Тема. Интернет. Протоколы, службы Интернет, поиск в Интернет
| Вид материала | Документы |
- Урок по теме: "Поиск информации во Всемирной паутине", 96.8kb.
- Лекция – Семинар 2 Информационный поиск и информационные ресурсы Интернет, 161.64kb.
- Какую роль играют протоколы в сети Интернет, 135.8kb.
- Ов, по, 3-мерной мультипликации и информационных систем, помогающих компаниям интегрироваться, 66.51kb.
- Интернет и бизнес». 17 февраля 2012 года в Ульяновске состоится семинар «Интернет, 43.24kb.
- Исследовательная работа по дисциплине «технология научных исследований» на тему «общение, 243.98kb.
- Что такое Интернет, 44.71kb.
- Методика: анкета, направленная на исследование вовлеченности в интернет; семантический, 14.95kb.
- А. Б., Юматов К. В. Обзор интернет-ресурсов по культуре Кемеровской области, 162.78kb.
- А. Теленкова интернет-relations исследование моделей Интернет-присутствия, 191.68kb.
Краткие сведения об Интернет
Международное сообщество сетей «Интернет» кардинально изменилось с момента своего возникновения на базе межуниверситетской сети США NSFnet. В данном разделе Вы познакомитесь с историей Интернет, его структурой и концепциями развития, а также узнаете, какие организации отвечают за развитие Интернет и какие информационные ресурсы доступны в Интернет для всеобщего пользования.
Внедрение новых технических средств, в том числе и сетевых технологий, как в учебную деятельность, так и в любой другой вид деятельности, сталкивается с тремя основными проблемами:
- новые аппаратные средства (hardware);
- новые программные средства (software);
- подготовка персонала, прежде всего преподавателей, к использованию этих технологий в своей профессиональной деятельности.
Оптимальные варианты решений этих проблем в том или другом виде, надеюсь, вы сможете получить из нашего материала. К тому же изучив этот материал, Вы сможете:
- рассказать об истории Интернет;
- объяснить инфраструктуру Интернет;
- рассказать об основных концепциях Интернет и принципах работы;
- провести предварительное планирование собственного узла;
- рассказать об основных информационных ресурсах Интернет.
Терминология
При рассмотрении темы «Интернет/Интранет-технологии» исключительно важным и сложным является выбор языка, на котором будут описываться основные термины этой области. Для тех из терминов, которые часто используются и приобрели свою значимость и смысловую окраску, будем употреблять русский вариант написания, например, Интернет вместо Internet, сервер вместо server и т.д. Во всех остальных случаях, где это необходимо, английский вариант написания, сопровождаемый параллельным переводом, например, World Wide Web («Всемирная паутина») или FTP (протокол передачи файлов). Мы считаем, что не имеет смысла засорят русский язык новыми понятиями, которые имеют свою специфику.
В литературе можно встретить различные определения термина «Интернет». Для нас очень важно договориться о том, что мы понимаем под этим термином. Эту задачу мы и постараемся решить в данной статье.
Понятия
Интернет (Internet) – это всемирное кооперативно управляемое сообщество разнородных компьютерных сетей, обменивающихся информацией на основе протоколов семейства (стека2) TCP/IP.
Маршрутизация (Routing) передача дейтаграммы (datagram) от одного узла к другому.
Опорная магистраль (backbone) – это высокоскоростной канал между сетями, способный обрабатывать большие объемы передаваемой информации /7/.
Протокол (protocol) согласованные стандарты обмена данными, которые поддерживает каждая конкретная сеть /10/.
Терминал (terminal) – устройство, содержащее видеоадаптер, дисплей и клавиатуру, обеспечивает эмуляцию образа экрана удаленного компьютера.
Хост (host) или узел – компьютер, имеющий статический (постоянный) IP-адрес, и официально зарегистрирован в сети под этим адресом.
История развития Интернет
История сетей начинается в 60-е годы, когда создавались первые системы по обмену информацией через телефонные каналы. Сетевые технологии, в том числе и Интернет-технологии, как и большинство других современных технологий, разрабатывались в рамках военной программы США. Необходимо было создать надежную сеть передачи данных, работающую и при потере значительной части оборудования. Эта проблема была решена за счет нового сетевого протокола, разработанного RAND Corporation в 60-х годах. Протокол содержал стандарты по обмену данными между двумя устройствами в сети даже в случае отказа одного из промежуточных узлов соединений и обеспечивал высокоскоростную связь между сетевыми узлами в кризисной ситуации.
В своих предложениях (1964) RAND отмечала, что 1) сеть не должна быть централизованной и 2) ее структура должна состоять из отдельных сегментов (tatters –«лохмотья») /21/. В таком случае, каждый узел сети (подсеть или отдельный компьютер) будет независимым от остальных и сможет самостоятельно отвечать за прием/передачу сообщений. Данная технология могла гарантировать непрерывное функционирование линий связи в кризисных ситуациях. «В основу информационного обмена был положен принцип коммутации пакетов. Любое информационное сообщение делится на части, которые называются пакетами, и каждый пакет снабжается адресом» /21. Пакеты независимо друг от друга передаются по сети и затем собираются в сообщение на узле-получателе. Даже если один из пакетов может потеряться, само сообщение в любом случае имеет большую вероятность найти адресата. Для организации такого обмена информацией предполагалось, что могут быть использованы любые каналы связи (радио, телефонные, выделенные линии и т.д.).
В начале 60-х сеть, основанная на коммутации пакетов, объединила RAND, Массачусетский Технологический институт и Калифорнийский университет. В 1968 году к сети присоединилась Национальная физическая лаборатория Великобритании. В 1969 году Агентство перспективных исследований министерства обороны США (DOD Advanced Research Projects Agency, ARPA) приступило к созданию первой сети на основе новой технологии. В единую сеть были включены суперкомпьютеры оборонных, научных и управляющих центров под именем ARPAnet. В 1969 году в сети было только четыре компьютера, в 1971 – 14, а в 1972 – 37.
В середине 70-х годов к ARPAnet начали подключать свои компьютеры и локальные сети учебные и научно-исследовательские институты. В этот период стали развиваться системы электронной почты и телеконференций и очень скоро выяснилось, что основную нагрузку в сети составляют не вычисления, а коммуникационные сообщения (почта и новости). Семидесятые годы можно назвать временем роста и отладки технологии межсетевого обмена.
Технология обмена данными совершенствовалась. Были предложены новые стандарты «Transmission Control protocol» и «Internet Protocol» (TCP/IP – протокол управления передачей и интернет-протокол) (конец 70-х – начало 80-х гг.). Первый описывает способ разбиения информационного сообщения на пакеты и их передачи по сети, а второй управляет адресацией в сети, идентификацией компьютеров в сети. Эти два протокола дали название всему семейству протоколов межсетевого обмена, семейство или стеку протоколов TCP/IP, которые и является основными стандартами обмена данными в Интернет сегодня.
В 19773 году TCP/IP начинали использовать для подключения к ARPAnet. В начале 80-х гг. было предложено провести реорганизацию сетей на территории США и создать региональные сети, объединяющие организации по видам деятельности, например, образовательные, коммерческие и т.д. Таким образом, образовались шесть первых доменов сети: gov, mil, edu, com, org и net. Координацией развития региональных сетей занималась NSFnet (1984), финансирование которой осуществлял Национальный научный фонд США. Эта сеть объединила в себе научные центры и университеты США. В качестве основы сети были выбраны протоколы семейства TCP/IP. В структуру NSFnet входили также NASA, DOE и National Institutes of Health. Так NSFnet стала расти до масштабов всемирного «сообщества» взаимосвязанных сетей и основой ее была трехуровневая структура (см. рис. 1 «Трехуровневая структура Интернет, действующая до 1994 г. /13/»). Начиная с 1986 года можно реально говорить о становлении сообщества компьютерных сетей – Интернет. ARPAnet не вошла в структуру NSFnet и 1989 год стал последним годом ARPAnet. 1989 год можно отметить как год официальной регистрации международного сообщества Интернет.
“Когда начался бурный рост Интернет и стало ясно, что его развитие может осуществляться без государственных дотаций, NSFnet постепенно прекратила поддержку сети и год назад вывела из ее состава магистраль сети NSFnet. Таким образом, начало коммерческого использования Интернет ознаменовалось резким увеличением трафика и отказом от старой иерархической структуры, а также от контроля и регулирования со стороны NSFnet” /13/.
На самом деле изменение Интернет, вызванное стремительным ростом объема трафика, началось еще до того, как NSFnet прекратила свое руководство сетью. Чтобы увеличить пропускную споосбность Интернет, в январе 1994 г. К базовой магистрали, управляемой MCI, начали подключаться сети компаний Alternet, PSInet и Sprint, которые принимали данные из региональных сетей и передавали их по своим оптоволоконным линиям связи со скоростью 45 Мбит/с. Их примеру последовали другие поставщики услуг связи, и к апрелю 1995 г. /13/. Интернет утратила свою трехуровневую структуру. На смену пришла новая структура, представляющая собой совокупность коммуникационных центров, в которых осуществляется взаимодействие широкополосных сетей различных провайдеров услуг доступа к Интернет (см. рис. 2 «Инфраструктура Интернет»), т.е. была организована система магистральных сетей, называемых иначе опорными. Новая структура гораздо динамичнее и гибче старой. Сети среднего уровня, региональные, подсоединяются к высокоскоростной опорной сети. Опорная сеть отвечает за поток сообщений, циркулирующий внутри нее, трафик и маршрутизирует его по своему усмотрению (направляет поток информации). Кроме того, сеть несет ответственность за соединение с сетью более высокого уровня. На таком принципе и строится структура современного сообщества сетей Интернет, количество узлов которого растет по экспоненте /см. рис. 3 «Динамика роста узлов Интернет за период с 01.91 по 07.97»/.
Интернет в Европе
В 1989 году была образована организация RIPE (Reseaux IP Europeans), призванная обеспечить администрирование и техническое координирование Интернет в рамках Европы.
История некоторых ресурсов и других сетей
Первым текстовым документом, который был специально предназначен для распространения по сети, был документ под названием «Программное обеспечение сетевого узла». Был распространен по сети в 1969 г. Это событие и положило начало библиотеке стандартов сети Интернет – RTF (Request For Comments). Из названия следует, что они предназначались для обсуждения сетевым сообществом, и результатом такого обсуждения должен был быть некий стандарт на программное обеспечение или нормы поведения в сети. Каждый из участников обсуждения мог вносить любые замечания в документ и после этого рассылал его другим учатсникам дискуссии
Помимо сетей, входящих в сообщество Интернет, в мире существуют и другие сети, которые работают на основе других протоколов передачи данных и протоколов адресации, например, BITnet (Because It’s Time Network) и FIDOnet. Для выхода в Интернет данные сети имеют специальные шлюзы и работают по схеме «запомнить и передать» (store-and-forward). BITnet (начало работы относится к 1986 г.) базируется на протоколе электронной почты, пик ее развития приходится на 1990 г. FIDOnet – свободное объединение BBS (Electronic bulletin board system – электронные доски объявлений). Пик ее развития приходится на 1986 г., хотя в некоторых регионах на территории СНГ данная сеть занимает до сих пор доминирующее положение.
История развития некоторых информационных ресурсов:
Система телеконференций Usenet
1979 г. – год создания программного обеспечения электронной доски объявлений.
1982 г. – выпуск свободнораспротраняемой версии.
1986 г. – для системы новостей была разработана специальная форма обмена информаицей – протокол Network News Transfer Protocol (NNTP), который был зафиксирован в качестве стандарта Интернет под номером 977 (RFC-977). С этого момента Usenet становится одним из стандартов информационных ресурсов сети.
Gopher
1989 разработана информационная система Gopher.
1990-1992 гг. – годы развития и распространения. В этот период Gopher приобрел широкую популярность в США и Европе.
1992 г. – образование GopherSpace (Gopher-пространство) на основе серверов Gopher.
1993 г. – появление поисковой системы для поиска информации в пространстве Gopher Veronica.
