Geum.ru

Тема. Интернет. Протоколы, службы Интернет, поиск в Интернет

Вид материалаДокументы

Содержание


Методы передачи
Что нужно знать при работе в сети?
On-line или off-line режимы доступа
Услуги Интернета
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Инфраструктура


Передавать информацию можно двумя способами: с помощью сети с коммутацией пакетов или с помощью сети с коммутацией каналов.

Простейший пример сети с коммутацией пакетов – наземная почта со всеми ее проблемами и коллизиями.

Классический пример структуры с коммутацией каналов является телефонная сеть.

Компьютерные сети предоставляют пользователю удобства живого диалога, аналог телефонного разговора, но при этом используют сугубо «почтовые» методы доставки информации. Каждая минута сеанса связи через Интернет в режиме реального времени на много дешевле чем международный звонок. В отличие от обычной почты Интернет использует очень высокоскоростные средства не только доставки, но и сортировки пакетов.

Данные, пересылаемые по Интернет, разбиваются на пакеты, которые по пути к адресату проходят через множество узлов в сети.

Взаимодействие компьютеров, оснащенных разными операционными системами, обеспечивает стандартный протокол TCP/IP. С его помощью к Интернет могут подключаться компьютеры, работающие под управлением MS DOS, Microsoft Windows, Macintosh, UNIX и т.д.

Интернет построен на основе технологии «клиент-сервер». Пользователь всегда работает с программой-клиентом, которая обращается к серверам, обслуживающим одновременно десятки и сотни запросов от клиентов по всему миру.

Компьютер, на котором выполняется программа-клиент, должен быть полноценным узлом Интернет и иметь свой IP-адрес. Это говорит о том, что сотни миллионов пользователей Интернет по всему миру обзавелись собственными постоянными IP-адресами.

Работа в Интернет в режиме реального времени (on-line) возможна в двух режимах: терминальном и dial-up (по дозвону). При работе в терминальном режиме необходимые пользователю программы-клиенты выполняются на мощном узловом компьютере сети, а ПК пользователя является просто его удаленным терминалом. Основное отличие   доступ к Интернет только в текстовом режиме.

Режим Dial-up (часто называется еще сеансовым) позволяет воспользоваться всеми возможностями Интернет и при этом получить полноценное удовольствие от его мультимедийности. Поддержка протоколов SLIP/PPP (реализация протокола IP, носящие имена SLIP – Serial Line Internet Protocol и PPP – Point-to-Point Protocol, разработанные специально для коммутируемых, или обычных телефонных линий) уже стала частью современных операционных систем, а доля пользователей Интернет, предпочитающих сеансовый режим быстро растет.

Адресация

Интернет имеет достаточно простую систему адресацию. Каждый входящий в Интернет компьютер имеет уникальный адрес – двоичное число длиной 32 бит. Для удобства этот адрес записывается в виде последовательности из четырех обычных десятичных цифр, каждая в диапазоне от 0 до 255, разделенных точками. Такой адрес называется IP (Internet Protocol) адресом компьютера.

В отличие от физических (Media Access Control (MAC) – управление доступом к среде) адресов, формат которых зависит от конкретной сетевой архитектуры, IP-адрес любого узла сети представляется четырехбайтным числом. Соответствие IP-адреса узла его физическому внутри сети (подсети) устанавливается динамически посредством широковещательных запросов ARP-протокола.

При написании IP-состоит из четырех чисел в диапазоне 0-255, представляемых в двоичной, восьмеричной, десятичной или шестнадцатеричной системе счисления и разделяемых точками. Адрес состоит из сетевой части, общей для всех узлов данной сети, и хост-части, уникальной для каждого узла. Соотношение размеров частей адреса зависит от класса сети, однозначно определяемого значениями старших бит адреса. Классы сетей введены для наиболее эффективного использования единого адресного пространства Интернет.

Сети класса А имеют 0 в старшем бите адреса, у них на сетевой адрес отводятся младшие 7 бит первого байта, хост-часть – 3 байта. Их может быть 126 с 16 миллионами узлов в каждой.

Сети класса B имеют 10 в двух старших битах адреса, у них на сетевой адрес отводятся младшие 6 бит первого байта и второй байт, хост-часть – 2 байта. Их может быть порядка 16 тысяч по 65 тысяч узлов.

Сети класса С имеют 110 в трех старших битах адреса, у них на сетевой адрес отводятся младшие 5 бит первого байта, второй и третий байты, хост-часть – 1 байт. Их может быть порядка 2 миллионов по 254 узла.

