекомендованной версии браузера и разрешении монитора, при которых дизайн сайта отображается корректно;

- гостевые книги, форумы или чаты - как инструменты обратной связи и придания интерактивности;

- использование графических и текстовых информеров (погода, курс доллара и т.п.) для агрегирования информации.

В первом десятилетии сети Интерент, или Web 1.0, была разработана сама основа Интернет, которая позволила дать доступ к огромным объемам информации широкому кругу пользователей сети.
Условное окончание эпохи «Web 1.0» датируется 2001 годом, когда произошел обвал акций интернет-компаний. Собственно, существовавшие сайты никуда не делись, но вот вновь создаваемые сайты все больше и больше отличались от типичных «веб-один-нольных».
Web 2.0


Web 2.0 - совокупность веб-технологий, ориентированная на активное участие пользователей в создании контента веб-сайтов.

Появление названия Web 2.0 принято связывать со статьей Тима О’Рейли «What Is Web 2.0» от 30 сентября 2005 года . В этой статье Тим О’Рейли увязал появление большого числа сайтов, объединенных некоторыми общими принципами, с общей тенденцией развития интернет-сообщества, и назвал это явление Web 2.0, в противовес «старому» Web 1.0. Несмотря на то, что значение этого термина до сих пор является предметом многочисленных споров, те исследователи, которые признают существование Web 2.0, выделяют несколько основных аспектов этого явления.
Первым, кто употребил словосочетание Web 2.0, стало издательство O’Reilly Media, специализирующееся на информационных технологиях. Произошло это в 2004 году. Немного позже глава издательства Тимоти О’Рейли сформулировал часть принципов Web 2.0. За прошедшее время сфера Web 2.0 расширилась, вытесняя традиционные web-сервисы, получившие название Web 1.0.
Особенностью Web 2.0. является:

- привлечение «коллективного разума» для наполнения сайта;

- взаимодействие между сайтами с использованием веб-сервисов;

- обновление веб-страниц без перезагрузки;

- агрегирование и синдикация информации;

- объединение различных сервисов для получения нового функционала;

- дизайн с применением стилевой разметки и акцентом на юзабилити.
Основные элементы Web 2.0:
Веб-сервисы (веб-службы)
 - это сетевые приложения, доступные по протоколу HTTP, в качестве протоколов взаимодействия использующие основанные на XML форматы данных (RPC, SOAP или REST). В результате программное обеспечение может использовать веб-службы вместо того, чтобы самостоятельно реализовывать требуемый функционал (например, проверить введенный в форме почтовый адрес). Инструменты для работы с HTTP и XML есть в любом современном языке программирования, поэтому веб-службы являются платформонезависимыми.
AJAX (Asynchronous JavaScript and XML)
 - подход к построению пользовательских интерфейсов веб-приложений, при котором веб-страница, не перезагружаясь, асинхронно загружает нужные пользователю данные. Использование Ajax стало наиболее популярно после того, как Google начала активно использовать его при создании своих сайтов, таких как Gmail и Google Maps. Часто Ajax считают синонимом Web 2.0, что совершенно не так. Web 2.0 не привязан к какой-то одной технологии или набору технологий, с тем же успехом еще в 1999 году возможность асинхронного обновления страницы уже предоставлял Flash 4.
Веб-синдикация
 – одновременное распространение информации в том числе аудио- и видео- на различные страницы или web-сайты, как правило, с использованием технологий RSS или Atom. Принцип заключается в распространении заголовков материалов и ссылки на них (например, последние сообщения форумов, и т. п.). Первоначально эта технология использовалась на новостных ресурсах и в блогах, но постепенно сфера применения расширилась.
Mash-up
 (дословный перевод - «смешение») - сервис, который полностью или частично использует в качестве источников информации другие сервисы, предоставляя пользователю новую функциональность для работы. В результате такой сервис может становиться также новым источником информации для других веб mash-up сервисов. Таким образом, образуется сеть зависимых друг от друга сервисов, интегрированных друг с другом. Например, сайт транспортной фирмы может использовать карты сервиса Google Maps для отслеживания местонахождения перевозимого груза.
Метки (теги)
 - ключевые слова, описывающие рассматриваемый объект, либо относящие его к какой-либо категории. Это своего рода метки, которые присваиваются объекту, чтобы определить его место среди других объектов.
Социализация
 - использование разработок, которые позволяют создавать сообщества пользователей. В понятие социализация сайта можно также включить возможность индивидуальных настроек сайта и создание личной зоны (личные файлы, изображения, видео, блоги) для пользователя, чтобы пользователь чувствовал свою уникальность. Поощрение, поддержка и доверие «коллективному разуму». При формировании сообщества большое значение имеет соревновательный элемент, Репутация или Карма, которые позволяют сообществу саморегулироваться и ставить пользователям дополнительные цели присутствия на сайте.
Дизайн.
 Понятие Web 2.0 также отразилось и в дизайне. Предпочтительными стали округлость, имитация выпуклых поверхностей, имитация отражений на манер глянцевого пластика современных hi-end устройств (к примеру, плееры). В целом, восприятие внешнего вида на глаз кажется более приятным. Графика таких сайтов занимает больший объем, нежели при использовании аскетичного дизайна. Отчасти эта тенденция связана с совпавшим по времени выходом новых версий операционных систем использующих вышеупомянутые идеи. Однако однообразие таких сайтов явно и в последнее время считается, графический облик классического дизайна Web 2.0, устаревшим и не креативным. Особенно это отражается в современной тенденции создания информативных сайтов, где главную роль играет простота, изящество, графичность и юзабилити. В дизайне не должно быть ограничений, но Web 2.0 их прививает.
Недостатки Web 2.0

При использовании технологий Web 2.0 вы становитесь арендатором сервиса и/или дискового пространства у какой-то сторонней компании. Возникающая при этом зависимость формирует ряд недостатков новых сервисов:

- зависимость сайтов от решений сторонних компаний, зависимость качества работы сервиса от качества работы многих других компаний;

- слабая приспособленность нынешней инфраструктуры к выполнению сложных вычислительных задач в браузере;

- уязвимость конфиденциальных данных, хранимых на сторонних серверах, для злоумышленников (известны случаи хищения личных данных пользователей, массовых взломов учетных записей блогов).
Сейчас мы находимся в конце второго десятилетия в Web 2.0 были развиты различные пользовательские интерфейсы, которые позволяли пользователям уже управлять содержимым сети Интерент и связаться друг с другом.
Web 3.0


Web 3.0 - это принципиально новый подход к обработке информации, представленной во Всемирной паутине. Web 3.0 в первую очередь подразумевает под собой иной подход к обработке информации сообществом пользователей. Также термином Web 3.0 часто называют концепцию семантической паутины (Semantic Web). Семантическая паутина (Semantic Web) – «часть глобальной концепции развития сети Интернет, целью которой является реализация возможности машинной обработки информации, доступной во Всемирной паутине. Основной акцент концепции делается на работе с метаданными, однозначно характеризующими свойства и содержание ресурсов Всемирной паутины, вместо используемого в настоящее время текстового анализа документов» (Википедия). То есть - это некая сеть над Сетью, содержащая метаданные о ресурсах Всемирной паутины и существующая параллельно с ними.
Альтернативная теория Web 3.0


Web 3.0 - концепция развития интернет-технологий, сформулированная руководителем Netscape.com Джейсоном Калаканисом (англ. Jason Calacanis) в продолжение концепции Web 2.0 Тима О’Рейли. Её суть в том, что Web 2.0 является только технологической платформой, а Web 3.0 позволит на её основе силами профессионалов создать высококачественный контент и сервисы.

Определение было опубликовано в личном блоге Калаканиса 10 марта 2007 года. Калаканис отметил, что Web 2.0 позволяет быстро и практически бесплатно использовать значительное количество мощных интернет-сервисов с высокими потребительскими качествами, выбор среди которых может производиться путём подбора интересующих пользователя данных (поведенческие факторы).
От Web 1.0 к Web 3.0 - три десятилетия. Приведем следующие изображения для объяснения различий между Web 2.0 и Web 3.0 иначе известного как семантического веба. Но, прежде чем сравнивать Web 2.0 и Web 3.0, полезно сравнить Web 1.0 с Web 2.0:
Низкая (HTML-страница)

Средняя (XML-тег)

Высокая (объекты RDF)

Представляемые услуги


Поиск (возможность искать информацию, результаты поиска не точны)

Сообщества (блоги в социальных сетях)

Поиск (способ находить информацию, результаты поиска точны и различны у разных пользователей из-за предпочтений)

