Интернет технологии Основы функционирования Интернет Интернет представляет

Интернет технологии Основы функционирования Интернет

Интернет представляет собой всемирную информационную компьютерную сеть, которая объединяет в единое целое множество компьютерных сетей, работающих по единым правилам. Интернет не является коммерческой организацией и никому не принадлежит. Пользователи Интернет имеются практически во всех странах мира.

Прообраз сети Интернет был создан в конце шестидесятых годов по заказу Министерства обороны США. В то время существовало не очень много мощных компьютеров, и для проведения научных исследований возникла потребность обеспечить доступ многочисленных ученых к этим компьютерам. При этом Министерство обороны поставило условие, чтобы сеть продолжала работать при уничтожении ее части, поэтому повышенная надежность Интернет была заложена при ее создании.

• Днем рождения Интернет можно назвать 2 января 1969 г. В этот день Управление перспективных исследований (ARPA — Advanced Research Projects Agency), являющееся одним из подразделений Министерства обороны США, начало работу над проектом связи компьютеров оборонных организаций. В результате исследований была создана сеть ARPANET, в основе функционирования которой лежали принципы, на которых позже была построена сеть Интернет.

• Следующим этапом в развитии Интернет было создание сети Национального научного фонда США (NSF). Сеть, названная NSFNET, объединила научные центры Соединенных Штатов. При этом основой сети стали пять суперкомпьютеров, соединенных между собой высокоскоростными линиями связи. Все остальные пользователи подключались к сети и могли использовать возможности, предоставляемые этими компьютерами.

• Сеть NSFNET быстро заняла место ARPANET, и последняя была ликвидирована в 1990 г. Развитие сети потребовало ее реорганизации, и в 1987 г. был создан NSFNET Backbone [Бэкбон] — базовая часть или хребет сети. В настоящее время используется термин «опорная сеть» . В момент создания (1987 г. ) опорная сеть состояла из тринадцати центров, соединенных друг с другом высокоскоростными линиями связи. Центры располагались в разных частях США. Таким образом, появилась сеть Интернет в США.

• Одновременно были созданы национальные сети в других странах. Компьютерные сети разных стран стали объединяться и в девяностых годах появилась Интернет в ее сегодняшнем виде. Сейчас Интернет объединяет тысячи разных сетей, расположенных по всему миру. К Интернет имеют доступ десятки миллионов пользователей. Рост и развитие Интернет продолжается, следствием чего является значительное повышение роли Интернет во всех информационных технологиях.

СТРУКТУРА ИНТЕРНЕТ

• Интернет состоит из множества компьютеров, соединенных между собой линиями связи, и установленных на этих компьютерах программ. • К сети могут быть подключены как отдельные компьютеры, так и локальные сети. • В последнем случае можно считать, что к Интернет подключены все компьютеры данной локальной сети, хотя линией связи с Интернет соединен только один компьютер. • При объединении локальных сетей могут возникнуть проблемы, вызванные тем, что в различных ЛВС могут быть установлены различные сетевые операционные системы. • Эти проблемы решаются путем использования специальных аппаратных и программных средств.

В настоящее время для этих целей применяются три вида устройств: • мосты — объединяют сети разных топологий, но работающие под управлением однотипных сетевых операционных систем; • маршрутизаторы — соединяют сети разного типа, использующие одну операционную систему; • шлюзы — позволяют организовать обмен данными между двумя сетями, использующими различные протоколы взаимодействия.

Условная схема части интернет Основу составляет опорная сеть, представляющая собой узлы, соединенные между собой линиями связи с высокой помехозащищенностью, пропускной способностью и низким затуханием. Как правило, это оптоволоконные или спутниковые каналы связи. Узел опорной сети представляет собой, как правило, несколько мощных компьютеров, находящихся в состоянии постоянного подключения. Эти компьютеры должны обладать высоким быстродействием и большим объемом как внешней, так и оперативной памяти. Они называются хост-компьютерами (host — хозяин) и работают в круглосуточном режиме, что обеспечивается за счет дублирования.

Схема Интернет • Организации, обеспечивающие подключение пользователей к Интернет называются поставщиками услуг Интернет — провайдерами • Если поставщик подключен непосредственно к опорной сети, то скорость передачи информации будет максимальной.