Для разделения трафика сетей с большим количеством узлов применяется разделение на подсети (Subnet) требуемого размера. Адрес подсети использует несколько старших бит хост-части IP-адреса, оставшиеся младшие биты – нулевые.

В общем виде IP-адрес состоит из адреса сети, подсети и локального хост-адреса.

Комбинации из всех нулей или всех единиц в сетевой, подсетевой или хост-части зарезервированы под широковещательные сообщения и служебные цели.

Внутренний трафик (под)сети изолируется от остальной сети маршрутизатором. Область адресов (под)сети определяется значением маски (под)сети. Маска является 32-битным числом, представляемым по общим правилам записи IP-адреса, у которого старшие биты, соответствующие сетевой и подсетевой части адреса, имеют единичное значение, младшие (локальная хост-часть) – нулевые.

При посылке IP-дейтаграммы узел сравнивает IP-адрес назначения со своим IP-адресом и накладывает на результат маску (под)сети. Ненулевое значение результат этой операции является указанием на передачу пакета из (под)сети во внешнюю сеть.

Direct Routing – прямая машрутизация – осуществляется между узлами одной сети. В этом случае источник знает конкретный физический адрес получателя и инкапсулирует IP-дейтаграмму во фрейм сети, содержащий этот адрес и непосредственно передающийся по сети получателю.

Indirect Routing – непрямая маршрутизация – передача дейтаграмм между узлами различных сетей или подсетей. Обнаружив расхождение немаскированной (сетевой) части IP-адресов, источник посылает фрейм с IP-дейтаграммой по физическому адресу маршрутизатора. Маршрутизатор анализирует IP-адрес назначения полученной дейтаграммы и. В зависимости от адресов прямо подключенных к нему сетей, посылает дейтаграмму либо прямо по адресу назначения, либо к следующему маршрутизатору. Для обеспечения межсетевого обмена все узлы сети (включая и маршрутизаторы) должны иметь списки IP-адресов доступных маршрутизаторов.

Информация в TCP/IP передается пакетами со стандартизованной структурой, называемыми IP-дейтаграммами (IP Datagram), имеющими поле заголовка (IP Datagram Header) и поле данных (IP Datagram Data). Поле заголовка содержит собственный заголовок, IP-адреса источника и приемника. Длина дейтаграммы определяется сетевым ПО так, чтобы она умещалась в поле данных сетевого фрейма, осуществляющего ее транспортироовку. Поскольку по пути следования к адресату могут встречаться сети с меньшим размером поля данных фрейма, IP специфицирует единый для всех маршрутизаторов метод разбивкки дейтаграммы на фрагменты (тоже IP-дейтаграммы) и обратной ее сборки приемником. Фрагментированная дейтаграмма собирается только ее окончательным приемником, поскоольку отдельные фрагменты могут добираться до него различными путями.

Протоколы


Сетевой уровень:

IP (Internet Protocol) обеспечивает негарантированную доставку пакета от узла к узлу, в работе с нижними уровнями использует ARP и RARP.

ARP (Address Resolution Protocol)динамически преобразует IP-адрес в физический.

RARP (Reverse Address Resolution Protocol) обратный к ARP, преобразует физический адрес в IP-адрес.

ICMP (Internet Control Message Protocol) управляет передачей управляющих и диагностических сообщений между шлюзами и узлами, определяет доступность и споосбность к ответу абонентов-адресатов, назначение пакетов, работоспособность маршрутизаторов и т.д. ICMP взаимодействует с вышестоящими протоколами TCP/IP. Сообщения передаются с помощью дейтаграмм.

Траспортный уровень:

UDP (User Datagram Protocol) обеспечивает негарантирвоанную доставку пользовательских дейтаграмм без устанволения соединения между заданными процессами передающего и принимающего узлов. Взаимодействующие процессы идентифицируются протокольными портами (Protocol Ports) – целочисленными значениями в диапазоне 1 – 65535. Порты 1 – 255 используются для общеизвестных значений (Well-known port assigments), остальные назначаются динамически перед посылкой дейтаграммы. UDP-дейтаграмма имеет заголовок, включающий номера порта источника (для возможности корректного ответа) и назначения и поле данных. Длина поля данных UDP-дейтаграммы произвольна, протокол обеспечивает ее инкапсуляцию (помещение в поле данных) в одну или несколько IP-дейтаграмм и оброатную сборку на приемной стороне.

UDP позволяет множеству клиентов испольщзовать совпадающие порты: дейтаграмма доставляется клиенту (процессу) с заданным IP-адресом и номером порта. Если клиент не находится, то дейтаграмма отправляется по аджресу 0.0.0.0 («черная дыра»).