World Wide Web
1989 г. – концепция новой распределенной информационной системы World Wide Web, предложена Тимом Бернерс-Ли (CERN – Международный европейский ядерный центр).
1990 г. – начало проекта по созданию системы.
1991 г. – свободный вход в систему в режиме удаленного терминала.
1993 г. – анонсирвоание альфа-версии Mosaic для Интернет, первого браузера для работы в сети с графическим интерфейсом.
1994 г. – год создания Netscape Communication и образование World Wide Web консорциума.
Интернет в Беларуси
Основа Интернет – региональные коммерческие и некоммерческие сети, соединенные между собой. Каждая такая сеть называется точкой или узлом входа в Интернет (Network Access Point, NAP). Управляет сетью организация – провайдер (provider) , которая и предоставляет различные услуги для работы в сети (компьютеры, пространство для хранения данных и коммуникационное оборудование). Провайдер также обеспечивает поддержку протоколов для передачи данных по Интернет. Корректно работать в Интернет и предоставлять качественные услуги может только та, региональная сеть, которая соединена скоростными каналами с двумя (как минимум) другими региональными сетями. Это не повлияет на работоспособность Интернет в целом и не создать вынужденных перерывов, сказывающихся на Вашей работе в Интернет.
В качестве примера рассмотрим структуру региональных сетей в Беларуси.
Решение задачи интеграции Беларуси в европейское и всемирное сообщества без создания национальной компьютерной сети и включения ее в сообщество мировых информационных сетей невозможно. Не секрет, что страны, образовавшиеся после распада СССР, оказались в некоторой степени в стороне от всемирного телекоммуникационного движения по причинам не только технического, но и политического характера. В настоящее время интеграция Беларуси в мировое научное и образовательное сообщество предполагает оснащение современной компьютерной техникой образовательных, научно-исследовательских, административных структур, создание и развитие сетевых технологий и телекоммуникаций для использования как в учебном процессе, так и научно-исследовательском процессе. До тех пор, пока не будет выработана единая концепция создания сетевой инфраструктуры образовательной и научно-исследовательской системы Беларуси, до тех пор будут существовать проблемы интеграции в Интернет, проблемы подготовки специалистов на высоком уровне и т.д.
Отметим, что за период с 1993 по 1996 г. Различными учебными заведениями были получены гранты на развитие телекоммуникаций от следующих организаций: фонд Евразия, белорусский фонд Сороса, ЮНЕСКО и т.д. Например, фондом Сороса и Институтом Открытого общества на развитие инфрастуктуры Интернет в Беларуси на данный момент было затрачено средств на сумму 550 000 долларов США. Предполагалось, что благодаря участию крупных международных организаций эта сумма удвоится. Основная цель программы – помощь в обеспечении доступа пользователей социальной сферы Беларуси к мировой сети Интернет на некоммерческой основе. Первым этапом деятельности программы является реализация проекта «Минск-Интернет Проект» проекта, направленного на создание в белорусской столице опорной сети, способной обеспечить доступ учреждений образования, науки, культуры, медицины и общественных организаций к всемирной сети Интернет.
Сетевая инфраструктура Беларуси:
Коммерческие:
БелПАК – государственная сеть передачи данных, имеющая статус национальной.
Sprint – мощная коммерческая сеть передачи данных с весьма широким спектром услуг, основанных на использовании протокола Х.25. Имеет широкую разветвленную структуру на территории СНГ, ориентирована на государственные структуры, банки, крупные коммерческие организации. Для выхода за пределы Беларуси используются каналы связи сети БелПАК.
Sovam Teleport – коммерческая сеть, поддерживающая протоколы Х.25 и протоколы Интернет. Для выхода за пределы Беларуси используются каналы связи сети БелПАК.
BASNET – сеть Академии наук Беларуси. Помимо обслуживания академических организаций и институтов предоставляет услуги электронной почты и доступа в международные сети. Для выхода за пределы Беларуси использует каналы связи сети БелПАК.
Некоммерческие сети:
FidoNet – мировая некоммерческая сеть, включающая только полноправных около 30000 человек. Обеспечивает режим электронной почты и подписку на сервера рассылки и группы новостей (телеконференции).
