Ii.глобальная сеть интернет.

I.Основные понятия.

Компьютерная сеть – соединенные между собой компьютеры. Позволяет обмениваться данными и совместно использовать общие ресурсы – документы, данные, программы технические устройства (принтеры, вычислительные мощности процессоров и т.п.).

Локальная сеть соединяет компьютеры в одном помещении, здании или нескольких соседних зданиях. Охватывает не более нескольких десятков компьютеров, расположенных на расстоянии от нескольких метров до 2 километров.

Корпоративная сеть соединяет компьютеры и локальные сети организации (компании, министерства и т.п.), которые могут находиться в разных регионах и странах. Региональная сеть соединяет компьютеры и локальные сети на территории города, региона. Глобальная сеть соединяет компьютеры и локальные сети на большой территории (разные страны и материки). Региональные и глобальные сети называют территориальными.

В мире несколько сотен глобальных сетей. Наиболее мощная – всемирная сеть Интернет (Internet), основанная на оказавшейся очень эффективной технологии (протоколах). Локальную или корпоративную сеть, работающую по той же технологии (что, в частности, обеспечивает удобное включение в Интернет) называют Интранет (Intranet, Интрасеть).

Лицо или орган управляющие работой сети (если они есть в данной сети) называют системным администратором.

Локальные сети могут быть одноранговыми – все узлы (компьютеры) равноправны или (в большинстве случаев) с выделенным сервером. Функции сервера* (центрального компьютера) может выполнять специальный мощный или обычный персональный компьютер (ПК). При этом остальные компьютеры (чаще всего обычные ПК) называют рабочими станциями или клиентами.

Топология (конфигурация) локальной сети – схема соединения компьютеров. Все варианты топологии основаны на трех базовых:

кольцо – компьютеры соединяются «по кругу»;

звезда (радиальная) – каждый компьютер соединен с центральным узлом;

шинная – все компьютеры подключены к линейной шине (магистрали, линии передачи).

Для соединения компьютеров в локальной сети могут использоваться:

u витая пара (скрученная пара медных проводов)** – скорость передачи до 100 Мбит/с, расстояние до 1 км, обычно в пределах 100 м;

u коаксиальный кабель (внутренняя медная жила, слой изоляции, внешний экран, оболочка, пример – телевизионная антенна) – скорость передачи до 500 Мбит/с, расстояние до 10 км;

u волоконно-оптический (стекло-волоконный, оптоволоконный) кабель ( передача света по центральному стекловоду – волокну из кварцевого стекла толщиной в человеческий волос, окруженному стеклянной оболочкой) – скорость передачи до 100 Гбит/с, расстояние (без ретрансляции) более 50 км.

Используется также беспроводная связь электромагнитными волнами различного диапазона, включая спутниковую связь и инфракрасное излучение. В частности, беспроводная локальная сеть стандарта Wi-Fi (Wireless Fidelity – беспроводная точность) обеспечивает скорость передачи до 11 Мбит/сек.

Для подключения компьютера к сети может использоваться:

u сетевая плата (сетевая карта, сетевой адаптер), подключающая его к специальной кабельной линии для передачи сигналов в цифровом двоичном коде (каждая карта имеет уникальнй 48-битовый адрес);

u модем (модулятор–демодулятор), подключающая его к телефонной линии. Здесь цифровые данные компьютеры преобразуются в непрерывные электрические импульсы (модулируются), передаются по телефонным каналам, а после приема снова преобразуются в цифровой двоичный код (демодулируются).

Для связи на дальнее расстояние (расширение сети) и соединения локальных сетей используется коммуникационное оборудование (отдельный компьютер с дополнительной аппаратурой или рабочая станция (сервер) с несколькими сетевыми платами):

u повторитель (репитер*) усиливает сигнал для передачи его далее по сети;

u концентратор (хаб**) объединяет несколько рабочих станций, подключая их как единый сегмент к сети;

u мост соединяет сегменты одной сети или сети с одинаковой технологией передачи данных;

u маршрутизатор (роутер***) соединяет сети разного типа, но с одинаковым программным обеспечением, определяя куда нужно направить данные и лучший маршрут их передачи;

u шлюз соединяет сети с разными технологиями передачи данных;

Такое оборудование подразделяют на мультиплексоры (один выход, несколько входов), демультиплексоры (несколько выходов, один вход) и коммутаторы (несколько входов и выходов).