Виды подключения к Internet ? • Коммутируемая телефонная линия (dial-up) • Выделенная линия (В отличие от коммутируемых линий выделенные связывают компьютеры постоянно) • Радиоканал • Спутниковый канал • Сеть кабельного телевидения

Коммутируемая телефонная линия Основы Internet телефон ПК провайдера к провайдер у ПК пользователя моде м Internet

Выделенная линия Internet телефон Провайде р к провайдер у ПК пользователя моде м Internet

Радиоканал Internet радиовышка Провайдер ПК пользователя моде м Internet

Спутниковый канал Internet спутни к Провайдер ПК пользователя моде м Антенн а моде м Internet

Сеть кабельного телевидения Internet телевиз ор Провайдер ПК пользователя моде м кабель моде м Internet

Адресация в сетях. Требования: • уникальная идентификация компьютера в сети любого масштаба; • схема назначения адресов должна сводить к минимуму ручной труд администратора и вероятность дублирования адресов; • адрес должен иметь иерархическую структуру, удобную для построения больших сетей; • адрес должен быть удобен для пользователей сети, иметь символьное представление (www. mgsu. info); • адрес должен иметь по возможности компактное представление.

В настоящее время наибольшее распространение получили три схемы адресации узлов. Аппаратные (hardware) адреса Символьные адреса или имена Числовые составные адреса

Аппаратные (hardware) адреса. Эти адреса не имеют иерархической структуры. Типичным представителем адреса такого типа является адрес сетевого адаптера локальной сети. Такой адрес используется только аппаратурой, его стараются сделать по возможности компактным и записывают в виде двоичного или шестнадцатеричного значения, например 0031004 а 24 е 5. Они либо встраиваются в аппаратуру компанией-изготовителем, либо генерируются автоматически при каждом новом запуске оборудования, причем уникальность адреса в пределах сети обеспечивает оборудование.

Символьные адреса или имена Эти адреса предназначены для запоминания людьми и поэтому обычно несут смысловую нагрузку. Символьные адреса легко использовать как в небольших, так и крупных сетях. Для работы в больших сетях символьное имя может иметь сложную иерархическую структуру, например http: //www. ed. gov. ru/edusupp/metodobesp/. Этот адрес указывает на то, что данный компьютер поддерживает ftp-архив Федерального агентства по образованию и эта сеть относится к Министерству образования и науки РФ.

Числовые составные адреса Эти адреса имеют фиксированный и компактный формат. Например, IP-адреса. В них поддерживается двухуровневая иерархия, адрес делится на старшую часть — номер сети и младшую — номер узла. Такое деление позволяет передавать сообщения между сетями только на основании номера сети, а номер узла используется только после доставки сообщения в нужную сеть

Адресация в Интернет. • Каждый хост-компьютер имеет свой постоянный адрес, отличающий его от всех остальных компьютеров в Интернет. Он называется IP-адресом. • IP-адрес любого узла определяется четырехбайтовым числом, состоящим из двух частей. Первая — сетевая является общей для всех узлов выбранной сети, а вторая — хост-часть у каждого узла строго индивидуальна. Для большего удобства все существующие сети разбиты на классы

Схема IP-адреса.

Сети класса А • Класс А имеет 0 в старшем бите адреса. У узлов, входящих в эту категорию, на сетевой адрес отводятся младшие семь бит первого байта, а на хост-часть — 3 байта. Таких сетей может быть только 126 с 16 млн узлов в каждой.

Сети класса В • Сети класса В содержат 10 в двух старших битах адреса, сетевой адрес у них имеет 6 бит первого байта и второй байт целиком, а на хост-часть отводится 2 байта. Таких сетей может быть 16 тыс. по 65 тыс. узлов в каждой.

Сети класса С • Сети класса С имеют 110 в трех старших битах адреса, и на их сетевой адрес отводятся младшие 5 бит первого байта, второй и третий байты, тогда как на хостчасть остается 1 байт. Их может быть около 2 млн по 254 узла в каждой.

• Каждый байт IP-адреса записывается десятичным числом от 0 до 256, а сами байты разделяются точкой: 192. 56. 1. 45. • Такой способ адресации создает иерархическую структуру Интернет. • Однако, наличие связей между хостмашинами одного уровня преобразует такую структуру в сетевую. В данной структуре можно выделить группы компьютеров, подключенных к узлу более высокого уровня (старшему узлу).

Возможная структура фрагмента сети Интернет

Домен (domain). • Компьютеры, входящие в такую группу, имеют общую границу администрирования и общую базу учетных записей. В группе реализуется единая политика безопасности. Для обозначения такой группы компьютеров используется термин домен (domain).

Алгоритм поиска • Идентификация узлов Интернет с помощью IP-адресов позволяет создать на каждой хост-машине список адресов подключенных к нему младших узлов. Кроме того, туда вносятся сведения об адресе своего головного узла. В свою очередь, это обстоятельство позволяет реализовать следующий алгоритм поиска компьютера в Интернет

• при наборе адреса какого-нибудь узла в сети создается запрос; • запрос отправляется на первичный узел; • первичный узел ищет заданный IP-адрес в своем списке; • если поиск удачен, запрос переходит к компьютеру, чей адрес совпадает с тем, который указан в нем, после чего налаживается соединение между абонентами сети.

• при отсутствии заданного IP-адреса в таблице запрос отправляется на узел более высокого уровня; • узел высшего уровня ищет заданный IPадрес в своей таблице; • положительный результат поиска приводит к соединению с заданным компьютером, а отрицательный — к выведению на экран компьютера, создавшего запрос, сообщения об отсутствии в сети машины с указанным вами адресом.

• Применение IP-адресов неудобно для человека. • Компьютерам, подключенным к Интернет, дают имена, причем таким образом, чтобы каждому имени соответствовал уникальный IP-адрес. • Эти имена называются доменными. • Доменное имя (domain name) — уникальный идентификатор, который назначается определенному IP-адресу. • Доменное имя дает возможность обращаться к компьютеру по имени вида www. company. com, что позволяет избавиться от необходимости запоминать его числовой эквивалент.

• Любой компьютер, подключенный к Интернет, имеет свой уникальный адрес цифровой или IPадрес (от Internet work Protocol — межсетевой протокол) и доменный. • Оба адреса равноправны, но IP-адрес удобен для обработки на ЭВМ, а символьный доменный адрес — для восприятия человеком. • Поэтому компьютеры при пересылке информации используют цифровые адреса, а пользователи в работе с Интернет используют, в основном, доменные.

Доменная Служба Имен (DNS). • Служба, которая обеспечивает перевод имен компьютеров в их IP-адреса, называется Доменной Службой Имен (DNS Domain Name Service - система доменных имен). Это что-то вроде гигантского, распределенного по многим компьютерам телефонного справочника, с IP-адресами вместо телефонов.

• Хотя не существует особых правил, как следует называть домены, в применении к доменам первого, самого верхнего уровня сложилась определенная практика. Международные организации и США используют домены первого уровня com – для коммерческих, org и net – для некоммерческих организаций. В большинстве стран существует один домен первого уровня для страны: ru – для России, de – для Германии, uk – для Великобритании и т. д.

Система адресации URL • Так же, как каждый компьютер имеет свое уникальное имя, уникальное имя имеет и каждый документ в Интернете. Это уникальное имя называется URL – Универсальный Указатель Ресурса (Universal Resource Locator). • URL имеет следующую форму: служба: //имя_компьютера/директория/подди рек-тория/. . . /имя_файла

• Служба обозначается соответствующим протоколом, чаще всего вы встретите http: // для веб-страниц • и ftp: // для файловых архивов. В названиях директорий, поддиректорий и файлов большие и малые буквы различаются

Структура URL-адpеса • URL – адрес содержит информацию не только о том, где находится ресурс, но и как к нему обратиться. URL-адpес состоит из двух частей: первая (левая) указывает тип связи, котоpую надо установить с нужным компьютером, а вторая (справа) – где именно в сети расположен данный ресурс. • Адрес сервера может быть доменным или IP-адpесом.