HomeNet – внутриреспубликанская некоммерческая сеть, по функциональной организации подобна предыдущей.
ECNet – образовательная сеть, объединяющая компьютерные классы, лаборатории школ и вузов. Каждая из этих сетей ставит перед собой во многом пересекающиеся с остальными сетями задачи и цели, что, впрочем, не мешает им вполне мирно существовать, а членам одной сети – иметь адреса и в остальных.
UNIBEL – образовательная сеть, которая объединяет ведущие организации образования и науки республики, предоставляя широкий набор относительно недорогих услуг. Основная задача сети – обеспечение выхода в мировое сообщество сетей Интернет для организаций социальной сферы на некоммерческой основе.
Сеть ИТМО – сеть, объединяющая научно-исследовательские и образовательные учреждения г. Минска с выходом во FREENET (For Research Education and Engeneering Network)
Канал института физики частиц и высоких энергий – сеть, имеющая спутниковый канал со скоростью передачи 64 Кбит/с на Москву. Предоставляет свои ресурсы научно-исследовательским и образовательным организациям.
Проект:
Научно-исследовательская компьютерная сеть (НИКС) – проект, проводимый Государственным комитетом по науке и технологиям. Входит в программу информатизации, разрабатываемую под руководством президента.
Совместный проект Фонда фундаментальных исследований Беларуси и Фонда фундаментальных исследований России по созданию региональной сети, объединяющей шесть областных центров, три восточных Беларуси и три западных России
Принципы работы Интернет
В настоящее время существует два термина – internet и Internet (Интернет). Под internet понимают технологию обмена данными, основанную на использовании семейства протоколов TCP/IP, а под Internet – глобальное сообщество мировых сетей, которые используют internet для обмена данными.
Интернет представляет собой всемирную разветвленную систему связанных между собой узлов и локальных сетей. Передача данных в Интернет основана на принципе коммутации пакетов, в соответствии, с которым поток данных передаваемых от одного узла другому, разбивается на пакеты, передающиеся в общем случае через систему коммуникаций и маршрутизаторов независимо друг от друга и вновь собирающиеся на приемной стороне.
Комплект протоколов (Internet Protocol Suite) TCP/IP формировался при разработке глобальной сети ARPAnet. Протоколы базируются на IP (Internet Protocol) – протоколе негарантированной доставки пакетов (дейтаграмм) без установления соединения (unreliable connections packet delivery).
TCP (Transmission Control Protocol) – протокол управления передачей сообщений, делит слишком большие сообщения на фрагменты. Каждому фрагменту присваивается свой заголовок, объясняющий частью чего и какой частью по счету данный фрагмент является. При отправке по линии пакеты, содержащие фрагменты различных файлов, перемежаются. В результате по мере роста нагрузки сети работа каждого пользователя немного замедляется, но кто-то один никогда не сможет полностью заблокировать сеть своими непомерными запросами. Протокол TCP/IP следит за тем, чтобы ничего не случилось с отправленным файлом. На компьютере – адресате – он собирает из отдельных фрагментов файл в его первозданном виде. Более того, в TCP есть и система проверки не вкрались ли данные при пересылке ошибка, а при ее обнаружении – коррекции этой ошибки.
IP отвечает за доставку отдельных пакетов, нимало не беспокоясь о том, что в них содержится, а TCP следит за тем, чтобы отправляемый материал был правильно упакован по этим конвертам, а потом восстановлен в исходном виде. Именно благодаря TCP сеть с пакетной коммутацией выглядит для пользователя почти как сеть с коммутацией каналов, поскольку пользователь видит не какие-то пакеты, а поток данных в привычном ему виде.
Работа протоколов TCP/IP спрятана от пользователя, реализующие ее программы служат посредниками между средствами связи с сетью (драйвер сетевого адаптера или драйвер порта, к которому присоединен модем) и тем прикладным обеспечением, с которым реально взаимодействует пользователь. Поэтому в ходе работы с Интернет можно всегда оперировать понятиями «файл», «документ» или «каталог» и не задумываться о пакетной сущности Интернет.