Для защиты информации используются сетевые экраы (межсетевой экран, щит, брандмауэр, файрвол, FireWall****) – программы, специальные технические устройства или специально выделенный компьютер, которые «отгораживают» защищаемый компьютер или локальную сеть от внешней сети, пропуская в обе стороны только разрешенные данные и команды, а при затруднениях обращающиеся за разрешением к администратору сети.

Взаимодействие компьютеров в сети обеспечивается за счет соблюдения сетевых протоколов – правил представления и передачи данных, которые реализуются аппаратно или программно. Передача данных состоит из ряда этапов (уровней), на каждом из которых используется свой протокол.

Эталонной является модель обмена информацией в открытой системе OSI (Open System Interchange) или модель взаимодействия открытых систем, предложенная в 1984 г. и включающая 7 уровней протоколов:

1) физический – непосредственная передача сигналов по линиям связи;

2) канальный (уровень соединения) – формирование сигналов для передачи, обнаружение и исправление ошибок, возникающих при физической передаче (этот уровень может реализоваться модемом или сетевой картой);

3) сетевой – определение маршрутов (маршрутизация) передачи пакетов, на которые разбиваются передаваемые данные (разные пакеты из одного сообщения могут направляься по разным путям);

4) транспортный – формирование адреса отправителя и получателя, разборка данных на пакеты и сборка на компьютере–получателе с контролем доставки пакетов и устранением возникших при этом ошибок;

5) сеансовый – открытие и закрыти сеанса связи с определением ее характера (одностороняяя или двухстороняя, последовательная или параллельная передача в обе стороны);

6) представительный – определение кодов и форматов передачи данных с соответствующим их преобразованием;

7) прикладной – определение данных для передачи, формируемых прикладной программой (например, отправления по электронной почте).

На компьютере отправителя выполняются этапы с 7-го по 1–ый уровень, а на компьютере получателя те же этапы в обратном порядке для восстановления сообщения. На промежуточных компьютерах могут выполняться с 1-го по 3-ий этап для дальнейшей отправки поступившего пакета (который является частью всего сообщения).

II.Глобальная сеть Интернет.

Интернет – единая глобальная сеть, соединяющая между собой огромное количество сетей по всему миру (Inter Net можно перевести как «межсеть» или «сеть сетей»). Возникла в 60-е годы в США в результате экспериментов по созданию жизнеспособной сети, которую нельзя было бы вывести из строя, уничтожив один или несколько командных пунктов с центральными компьютерами.

Интернет – децентрализованная сеть, не имеющая собственника или органа управления (хотя в каждой входящей в нее сети есть собственник и системный администратор), функционирующая и развивающаяся путем добровольного (в том числе коммерческого) сотрудничества различных организаций и пользователей на основе общих соглашений и стандартов (протоколов). Зарегистрированные и пронумерованные стандарты, протоколы, спецификации Интернета образуют систему электронных документов RFC (Request For Comments – запрос для пояснений).

Организации обеспечивающие подключение к и предоставление услуг Интернета – провайдеры (Internet Service Providers*) связаны высокоскоростными магистральными каналами (кабельными, волоконно-оптическими, спутниковыми, радиорелейными). Отдельный компьютер или локальная сеть могут подключаться к провайдеру по выделенной линии (постоянное соединение) или по коммутируемой линии (временное подключение через модем и обычную телефонную сеть). Первый способ более дорог, но обеспечивает более высокую скорость передачи.

Сигнал модема может передаваться (а)по обычному телефонному каналу – коммутируемой линии, (б)по выделенной телефонной линии, (в)на базе технологии ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line (Loop) – асимметричная цифровая абонентская линия («петля»)) по обычному телефонному каналу, не занимая его и позволяя независимо и одновременно вести телефонные переговоры.

Скорость передачи данных через коммутируемую телефонную линию – около 30 Кбит/сек для аналоговых телефонных линий и 60–120 Кбит/сек для цифровых. Для выделенных телефонных линий скорость передачи до 2 Мбит/сек, для волоконно-оптических и спутниковых линий связи – сотни Мбит/сек.

Работа Интернета основана на базовом протоколе TCP/IP**, внедренном в 1983 г. и состоящем из:

u транспортного протокола TCP (Transmission Control Protocol – протокол управления передачей), обеспечивающего «нарезку» данных на «маленькие» пакеты (сегменты) перед отправкой и сборку после доставки;

u сетевого протокола (протокол маршрутизации) IP (Internet Protocol – межсетевой протокол), обеспечивающего выбор маршрутов по различным узлам и сетям между отправителем и получателем (возможно, различных для разных пакетов из одного сообщения). Пакеты данных, подготовленные по этому протоколу, называют дейтаграммами IP (или IP-пакетами). Они включают сегменты, подготовленные по протоколу TCP, к которым добавлены адреса отправителя и получателя.