Фактор участия пользователя


низкий

средний

высокий

Фактор удовлетворенности пользователя от использования сайта


низкий

средний

высокий

Фактор ссылаемости на данные (обращения по ссылкам)


низкий (документы)

средний (документы)

высокий (документы и их отдельные части)

Фактор субъективности


высокий

средний (возможность выбора партнеров (friend lists) или установления ограничений на доступ к данным в блогах)

низкий (каждый может обратиться к ресурсу через URI)

Уровень трансклюзивности содержимого


низкий

средний ("смешивание" данных, управляемое кодом приложения)

высокий ("смешивание" данных, управляемое данными)

Уровень соответствия видимого предпочитаемому (What You See Is What You Prefer (WYSIWYP))


низкий

средний

высокий (настраиваемое описание представления ресурсов, поиск с использованием таргетации)

Доступность данных (открытый доступ к данным)


низкая

средняя (доступ через бункеры данных - серверные приложения)

высокая (прямой доступ)

Средства идентификации пользователей


слабые

средние (OpenID)

сильные (FOAF+SSL)

Модель развертывания системы


Централизованная

Централизованная, с делегированием части полномочий пользователем (регистрация нового пользователя автоматически приводит к созданию среды для него)

Распределенная, с выделенными централизованными функциями

Модель данных


Логическая (иерархическая, на основе DOM)

Логическая (иерархическая, на основе XML)

Концептуальная (графы RDF)

Пользовательский интерфейс


Динамически генерируемый (server-side) статичный интерфейс (client-side)

Динамически генерируемый (server-side), с возможностью частичного изменения на стороне клиента (XSLT, XQuery/XPath)

Полностью динамический интерфейс, представляемый возможностью самоописания RDF

Возможности запросов данных


Полнотекстовый поиск

Полнотекстовый поиск

Полнотекстовый поиск + поиск в графовых структурах с помощью SPARQL (Structured Graph Pattern Query Language)

Web как средство массовой информации


Представляет мнение автора/издателя

Отражает мнение социальной группы, состоящей из равноправных авторов и комментаторов

Представляет мнение социальной группы, подкрепленное экспертными оценками. Важна популярность информации

Перспективы развития

Предугадать развитие такого сложного и масштабного явления, как Интернет, очень трудно. Одно можно сказать с уверенностью: сетевые технологии будут играть огромную роль в жизни информационного общества.
В настоящее время Интернет развивается экспоненциально: каждые полтора-два года его основные количественные показатели удваиваются. Это относится к числу пользователей, числу подключенных компьютеров, объему информации и трафика, количеству информационных ресурсов.
Интернет бурно развивается и качественно. Границы его применения в жизни человечества постоянно расширяются, появляются совершенно новые виды сетевого сервиса и использование телекоммуникационных технологий даже в бытовой технике.
Жизнь современного общества становится все более компьютеризированной. Растут требования к оперативности и надежности информационных услуг, появляются новые их виды. Уже сейчас ученые разрабатывают принципиально новые формы глобальных информационных сетей. В недалеком будущем многие процессы сетевого проектирования, администрирования и обслуживания будут полностью автоматизированы.
Ссылки

Во времена Web 1.0 создание сайтов осуществлялось только их хозяевами. Сайты не позволяли изменять свое содержимое, из способов взаимодействия с пользователем присутствовали только электронная почта и гостевая книга, обеспечивающая довольно скудные возможности для общения.
Лекция
 15. Глобальная компьютерная сеть Internet
Лекция
15. Глобальная компьютерная сеть Internet

Глобальная
компьютерная сеть объединяет компьютеры,
удалённые друг от друга на большое
расстояние и которые могут быть
расположены в различных городах,
государствах и континентах. Обмен
информацией между компьютерами в такой
сети может осуществляться при помощи
телефонных линий связи, выделенных
каналов связи, в том числе оптоволоконных,
систем радиосвязи и спутниковой связи.
Структура
глобальной сети

В общем случае
глобальнаясеть включает
подсеть связи, к которой подключены
компьютеры и терминалы (только ввод и
отображение данных). В состав глобальной
сети могут входить как компоненты
локальные и региональные сети (рис.1).
Объединение глобальных, региональных
и локальных вычислительных сетей
позволяет создавать многосетевые
иерархии. Они обеспечивают мощные,
экономически целесообразные средства
обработки огромных информационных
массивов и доступ к неограниченным
информационным ресурсам. Именно такая
структура принята в наиболее известной
и популярной сейчас всемирной
суперглобальной информационной сети
Интернет (Internet) 1 .Подсеть
связи состоит из каналов передачи
данных и коммуникационных узлов.
Рис.
1. Структура глобальной сети
Компьютеры, за
которыми работают пользователи-клиенты,
называются рабочими
станциями
.
Компьютеры, являющиеся источниками
ресурсов сети, предоставляемых
пользователям, называются серверами
.
Рабочие станции пользователей подключаются
к глобальным сетям чаще всего через
поставщиков услуг доступа к сети -
провайдеров
.
Коммуникационные
узлы подсети связи предназначены для
быстрой передачи информации по сети,
для выбора оптимального маршрута
передачи информации, для коммутации
пакетов передаваемой информации.
Коммуникационный узел - это либо
некоторое аппаратное устройство, либо
компьютер, выполняющий заданные функции
с помощью соответствующего программного
обеспечения. Эти узлы обеспечивают
эффективность функционирования сети
связи в целом. Рассмотренная структура
сети называется узловой и используется,
прежде всего, в глобальных сетях.
Глобальная сеть Internet
Около
20 лет назад Министерство Обороны США
создало сеть, которая явилась прародителем
Internet, - она называлась ARPAnet
.
ARPAnet была экспериментальной сетью; она
создавалась для поддержки научных
исследований в военно-промышленной
сфере, в частности, для исследования
методов построения сетей, устойчивых
к частичным повреждениям, получаемым,
например, при бомбардировке авиацией
и способных в таких условиях продолжать
нормальное функционирование. Это
требование дает ключ к пониманию
принципов построения и структуры
Internet. В модели ARPAnet

всегда была связь между компьютером-источником
и компьютером-приемником (станцией
назначения). При этом предполагалась,
что любая часть сети может исчезнуть в
любой момент.
В
настоящее время Internet не просто сеть -
это сеть сетей. Сейчас она состоит из
более чем 12 тысяч объединенных между
собой сетей.
Административное устройство Internet
Internet
– организация с полностью добровольным
участием. Управляется она чем-то наподобие
совета старейшин, однако, у Internet нет
президента. Высшая власть, где бы Internet
ни была, остается за ISOC


(Internet Society). ISOC – общество с добровольным
членством. Его цель – способствовать
глобальному обмену информацией через
Internet. Оно назначает совет старейшин,
который отвечает за техническую политику,
поддержку и управление Internet.
Совет
старейшин представляет собой группу
приглашенных добровольцев, называемую
IAB


(Совет по архитектуре Internet.). IAB регулярно
собирается, чтобы утвердить стандарты
и распределить ресурсы, такие, например,
как адреса.
Интересно
заметить, что не существует такой
организации, которая собирает плату со
всех сетей Internet или пользователей.
Вместо этого каждый платит за свою
часть. NSF

платит за содержание NSFNET
.
NASA

платит за Научную Сеть NASA

(NASA

Science

Internet
).
Представители сетей собираются вместе
и решают, как им соединяться друг с
другом и содержать эти взаимосвязи.
Университет или корпорация платит за
ее подключение к некоторой региональной
сети, которая в свою очередь платит за
свой доступ сетевому владельцу
государственного масштаба.
То,
что Internet не сеть, а собрание сетей, мало
сказывается на конкретном пользователе.
Для того чтобы сделать что-нибудь
полезное (запустить программу или
добраться до хранящихся в сети данных),
пользователю не надо заботиться о том,
как эти составляющие сети содержатся,
как они взаимодействуют и поддерживают
межсетевые связи.
Структура Internet
На примере всемирной
глобальной сети Internet рассмотрим структуру
глобальной сети. Сеть Internet представляет
собой совокупность взаимосвязанных
коммуникационных центров, к которым
подключаются региональные поставщики
сетевых услуг и через которые осуществляется
их взаимодействие, т.е. Internet имеет
типичную для глобальных сетей структуру
(рис. 1).
До 1995 года
сеть Internet
контролировалась National
Science
Foundation
(NSF),
которая создала три мощных коммуникационных
центра: в Нью-Йорке, Чикаго и Сан-Франциско.
Затем были созданы центры на Восточном
и Западном побережье и много других
федеральных и коммерческих коммуникационных
центров. Между этими центрами
устанавливаются договорные отношения
о передаче информации и поддержании
высокоскоростной связи. Совокупность
коммуникационных центров образует
подсеть связи, поддерживаемую рядом
мощных компаний.
С точки зрения
пользователя в Internet выделяются поставщики
услуг, поддерживающие информацию на
серверах, и потребители этих услуг -
клиенты. Взаимодействие поставщиков с
потребителями осуществляется через
коммуникационную систему с множеством
узлов (рис. 2).

Рис.2.
 Логическая схема глобальной сети
Internet
Принципы
работы глобальной сети

Работа Internet возможна
потому, что разработаны стандартные
способы общения между компьютерами и
прикладными программами. Это позволяет
компьютерам разного типа связываться
между собой без особых проблем. IAB
ответственен за стандарты; он решает,
когда стандарт необходим и каким ему
следует быть. Когда требуется стандарт,
совет рассматривает проблему, принимает
стандарт и по сети оповещает о нем мир.
IAB также следит за различными номерами
(и другими вещами), которые должны
оставаться уникальными. Например, каждый
компьютер в Internet имеет свой уникальный
32-разрядный двоичный адрес. Как
присваивается этот адрес? IAB заботится
о такого рода проблемах. Он не присваивает
адресов самолично, но разрабатывает
правила, как эти адреса присваивать.
Адрес присваивает конкретный провайдер,
обеспечивающий подключение компьютера
к сети.
Рассмотрим в самых
общих чертах принципы работы глобальной
сети с коммутацией пакетов, использующей
протокол TCP/IP. Этот протокол лежит в
основе как сети Internet, так и многих других.
Знание основ построения сети позволяет
понять смысл многих действий, которые
придется выполнять пользователю для
получения доступа к многочисленным и
разнообразным ресурсам сети.
О том, что весь современный мир представляет собой гигантскую виртуальную паутину известно, пожалуй, каждому школьнику. Времена, когда обмен информацией осуществлялся по принципу «из рук в руки», а основным носителем данных была проштампованная бумажная папочка, остались в далеком прошлом, теперь же бесчисленные виртуальные магистрали соединяют все точки планеты в единую информационную систему – компьютерную сеть передачи данных.

Что такое компьютерная сеть?
В общем смысле компьютерная сеть передачи данных – это система связи различной вычислительной техники (в т.ч. ПК и пользовательской оргтехники), необходимая для автоматического обмена данными между конечными пользователями, а также удаленного управления функциональными узлами и программным обеспечением данной сети.
Способов классификации компьютерных сетей великое множество (по архитектуре, типу среды передачи, сетевым операционным системам и т.д.), однако углубляться в дебри теории сетевых технологий мы не станем: особо любознательные пользователи всегда смогут найти данную информацию в учебной литературе. Здесь же мы ограничимся простейшей классификацией сетей в зависимости от их протяженности.
Итак, компьютерные сети по территориальному признаку делятся на локальные и глобальные:
Глобальная компьютерная сеть – это сеть передачи данных, охватывающая весь мир (или отдельные крупные регионы) и объединяющая неограниченное число несвязанных абонентов.
Локальная компьютерная сеть – это совокупность соединенных каналами связи ПК и сетевого оборудования, предназначенная для передачи данных конечному числу пользователей. К слову, термин «локальная сеть» был присвоен системе в те времена, когда возможности оборудования не позволяли организовать подобную связь для удаленных на большие расстояния абонентов, ныне же локальные компьютерные сети используются как для организации местной связи (в пределах одного здания или организации), так и охватывают целые города, регионы и даже страны.
Виды компьютерных сетей
По способу организации связи между абонентами топология компьютерных сетей выделяет следующие схемы локальных сетей:
Где узлами сети выступают компьютеры, оргтехника и различное сетевое оборудование.
Более сложные топологии (такие, как древовидная сеть, ячеистая сеть и т.д.) строятся путем различных соединений трех элементарных видов локальной сети.
Функции локальных сетей
О предназначении глобальных сетей и том, какую пользу миру несет интернет, мы рассказывать не станем: основные функции всемирной паутины и так прекрасно известны каждому пользователю, а подробному описанию всех возможностей сети можно посвятить не одну книгу.
При этом домашние сети незаслуженно обделены информационным вниманием, и многие пользователи не понимают, зачем вообще им нужна локальная сеть.
Итак, основные функции локальной сети:
- Оптимизация рабочего процесса. Так, домашняя локальная сеть, организованная, например, в офисе, обеспечивает всем его сотрудникам возможность дистанционного обмена данными, а также совместного использования всех видов оргтехники;
- Общение. Конечно, полностью заменить «интернет-коннектинг» локальные сети не смогут, но в тех случаях, когда требуется организовать собственный, закрытый от внешних пользователей, канал связи (например, форум сотрудников корпорации) локальные сети просто незаменимы;
- Возможность удаленного администрирования. Так, корпоративная локальная сеть позволяет одному специалисту оказывать техническую поддержку нескольких десятков различных устройств;
- Экономия. Согласитесь, логичнее единожды оплатить подключение к интернету и обеспечить всем сотрудникам организации (пользовательским устройствам) возможность свободного доступа, чем проплачивать доступ к всемирной паутине каждому сотруднику (гаджету) индивидуально;
- Игры, безопасность обмена данными, пользовательский комфорт и многое другое.
Таким образом, локальная сеть - весьма и весьма полезный инструмент в любой сфере деятельности. По сути, именно локальные сети заменили всем известную «голубиную почту» как на любом предприятии, так и между друзьями-знакомыми (ведь это куда более функциональная альтернатива перестукивания по батарее и сигналов типа «кактус» на подоконнике). И наши уроки помогут вам не только создать локальную сеть с нуля своими руками, но и решить куда более сложные вопросы администрирования корпоративных сетей и настройки разных видов сетевого оборудования.
Глобальная компьютерная сеть Интернет
 
Состав Интернета
Интернет - сеть сетей. Локальные сети
 обычно объединяют несколько десятков компьютеров, размещенных в одном здании, однако они не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. В этом случае дистанционный доступ к информации обеспечивают региональные сети
, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).
Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.), создают собственные, так называемые корпоративные сети
. Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах.
Потребности формирования единого мирового информационного пространства привели к объединению локальных, региональных и корпоративных сетей в глобальную компьютерную сеть Интернет. В результате в настоящее время (на январь 2005 года) основу Интернета составляют более трехсот миллионов серверов.
Надежность функционирования глобальной сети обеспечивает большое количество каналов передачи информации с высокой пропускной способностью между локальными, региональными и корпоративными сетями. Например, российская региональная компьютерная сеть Рунет (RU) соединяется многочисленными каналами передачи информации с северо-американской (US), европейской (EU) и японской (JP) региональными сетями (рис. 6.5).
Интернет
 - это глобальная компьютерная сеть, в которой локальные, региональные и корпоративные сети соединены между собой многочисленными каналами передачи информации с высокой пропускной способностью.

Подключение к Интернету.
 В каждой локальной, региональной или корпоративной сети имеется, по крайней мере, один компьютер (сервер Интернета), который имеет постоянное подключение к Интернету.
Для подключения локальных сетей чаще всего используются оптоволоконные линии
 связи. Однако в случаях подключения неудобно расположенных или удаленных компьютерных сетей, когда прокладка кабеля затруднена или невозможна, используются беспроводные линии связи. Если передающая и принимающая антенны находятся в пределах прямой видимости, то используются радиоканалы
, в противном случае обмен информацией производится через спутниковый канал
 с использованием специальных антенн (рис. 6.6).
Сотни миллионов компьютеров пользователей могут периодически подключаться к Интернету по коммутируемым телефонным каналам
 с помощью провайдеров Интернета
. Провайдеры Интернета имеют высокоскоростные соединения своих серверов с Интернетом и поэтому могут предоставить Интернет-доступ по телефонным каналам одновременно сотням и тысячам пользователей.
Для соединения компьютера пользователя по телефонному каналу с сервером Интернет-провайдера к обоим компьютерам должны быть подключены модемы. Модемы обеспечивают передачу цифровых компьютерных данных по аналоговым телефонным каналам со скоростью до 56 Кбит/с.
Современные ADSL
-технологии позволяют использовать обычные телефонные каналы для высокоскоростного (1 Мбит/с и выше) подключения к Интернету. Важно, что при этом телефонный номер остается свободным.
Обычные и ADSL модемы подключаются к USB-порту компьютера и к разъему телефонной розетки (рис. 6.7).

Рис. 6.7. Обычный и ADSL модемы

Пользователи портативных компьютеров могут подключаться к Интернету с использованием беспроводной технологии Wi-Fi. На вокзалах, в аэропортах и других общественных местах устанавливаются точки доступа беспроводной связи, подключенные к Интернету. В радиусе 100 м портативный компьютер, оснащенный беспроводной связью, автоматически получает доступ в Интернет со скоростью до 11 Мбит/с.
Контрольные вопросы

1. Какие типы компьютерных сетей образуют Интернет?
2. Какие существуют способы подключения к Интернету и каковы их достоинства и недостатки?
 
Адресация в Интернете
Интернет-адрес.
 Для того чтобы в процессе обмена информацией компьютеры могли найти друг друга, в Интернете существует единая система адресации, основанная на использовании Интернет-адресов.
Каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет свой уникальный двоичный 32-битовый Интернет-адрес
.

Существует формула, которая связывает между собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации I, которое несет полученное сообщение:
Интернет-адрес несет количество информации I = 32 бита, тогда общее количество N различных Интернет-адресов равно:
N = 2 I = 2 32 = 4 294 967 296
Интернет-адрес длиной 32 бита позволяет подключить к Интернету более 4 миллиардов компьютеров.
По новой технологии "Умный дом" к Интернету смогут быть подключены не только компьютеры, но и бытовые приборы (холодильники, стиральные машины и др.) и аудио- и видеотехника, которыми можно будет управлять дистанционно. В этом случае четырех миллиардов Интернет-адресов может оказаться недостаточно и придется перейти на более длинный Интернет-адрес.
Для удобства восприятия двоичный 32-битовый Интернет-адрес можно разбить на четыре части по 8 битов и каждую часть представить в десятичной форме. Десятичный Интернет-адрес состоит из четырех чисел в диапазоне от 0 до 255, разделенных точками (например, 213.171.37.202) (табл. 6.1).

Все серверы Интернета имеют постоянные Интернет-адреса. Однако провайдеры Интернета часто предоставляют пользователям доступ в Интернет не с постоянным, а с временным Интернет-адресом. Интернет-адрес может меняться при каждом подключении к Интернету, но в процессе сеанса остается неизменным и пользователь может его определить.
Доменная система имен.
 Человеку запомнить числовой адрес нелегко, поэтому для удобства пользователей Интернета была введена доменная система имен, которая ставит в соответствие числовому Интернет-адресу компьютера уникальное доменное имя.
Доменная система имен имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня - домены второго уровня - домены третьего уровня.
Домены верхнего уровня существуют двух типов: географические и административные. Каждой стране мира выделен свой географический домен, обозначаемый двухбуквенным кодом. Например, России принадлежит географический домен ru, в котором российские организации и граждане имеют право зарегистрировать домен второго уровня.
Административные домены обозначаются тремя или более буквами и предназначены для регистрации доменов второго уровня организациями различных типов (табл. 6.2).
Так, компания Microsoft зарегистрировала домен второго уровня Microsoft
 в административном домене верхнего уровня com
, а Московский институт открытого образования - домен второго уровня metodist
 в географическом домене верхнего уровня ru
 (рис. 6.8).


Рис. 6.8. Доменная система имен

Доменное имя сервера Интернета состоит из последовательности (справа налево) имен домена верхнего уровня, домена второго уровня и собственно имени компьютера. Так, основной сервер компании Microsoft имеет имя www.microsoft.com, а сервер института имеет имя iit.metodist.ru.
Каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет Интернет-адрес, однако он может не иметь доменного имени. Доменные имена имеют серверы Интернета, но доменного имени обычно не имеют компьютеры, подключающиеся к Интернету по телефонным линиям.
Контрольные вопросы

1. Имеет ли каждый компьютер, подключенный к Интернету, Интернет-адрес? Доменное имя?
2. Как строится доменная система имен?
Задания для самостоятельного выполнения

6.3 Задание с кратким ответом. Двоичный 32-битовый Интернет-адрес компьютера представить в десятичной форме.
6.4 Задание с кратким ответом. Записать доменное имя компьютера, зарегистрированного в домене первого уровня ru, домене второго уровня schools и имеющего собственное имя www.
 