Конечно, TCP – не единственный протокол, который совместно с IP обеспечивает работоспособность Интернет. Например, гораздо менее известный протокол UDP (User Datagram Protocol – протокол датаграмм пользователя) позволяет организовать постоянный поток данных с минимальными задержками, хотя и с некоторыми потерями. Такой подход абсолютно неприемлем при обмене файлами, но оправдан при передаче живого звука. Небольшие искажения речи из-за потерянных пакетов гораздо меньше мешают слушателю чем паузы, неизбежно возникающие при дополнительных запросах и перепосылках потерявших пакетов.
Каждый компьютер в сети TCP/IP должен иметь уникальный идентификационный код; следовательно, каждый компьютер в Интернет идентифицируется по уникальному числовому коду, который называется IP-адрес. Этот номер состоит из четырех чисел со значениями о 0 до 255, разделенных точками.
Когда локальная сеть или отдельный компьютер первый раз присоединяются к Интернет, IP-адреса им присваиваются специальной организацией, выполняющей эту услугу. Это гарантирует, что IP-адреса будут уникальными и подключение будет осуществлено правильно.
Первоначально подключение к какому-нибудь узлу Интернет осуществлялось с помощью указания IP-адреса. Нов 1984 г., когда количество таких узлов достигло 1000, этот способ стал неудобным. В качестве стандарта был принят метод связи имен и IP-адресов, который называется доменная система имен (Domain Name System DNS) или сервер имени домена (Domain Name Server). Сервер DNS поддерживает список имен локлаьных сетей и компьютеров и соответствующих им IP-адресов. Данный сервер работает только со списком локальных сетей и узлов, который по размеру намного меньше чем если бы сервер хранил информацию о каждом компьютере в Интернет. Благодаря этому соглашению об именах запомнить адрес компьютера в Интернет гораздо легче, чем его IP-адрес. Типичное имя домена состоит из нескольких частей, расположенных в определенном порядке и разделенных точками (см. рис.)Имя домена верхнего уровня указывает на домен (domain) конкретного компьютера. Это имя обычно выбирают так, чтобы отразить тип организации, в которой установлен этот компьютер. Имя сети каждый вычислительный центр выбирает для себя самостоятельно, а затем регистрирует его в той организации Интернет, которая обеспечивает подключение. Это имя обычно содержит информацию о центре и в пределах домена верхнего уровня должно быть униклаьным.
Интернет - мировая (планетарная) компьютерная сеть. Она составлена из разнообразных компьютерных сетей, объединенных стандартными соглашениями о способах обмена информацией (протоколами) и единой системой адресации.
Интернет использует протоколы семейства TCP/IP. Они хороши тем, что обеспечивают относительно дешёвую возможность надёжно и быстро передавать информацию даже по не слишком надёжным линиям связи, а также строить программное обеспечение, пригодное для работы на любой аппаратуре.
Система адресации (URL-адреса) обеспечивает уникальными координатами каждый компьютер (точнее, практически каждый ресурс компьютера) и каждого пользователя Интернет, создавая возможность взять именно то, что нужно, и передать именно туда, куда нужно.
Отсутствие физических расстояний и границ в Интернет означает, что его обитатели живут в совершенно особом мире, единой Мировой Деревне с многомиллионным населением, легко оперирующим всем интеллектуальным богатством человечества. Hам еще только предстоит осмыслить все последствия практически мгновенного (менее 5 лет) сотворения WWW, блестящего изобретения Тима Бернерса-Ли.
Стремясь подчеркнуть масштаб Интернет, его иногда называют Седьмым континентом. Важно понимать, однако, что население этого "континента" пока не может туда переселиться полностью (хотя некоторые пытаются).
Имеются и другие мировые компьютерные сети, формально не входящие в Интернет, но связанные с ним посредством так называемых шлюзов (gateway). Hередко словом "Интернет" обозначают всю совокупность мировых компьютерных сетей - Сеть с большой буквы. Именно ту часть Сети, которая пользуется гипертекстом, называют WWW - World Wide Web. (Заметим для любителей точности, что WWW, говоря строго, не обязана быть частью Интернет, т.е. базироваться на протоколах TCP/IP).