На самом деле эти протоколы выполняют и другие задачи (например, протокол TCP функции не только транспортного, но и сеансового уровня), не укладываясь полностью в разделение по уровням модели взаимодействия открытых систем, так как были разработаны до ее появления.

Каждая из информационных служб (информационных сервисов) Интернета решает свои задачи, используя свои прикладные протоколы, опирающиеся на базовые протоколы TCP/IP. Наиболее известные из них:

u «Всемирная паутина» WWW дает возможность перемещения в огромном информационном пространстве документов, книг, новостей, фотографий, рисунков, учебных курсов, справочных материалов и т.д.; претендует на роль основного носителя «коллективной памяти» человечества. Она использует протокол http и подробнее рассмотрена далее.

u Электронная почта E-Mail (Electronic mail***) позволяет обмениваться по сети «письмами», к которым могут прилагаться дополнительные файлы. С ее помощью можно передавать сообщения на сотовый телефон, факс, пейджер. Для отправки корреспонденции используется протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol – простой протокол передачи почты), для получения ее из своего «почтового ящика» на почтовом сервере – протокол POP (Post Office Protocol – протокол почтового отделения). Протокол IMAP (Internet Message Access Protocol – протокол доступа к сообщениям Интернета) позволяет хранить почту в своем почтовом ящике на почтовом сервере. Для вложения в письмо произвольных файлов применяется стандарт MIME (Multipurpose Internet Mail Extension – многоцелевое расширение почты Интернета). Правила формирования адресов электронной почты рассматриваются далее.

Для работы с электронной почтой используются почтовые программы Outlook Express (входит в Microsoft Internet Explorer), Microsoft Outlook (входит в Microsoft Office), Netscape Messenger (входит в Netscape Communicator), The Bat! и др.

u Служба передачи файлов между удаленными компьютерами используется для передачи крупных файлов (архивов, книг и т.п.) по протоколу FTP (File Transfer Protocol – протокол передачи файлов).

u Служба телеконференций (новостей, новостных групп) UseNet News (Newsgroups) обеспечивает просмотр материалов по выбранной тематике, присылаемых на сервер телеконференции самими пользователями. Используются также списки рассылки, формируемые с участием администратора (модератора) конференции и рассылаемые подписавшимся абонентам.

До повсеместного распространения Интернета функции телеконференций во многом выполняли электронные доски объявлений BBS (Bulletin Board System – система электронных бюллетеней), наиболее известной системой которых является сеть FidoNet, подключение к ним осуществляется по малым компьютерным сетям с одним сервером с помощью модемов через телефонные линии.

u Служба интерактивного общения IRC (Internet Relay Chat – дословно, Интернет–трансляция болтовни), которую часто называют чат-конференциями или просто чатом, поддерживает коллективный разговор, участники которого набирают свои реплики на клавиатуре и видят сказанное другими на мониторе.

u Система интернет-пейджинга ICQ (эти буквы звучат как английская фраза «I seek you» – я ищу тебя, а на жаргоне русского Интернета эту систему называют «аськой») дает возможность обмениваться сообщениями и файлами в режиме реального времени. Эта система обеспечивает поиск сетевого адреса абонента (постоянного или временного), если он в данный момент подключен к сети, по его персональному идентификационному номеру UIN (Universal Internet Number), получаемому при регистрации на центральном сервере данной службы.

u Режим Telnet служит для удаленного управления (по протоколу Telnet) через Интернет другими компьютерами и установленными на них программами, например, подключеннымми к аппаратуре для проведения экспериментов или выполняющими сложные математические расчеты.

Важными направлениями использования Интернета являются Интернет-телефония (IP-телефония) – передача телефонных разговоров и факсов по Интернету в кодировке, соответствующей протоколу IP, трансляция по Интернету радио- и телевизионных передач, беспроводное подключение к Интернету с мобильных телефонов: непосредственно по протоколу WAP (Wireless Application Protocol – протокол беспроводных приложений), или через компьютер по протоколу GPRS (General Packet Radio Service).

Шифрование передаваемой по Интернету информации обеспечивается протоколом SSL (Secured Socket Layer).

Статьи к прочтению:

Информатика. Глобальная сеть Интернет. Урок 1. История сети Интернет

Похожие статьи: