Лекция 2 Глобальные информационные сети. Интернет
| Вид материала | Лекция |
- Лекция Глобальные сети. Интернет. Корпоративные компьютерные сети, 89.75kb.
- Лекция 2 Информационные ресурсы и сети, 158.72kb.
- Программа по дисциплине «прикладные протоколы интернет и www» по направлениям: «Математика., 234.28kb.
- К определению сети Интернет, 79.37kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины операционные системы, среды и оболочки Специальность, 342.48kb.
- Глобальные информационные сети Содержание, 410.19kb.
- Лекция №6. Топология физических связей и адресация узлов сети, 66.75kb.
- Программа дисциплины «информационные сети» Индекс дисциплины по учебному плану: опд., 123.28kb.
- Лекция – Семинар 2 Информационный поиск и информационные ресурсы Интернет, 161.64kb.
- Информационные услуги сети Интернет Ресурс, 111.01kb.
Лекция 2_2. Глобальные информационные сети. Интернет.
Содержание темы: Технологии и средства организации глобальных сетей. История Интернет. Понятие протоколов связи. Программные средства. Навигаторы. Система адресов сети. Основные функции и компоненты электронной почты.
При физическом соединении двух и более компьютеров образуются компьютерные сети.
Назначение всех видов компьютерных сетей определяется двумя функциями:
- обеспечением совместной работы компьютеров и других устройств коллективного пользования (принтера, сканера и т.п.);
- обеспечением доступа и совместного использования программных и информационных ресурсов сети (дискового пространства, коллективных баз данных и др.).
Архитектурный принцип построения таких сетей (за исключением одноранговых сетей, в которых компьютеры равноправны) называется "клиент – сервер".
Сервер – компьютер сети, предоставляющий свои программные и аппаратные ресурсы пользователям сети для хранения данных, выполнения программ и других услуг (например, доступ к общей базе данных, совместное использование устройств ввода/вывода, организацию взаимодействия пользователей и др.).
Клиент – компонент архитектуры "клиент – сервер", пользующийся услугами сервера. Часто в качестве клиента выступают программы, имеющие доступ к информационным ресурсам или устройствам сервера.
Термины "клиент" и "сервер" используются для обозначения как программных, так и аппаратных средств.
К преимуществам сетей с архитектурой "клиент – сервер" относятся: централизованное управление ресурсами сети, безопасность и скорость доступа. Мероприятия по реализации этих свойств называются администрированием сети.
При создании компьютерных сетей является важным обеспечение совместимости по аппаратным характеристикам и совместимости информационного обеспечения (программ и данных) по системе кодирования и формату данных.
Решение этих проблем реализуется с помощью так называемой модели взаимодействия открытых систем OSI (Model of Open System Interconnections). Стандарты этой модели разработаны Международным институтом стандартов (International Standards Organization) – ISO.
Согласно модели ISO/OSI архитектуру сети следует рассматривать на разных уровнях (общее число уровней – до семи).
Самый верхний уровень – прикладной, где прикладные программы взаимодействует с вычислительной системой. Самый нижний – физический, он обеспечивает доступ к среде передачи данных между устройствами. Обмен данными в сети происходит в результате их перемещения с верхнего уровня на нижний, затем транспортировка и, наконец, обратное преобразование на компьютере клиента в результате перемещения данных с нижнего уровня на верхний.
Для подключения к серверу рабочей станции пользователь должен получить собственное регистрационное имя и пароль.
(использован материал с u/inform/)
Структура Internet
Internet представляет собой глобальную компьютерную сеть. Само ее название означает "между сетей". Это сеть, соединяющая отдельные сети.
Логическая структура Internet представляет собой некое виртуальное объединение, имеющее свое собственное информационное пространство.
Internet обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами, которые входят в сети, подключенные к ней. Тип компьютера и используемая им операционная система значения не имеют.
Днем «рождения» всемирной сети считают 2 января 1969 года. Управление перспективных исследований (ARPA — Advanced Research Projects Agency), являющееся одним из подразделений Министерства обороны США, начало разработку проекта связи для компьютеров оборонных организаций. В результате исследований была создана сеть ARPANet, организованная по принципам, которые позднее легли в основу Интернета. В 1971 году была изобретена электронная почта. В 1973 году в сети ARPAnet было установлено первое международное соединение — между США и Великобританией. А в 1980-м ARPAnet «заразился» первым вирусом.