TCP (Transmission Control Protocol) обеспечивает гарантированный поток данных между клиентами, установвишими виртуальное соединение. Поток представляет собой неструктурированную последовательность байт, их интерпретация согласуется переадющей и принимающей стороной предврительно. Для идентификации (определения) используются порты, аналогично UDP-портам. Активная сторона (иницуиатор обмена) обычно использует произвольный порт, пассивная – порт общеизвестного назначения, соответствующий используемомоу протоколу верхнего уровня. TCP буферизует входящий поток, ожидая перед посылкр заполнения большой детаграммы. Поток сегментирутся, каждому сегменту назначается последовательный номер. Передающая сторона ожидает подтврежденяи приема каждого сегмента, при его длительном отсутствии делает повторную передачу сегмента. Процесс, использующий TCP, получает уведомление о нормальном завершении передачи только после успешной сборки потока приемником. Протокол обеспечивает полный дуплекс. Это означает, что потоки данных могут идти одновременно во встречных направлениях.

Уровень представления данных и прикладной уровень:

Telnet – обеспечение удаленного терминала (символьного и графического) UNIX-машины.

FTP (File Transfer Protocol) – протокол передачи файлов.

TFTP (trivial File Transfer Protocol) – тривиальный протокол передачи файлов.

SMTP (Simple mail Transfer Protocol)   протокол передачи электронной почты, определяющий правила взаимодействия и форматы управляющих сообщений.

RIP (Routing Information Protocol) – протокол обмена трассировочной информацией между маршрутизаторами.

DNS (Domain Name System) – система обеспечения преобразования символических имен и псевдонимов сетей и узлов в IP-адреса и обратно.

Методы передачи


Существует два метода передачи информации по каналам связи: цифровой и аналоговый (рис. 2). Цифровой метод (рис. 2а) реализуют узкополосные сети (Baseband Network). В них данные в каждый момент времени передаются в «естественном» виде, как правило, узлом на одной частоте с достаточно высокой скоростью (10Мбит/с).

«Одновременная» передача информации несколькими узлами в них также возможна. Однако реализуется она по принципу разделения времени – временное мультиплексирование (Time Division Multiplexing, TDM). Подавляющее большинство локальных сетей (Ethernet, ARCnet, Token Ring Network и др.) являются узкополосными. Широкополосные сети (Broadband Network) реализуют аналоговый метод, причем базовый принцип передачи информации здесь – частотная модуляция, позволяющая нескольким узлам одновременно передавать информацию на разных частотах (каналах) по одному и тому же кабелю (рис. 2б).

Что такое Интернет?

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.

Теперь вам нужно выбрать модем. Модем - это "переводчик" между компьютерами и телефонной системой. Он нужен потому, что телефон и компьютер передают данные двумя несовместимыми способами. Компьютер разговаривает цифрами, то есть хранит и манипулирует информацией в виде дискретных чисел. Телефонная сеть работает на аналоговых сигналах (звук), которые на осциллографе выглядят в виде серий волн. Когда ваш компьютер готов передавать данные другому компьютеру через телефонные линии, ваш модем преобразовывает компьютерные числа в эти волны (звучащие как много шума) - он "модулирует" их. И наоборот, когда информационные волны достигают модема, он преобразует их в цифры, понятные компьютеру, то есть "демодулируя" их.

Если в вашем компьютере нет встроенного модема, то у вас есть выбор - модем с какой скоростью выбрать. Скорость модема измеряется в битах за секунду ("bps"). Один bps означает, что модем может передать один бит информации за секунду; и чем больше это значение, тем быстрее модем сможет передавать информацию. Буква или символ содержат восемь бит.

Вы можете сегодня купить модем на 2400, 9600, 14400, 19200 и даже 28800 bps, не забывайте только, что чем больше скорость, тем модем дороже. Хотя, чем модем быстрее, тем меньше времени вам понадобится, чтобы забрать информацию на свой компьютер. Истина же о том, что "время - деньги" в мире компьютерных сетей принимает свое буквальное значение. Очень часто вам придется платить за время соединения. Лучше всего, посоветуйтесь со своим провайдером (поставщиком сетевых услуг), какой модем вам нужно выбрать, иначе, вы рискуете приобрести никому, даже вам, не нужный кусок железа. И еще совет - выберите HAYES-совместимый модем, даже если вы не очень представляете, что это означает.