Маршрутизация и транспортировка данных по компьютерным сетям
Сеть Интернет, являющаяся сетью сетей и объединяющая громадное количество различных локальных, региональных и корпоративных сетей, функционирует и развивается благодаря использованию единого принципа маршрутизации и транспортировки данных.
Маршрутизация данных.
 Маршрутизация данных обеспечивает передачу информации между компьютерами сети. Рассмотрим принцип маршрутизации данных по аналогии с передачей информации с помощью обычной почты. Для того чтобы письмо дошло по назначению, на конверте указывается адрес получателя (кому письмо) и адрес отправителя (от кого письмо).
Аналогично, передаваемая по сети информация "упаковывается в конверт", на котором "пишутся" Интернет-адреса компьютеров получателя и отправителя, например: "Кому: 198.78.213.185", "От кого: 193.124.5.33". Содержимое конверта на компьютерном языке называется Интернет-пакетом
 и представляет собой набор байтов.
В процессе пересылки обыкновенных писем они сначала доставляются на ближайшее к отправителю почтовое отделение, а затем передаются по цепочке почтовых отделений на ближайшее к получателю почтовое отделение. На промежуточных почтовых отделениях письма сортируются, т. е. определяется, на какое следующее почтовое отделение необходимо отправить то или иное письмо.
Интернет-пакеты на пути к компьютеру-получателю также проходят через многочисленные промежуточные серверы Интернета, на которых производится операция маршрутизации. В результате маршрутизации Интернет-пакеты направляются от одного сервера Интернета к другому, постепенно приближаясь к компьютеру-получателю.
Маршрутизация
 Интернет-пакетов обеспечивает доставку информации от компьютера-отправителя к компьютеру-получателю.

Маршруты доставки Интернет-пакетов могут быть совершенно разными, и поэтому первые Интернет-пакеты могут достичь компьютера-получателя в последнюю очередь. Например, в процессе передачи файла от сервера От к серверу Кому маршрут первого Интернет-пакета может быть От-1-2-Кому, второго - От-Кому и третьего - От-3-4-5-Кому (рис. 6.9).


Рис. 6.9. Маршрутизация и транспортировка данных

"География" Интернета существенно отличается от привычной нам географии. Скорость получения информации зависит не от удаленности сервера Интернета, а от маршрута прохождения информации, т. е. количества промежуточных серверов и качества линий связи (их пропускной способности), по которым передается информация от сервера к серверу.
С маршрутом прохождения информации в Интернете можно познакомиться с помощью специальных программ, которые позволяют проследить, через какие серверы и с какой задержкой передается информация с выбранного сервера Интернета на ваш компьютер.
Транспортировка данных.
 Теперь представим себе, что нам необходимо переслать по почте многостраничную рукопись, а почта бандероли и посылки не принимает. Идея проста: если рукопись не помещается в обычный почтовый конверт, ее надо разобрать на листы и переслать их в нескольких конвертах. При этом листы рукописи необходимо обязательно пронумеровать, чтобы получатель знал, в какой последовательности потом эти листы собрать.
В Интернете часто случается аналогичная ситуация, когда компьютеры обмениваются большими по объему файлами. Если послать такой файл целиком, то он может надолго "закупорить" канал связи, сделать его недоступным для пересылки других сообщений.
Для того чтобы этого не происходило, на компьютере-отправителе необходимо разбить большой файл на мелкие части, пронумеровать их и транспортировать в форме отдельных Интернет-пакетов до компьютера-получателя.
На компьютере-получателе необходимо собрать исходный файл из отдельных частей в правильной последовательности, поэтому файл не может быть собран до тех пор, пока не придут все Интернет-пакеты.
Транспортировка данных
 производится путем разбиения файлов на Интернет-пакеты на компьютере-отправителе, индивидуальной маршрутизации каждого пакета и сборки файлов из пакетов в первоначальном порядке на компьютере-получателе.

Время транспортировки отдельных Интернет-пакетов между локальным компьютером и сервером Интернета можно определить с помощью специальных программ.
Маршрутизация и транспортировка данных в Интернете производится на основе протокола TCP/IP, который является основным "законом" Интернета. Термин "TCP/IP" включает название двух протоколов передачи данных:

- TCP (Transmission Control Protocol - транспортный протокол);

- IP (Internet Protocol - протокол маршрутизации).
Контрольные вопросы

1. Каким образом производится доставка данных по указанному Интернет-адресу?
2. В каких целях при передаче файлов по компьютерным сетям производится их разбиение на Интернет-пакеты?