Следующим этапом в развитии Интернета было создание сети Национального научного фонда США (NSF — National Science Fund). Сеть, названная NSFNet, объединила научные центры Соединенных Штатов. При этом основой сети стали пять суперкомпьютеров, соединенных между собой высокоскоростными линиями связи. Все остальные пользователи сети подключались к сети и могли использовать возможности, предоставляемые этими компьютерами. Сеть NSFNet быстро заняла место ARPANet, и последняя была ликвидирована в 1990 году. Развитие сети потребовало ее реорганизации, и в 1987 году был создан NSFNet Backbone — базовая часть сети, которая состояла из тринадцати центров, соединенных друг с другом высокоскоростными линиями связи. Центры располагались в разных частях США. Долгое время Интернет был чисто американской сетью — лишь в 1989 году к сети подключилась Великобритания. Одновременно были созданы национальные сети в других странах. Компьютерные сети разных стран стали объединяться, и в девяностых годах появился Интернет в его сегодняшнем виде. В 1990 году к сети подключили первое дистанционно управляемое устройство. Им стал... обыкновенный тостер. В 1991 году англичанин Тим Бернас-Ли изобрел «всемирную паутину» World Wide Web (WWW) – удобный пользовательский интерфейс, которому Интернет обязан своей нынешней популярностью.
Сейчас Интернет объединяет тысячи разных сетей, расположенных по всему миру. К всемирной сети имеют доступ десятки миллионов пользователей. Рост и развитие Интернета продолжается. Чтобы достичь пятидесятимиллионной аудитории, радио понадобилось 37 лет, телевидению – 15, а Интернету – всего три!
В России Интернет появился совсем недавно. Бурный рост числа его пользователей в нашей стране начался в 1996 году. Но сегодня Интернет здесь уже превратился из диковинки в повседневный инструмент. Об этом можно судить хотя бы по скорости развития русской части Интернета – Рунета.
Основные ячейки Internet -локальные вычислительные сети. Это значит, что Internet не просто устанавливает связь между отдельными компьютерами, а создает пути соединения для более крупных единиц - групп компьютеров. Если некоторая локальная сеть непосредственно подключена к Internet, то каждая рабочая станция этой сети также может подключаться к Internet. Существуют также компьютеры, самостоятельно подключенные к Internet. Они называются хост-компьютерами (host - хозяин). Каждый подключенный к сети компьютер имеет свой адрес, по которому его может найти абонент из любой точки света.
Схема подключения локальной сети к Internet приведена на рис.
Рис. Подключение локальной сети к Internet.
Важной особенностью Internet является то, что она, объединяя различные сети, не создает при этом никакой иерархии - все компьютеры, подключенные к сети, равноправны.
Система адресации в Internet
Internet самостоятельно осуществляет передачу данных. К адресам станций предъявляются специальные требования. Адрес должен иметь формат, позволяющий вести его обработку автоматически, и должен нести некоторую информацию о своем владельце.
С этой целью для каждого компьютера устанавливаются два адреса: цифровой IP-адрес (IP - Internetwork Protocol - межсетевой протокол) и доменный адрес.
Оба эти адреса могут применяться равноценно. Цифровой адрес удобен для обработки на компьютере, а доменный адрес - для восприятия пользователем.
Цифровой адрес имеет длину 32 бита. Для удобства он разделяется на четыре блока по 8 бит.
Два блока определяют адрес сети, а два другие - адрес компьютера внутри этой сети. IP-адрес включает в себя три компонента: адрес сети, адрес подсети, адрес компьютера в подсети.
Пример. 192.45.9.200. Адрес сети - 192.45; адрес подсети - 9; адрес компьютера - 200.
Доменный адрес определяет область, представляющую ряд хост-компьютеров. В отличие от цифрового адреса он читается в обратном порядке. Вначале идет имя компьютера, затем имя сети, в которой он находится.
Компьютерное имя включает, как минимум, два уровня доменов. Каждый уровень отделяется от другого точкой. Слева от домена верхнего уровня располагаются поддомены для общего домена.
В системе адресов Internet принято представлять домены географических регионами. Они имеют имя, состоящее из двух букв.
Пример. Географические домены некоторых стран: Франция - fr; Канада- са; США - us; Россия - ru.
Существуют и домены, разделенные по тематическим признакам. Такие домены имеют трехбуквенное сокращенное название.
Пример. Учебные заведения - edu. Правительственные учреждения - gov. Коммерческие организации – com: tutor.sptu.edu. Здесь edu - общий домен для школ и университетов. Tutor - поддомен sptu, который является поддоменом edu.
Для пользователей Internet адресами могут быть просто их регистрационные имена на компьютере, подключенном к сети. За именем следует знак @. Все это слева присоединяется к имени компьютера.
Пример. Пользователь, зарегистрировавшийся под именем victor на компьютере. имеющем в Internet имя tutor.sptu.edu. будет иметь адрес: victor@tutor.sptu.edu.
В Internet могут использоваться не только имена отдельных людей, но и имена групп. Для обработки пути поиска в доменах имеются специальные серверы имен. Они преобразовывают доменное имя в соответствующий цифровой адрес.
Локальный сервер передает запрос на глобальный сервер, имеющий связь с другими локальными серверами имен. Поэтому пользователю просто нет никакой необходимости знать цифровые адреса.
Специальные стандарты – протоколы, обеспечивают необходимую совместимость на каждом уровне. Протоколы могут быть реализованы аппаратно-программными средствами, поэтому программы, поддерживающие протокол, также называют протоколами.
В Интернет все данные пересылаются в виде пакетов. Пакет – это специальная последовательность бит, несущих собственно данные, а также служебную информацию об адресах получателя и отправителя информации, номере пакета, коды для проверки его целостности и другие. Общая длина пакета составляет от 100 до 2000 байт.
Каждый пакет может продвигаться по сети своим маршрутом, что делает сеть не зависимой от аварии или блокировки отдельного узла. Перенаправлением пакетов в зависимости от нагрузки сети занимаются маршрутизаторы.
Основу сети Интернет составляет группа протоколов TCP/IP.
Протокол TCP (Transmission Control Protocol) – транспортного уровня, он управляет тем, как происходит передача информации (данные "нарезаются" на пакеты и маркируются).
Программы для работы в Интернете
С развитием Интернета менялись и программы для работы с ним. Сначала эти программы выполняли роль удаленного терминала, затем, с появлением WWW для просмотра этих страниц, стали появляться клиентские программы-навигаторы, или браузеры WWW. Данный сервис работает по принципу клиент-сервер: пользователь в режиме реального времени получает информацию на гипертекстовом языке HTML (Hyper Text Markup Language), представленную в различных формах: текст, изображение, звук, видео, анимация. Документ, полученный пользователем, может иметь ссылки на другие документы (гиперссылки), к которым можно обратиться немедленно, несмотря на физическую отдаленность сервера. Первым в конце 80-х годов появился браузер NSCA Mosaic. Затем лидерство на рынке браузеров захватила компания Netscape со своим обозревателем Navigator. Фирма Microsoft с браузером Internet Explorer вышла на рынок позже, но активно включилась в борьбу за него, сделав программу бесплатной. Именно эти два браузера сейчас доминируют на рынке.
Чтобы воспользоваться любыми коммуникационными и информационными возможностями Интернета, пользователю требуется установить соединение своего компьютера с сетью, имеющей связь с сетью Интернет, а также иметь на этом компьютере соответствующее программное обеспечение. Услуги, связанные с доступом в Интернет, предоставляются организациями, которые называются сервис-провайдерами, или поставщиками услуг Интернет (Internet Service Provider, ISP). Провайдер располагает компьютерной сетью, имеющей постоянное соединение с Интернетом и включающей компьютеры (серверы доступа), через которые осуществляется подключение абонентов — отдельных пользователей или локальных сетей.
Существуют различные варианты соединения с Интернетом и способы работы, выбор которых определяется многими факторами: физическими возможностями линий связи с провайдером, имеющимся аппаратно-программным обеспечением, необходимыми видами сервиса, требованиями к скорости передачи данных и, наконец, (но не в последнюю очередь) финансовыми возможностями абонента. Приведем самые распространенные варианты подключения к Интернету:
Постоянное IP-подключение по выделенной линии
Работа в локальной сети, подключенной к Интернету по выделенной линии (ISDN), предоставляет пользователям полный набор услуг всемирной сети и наиболее комфортные условия работы. Скорость такого соединения значительно превосходит телефонные, т.к. сигнал поступает к системе пользователя не в аналоговой, а в цифровой форме. В этом случае один из компьютеров локальной сети имеет постоянное соединение с компьютером провайдера и обеспечивает передачу IP-пакетов для рабочих станций локальной сети. Установку и настройку необходимого программного обеспечения, а также сопровождение работы такой IP-сети обычно осуществляет специалист – администратор сети, что облегчает работу конечного пользователя. При таком соединении подключенная локальная сеть становится частью Интернета.