Так же, как и компьютер, к которому он подключен, модем бесполезен без программ, позволяющих с ним работать. Большинство модемов сейчас продается вместе с простым в установке программным обеспечением. Но лучше всего будет, приобрести необходимое сетевое программное обеспечение у того же провайдера, тем более что, чаще всего, его стоимость входит в ваш регистрационный взнос.

Телефонная линия может быть той же самой, что стоит у вас в кабинете, только не забывайте, что если у вас имеются дополнительные или параллельные телефоны, то ни вы, ни кто-либо еще в школе, доме или офисе не смогут ими воспользоваться в то время, когда вы подключены к сети.

Что нужно знать при работе в сети?

Чтобы полностью воспользоваться преимуществами Сети, вы должны потратить некоторое время, чтобы просмотреть и познакомиться с документацией, которую получили с программным обеспечением. Имеется несколько моментов при работе с сетью, которым вы должны уделить особое внимание:
  • прием и посылка файлов из/на удаленную машину (сервер)
  • регистрации на удаленной машине.

Также необходимо знать, как конвертировать файлы, подготовленные в вашем текстовом процессоре в простейший формат ASCII (или текстовый формат), который позволит вам поделиться своими мыслями и идеями со всеми остальными в Сети.

Возможно, что вы получите программное обеспечение, которое поддерживает несколько "протоколов" для выполнения пересылки информации (файлов). Эти протоколы специально разработаны, чтобы обеспечить защиту от шумов и помех в линии, которые могут исказить вашу информацию, которую вы хотите передать или получить.

При использовании протокола, что существенно, вы передаете/принимаете файл серией отдельных кусков (блоков). После каждого принятого или отправленного блока ваш компьютер и Сеть сравнивают (проверяют) их. Если нет подтверждения правильности блока, они передают его снова, до тех пор, пока они не определят, что информация в преданном и принятом блоке идентична.

А если после нескольких попыток информация не будет принята, вы получите сообщение об ошибке или перестанет изменяться изображение на экране дисплея. В таком случае повторяйте снова. И если после многократных попыток все же не удается передать, то значит, что-то случилось: или что-то с телефонной линией, или что-то с системой (удаленным устройством, сервером), с который вы пытаетесь работать, или с вашим компьютером.

On-line или off-line режимы доступа

Как только кто-нибудь, кто учится или работает в какой-либо организации подключается к Всемирной Сети Интернет, он может соединяться с любой точкой мира. Сегодня возможность подключения к Интернет есть практически во всех крупных городах. Во всяком случае, на вашей городской телефонной станции вы точно можете узнать, доступно ли это вам в вашем городе.

Имеются два базовых вида таких "хост"-систем (сервер, узловой компьютер, главная машина).

Наиболее широко доступны системы, называемые UUCP-узлами (UUCP - это метод передачи информации, используемый на машинах с Unix системами), которые, обычно, предлагают доступ к электронной почте и к телеконференциям. В этом случае, вы получаете доступ к информационным ресурсам UUCP-узла, часто даже в неинтерактивном режиме. Это и есть режим off-line.

Однако в последние годы мы наблюдаем рост более мощных узлов, которые обеспечат вам подключение ко всем ресурсам INTERNET. Такие узлы Сети не только предоставят вам электронную почту и телеконференции, но и такие услуги как базы данных, библиотеки, огромную подборку файлов и программ со всего мира. Они весьма быстродействующие: как только вы закончите писать свое сообщение, оно тут же поступит к месту назначения в любую точку мира (это on-line).

Все это, конечно, похоже на телеграф и телефон. В первом случае, вам нужно написать текст, отнести его на почту и ждать ответа, во втором же - решить все свои проблемы во время разговора.

И, хотя, телефон удобнее, мы с вами ограничимся телеграфом. Будем реалистами - даже сетевой off-line есть далеко не везде. Тем не менее, мы расскажем, как реализовать некоторые on-line возможности сети через обычную электронную почту.


Услуги Интернета

Сегодня Интернет развивается впечатляющими темпами. Известностью же в основном пользуются предоставляемые им услуги. Средства Internet могут предоставить вам множество разнообразных видов услуг. Перечень доступных услуг прежде всего определяется имеющимся у пользователя программным обеспечением для получения этих услуг и возможностями провайдера, через которого пользователь может получить доступ к Internet. К наиболее известным услугам Интернета относятся:
  • World Wide Web (WWW);
  • Серверы File Transfer Protocol (FTP);
  • Электронная почта, Web Mail, IRC Mail;
  • Telnet;
  • Новости;
  • Video Conferencing;
  • Gopher.