Сеансовое IP-подключение по коммутируемой (телефонной) линии
Самым популярным способом подключения к компьютерным сетям является передача информации по телефонным линиям с помощью модемов. При этом модем по команде компьютера может сам набрать нужный телефонный номер и соединиться с модемом другого компьютера.
Этот вид соединения предусматривает временное подключение к серверу доступа провайдера по обычной телефонной линии путем дозвона по соответствующему номеру с последующей регистрацией, требующей ввода имени пользователя и пароля. IP-подключение позволяет получить доступ ко всем ресурсам Интернет путем запуска на компьютере пользователя соответствующих прикладных программ. После такой регистрации компьютер пользователя оказывается полностью подключенным к Интернету в течение времени поддержания телефонной связи.
Таким образом, при наличии телефонной связи достаточно хорошего качества и соединении на максимальной скорости режим «dialup-IP» представляет собой весьма удобный и практичный способ доступа в Интернет как для домашних пользователей, так и для организаций, которым не требуется поддержка доступных в Интернете информационных серверов и где не слишком велика активность использования услуг Интернета сотрудниками.
Подключение с беспроводных сетевых адаптеров
Распространяется способ IP-подключения через мобильные телефоны в пределах зоны обслуживания. Также возможно подключение через радиомодемы. Существуют разработки спутниковых систем персональной связи, которые позволяют связаться с абонентом практически из любой точки планеты.
Электронная почта (e-mail-electronic mail) выполняет функции обычной почты. Она обеспечивает передачу сообщений из одного пункта в другой. Главным ее преимуществом является независимость от времени. Электронное письмо приходит сразу же после его отправления и хранится в почтовом ящике до получения адресатом. Кроме текста оно может содержать графические и звуковые файлы, а также двоичные файлы - программы.
Электронные письма могут отправляться сразу по нескольким адресам. Пользователь Internet с помощью электронной почты получает доступ к различным услугам сети, так как основные сервисные программы Internet имеют интерфейс с ней. Суть такого подхода заключается в том, что на хост-компьютер отправляется запрос в виде электронного письма. Текст письма содержит набор стандартных формулировок, которые и обеспечивают доступ к нужным функциям. Такое сообщение воспринимается компьютером как команда и выполняется им.
Для работы с электронной почтой создано большое количество программ. Их можно объединить под обобщающим названием mail. Так, для работы пользователей в MS DOS применяется программа bml, наиболее распространенной программой для Unix-систем является программа elm. Пожалуй, одна из наиболее удобных и несложных в использовании программ - Eudora для Microsoft Windows. В операционной системе Windows 95 работу с электронной почтой обеспечивает приложение Microsoft Exchange. Эти программы выполняют следующие функции:
- подготовку текста;
- чтение и сохранение корреспонденции;
- удаление корреспонденции;
- ввод адреса;
- комментирование и пересылку корреспонденции;
- импорт (прием и преобразование в нужный формат) других файлов.
Сообщения можно обрабатывать собственным текстовым редактором программы электронной почты. Из-за ограниченности его возможностей обработку текстов большого размера лучше выполнять внешним редактором. При отправке такого текста программа электронной почты дает возможность его обработать.
Обычно программы электронной почты пересылают тексты в коде ASCII и в двоичном формате. Код ASCII позволяет записывать только текст и не дает возможности передавать информацию об особенностях национальных шрифтов.
При участии в дискуссиях или в составлении рассылочных списков необходимо оформлять сообщения в коде ASCII.
Сообщения, записанные другими программами, можно отправлять, точно зная, что у абонента есть такая же программа.
При отправлении сообщений по электронной почте необходимо указывать в адресе не только имя хост-компьютера, но и имя абонента, которому сообщение предназначено.
Формат адреса электронной почты должен иметь вид:
имя пользователя@адрес хост-компьютера
Для каждого пользователя на одном хост-компьютере может быть заведен свой каталог для получения сообщений по электронной почте.
Специальный стандарт MIME (Multipurpose Internet Mail Extension) - многоцелевое расширение почты Internet - позволяет вкладывать в символьные сообщения любые двоичные файлы, включая графику, аудио- и видеофайлы.
Пользователь, имеющий выход в Internet, может также отправлять электронную почту и по адресам других сетей, подключенных к ней с помощью шлюзов.
В этом случае необходимо учитывать , что различные сети применяют различную адресацию пользователей. Отправляя сообщение по электронной почте в другую сеть, следует использовать принятую там систему адресов.