Что такое TCP/IP Internet TCP/IP ( Transmission Control Protocol / Internet Protocol - протокол управления передачей / межсетевой протокол) - базовый протокол Internet, позволяющий обмениваться данными компьютерам, работающим под управлением различных операционных систем. Вообще-то TCP/IP представляет собой целый набор протоколов, но обычно говорят об одном протоколе под общим названием TCP/IP.

Как действует TCP/IP Internet ….

Схема обработки данных, производимой отправителем Internet Привет ! Как дела ? Приложение (например, FTP) TC T P C P При I P T I C P P При Ethern E et I T t h C P P При Как Привет ! T C P вет ! I T C P P E t h T C P вет ! I T C P P Как I T C P P вет ! Как E t h I T C P P Как дела ? T C P де I T C P P E t h де I T C P P де T C P ла ? I T C P P ла ? E t h I T C P P ла ?

Схема обработки данных, производимой получателем Internet E t h I T C P P де Ethern et T I C P P I P T C P E t h TC P Приложение (например, FTP) I T C P P ла ? I T C P P При де де E t h I T C P P При T C P При вет ! I T C P P ла ? T C P вет ! E t h Как I T C P P T C P де Привет ! Как дела ? E t h I T C P P Как вет ! T C P При ла ? I T C P P Как ла ?

Технология клиент/сервер Серверы: Почтовые, ftp, gopher, Web, и т. д. Internet

Сервисы Internet Сервисы, предоставляемые Internet, можно разделить на две основные категории: • Отложенные – основным признаком этой группы является наличие временного перерыва между запросом и получением информации • Прямые – характерны тем, что информация по запросу возвращается немедленно. Если от получателя информации требуется немедленная реакция на нее, то такой сервис носит интерактивный характер

Службы Интернета реализуют разные функции обмена информацией, причем службы могут возникать и исчезать по мере необходимости. Некоторые из них становятся популярными и процветают, некоторые отвечают потребностям ограниченного круга пользователей, некоторые вытесняются более совершенными конкурирующими службами. Все зависит от потребностей людей в данном способе обмена информацией. 1. электронная почта E-mail; 2. World Wide Web (WWW); 3. файловые архивы; 4. телеконференции или сетевые новости Usenet; 5. новые сеpвисы – видеоконфеpенции, Real. Audio и Video; 6. другие службы Интернета (ICQ, IRC, WWW-chat)

1. Электронная почта (Е-mail) – это наиболее распространенный сервис сети. Этот режим работы компьютера назван так, потому что обеспечивает доставку электронных писем от одного абонента к другому. При работе с электронной почтой каждому пользователю присваивается уникальный почтовый адрес (почтовый ящик), который обычно образуется присоединением имени пользователя к имени самого компьютера. Передача информации осуществляется с помощью специальной почтовой программы, расположенной на компьютере клиента. Когда устанавливается связь компьютера клиента с сервером, почтовая программа «просит» сервер просмотреть, нет ли писем в почтовом ящике. Если письма есть, то они пересылаются на компьютер клиента. Почтовая программа и отправляет информацию, заранее подготовленную клиентом сети. Электронная почта не использует географическую адресацию. Адрес электронной почты выглядит так: имя_пользователя@имя_домена, Например: ivanov@mail. ru

• Почтовые программы для персональных компьютеров используют разные протоколы для приема и отправки писем. При отправке почты программа взаимодействует с сервером исходящей почты, или SMTP-сервером, по протоколу SMTP. При приеме почты программа взаимодействует с севером входящей почты, или POP 3 сервером по протоколу POP 3. Это могут быть как разные компьютеры, так и один и тот же компьютер. Иногда для приема почты используется более современный протокол – IMAP, который позволяет, в частности, выборочно копировать пришедшие письма с почтового сервера. Чтобы использовать этот протокол, необходимо, чтобы он поддерживался как провайдером, так и почтовой программой.

Работа с почтовыми программами Существует достаточно много почтовых программ, значительная часть из которых распространяется бесплатно. Все они довольно похожи и лишь немного различаются по оформлению, своим дополнительным возможностям и по степени соответствия принятым стандартам. Microsoft Internet Mail – поставляется в составе операционной системы, начиная с Windows 95 версии OSR 2; более свежая версия, в том числе русифицированная, может быть бесплатно скопирована с сервера www. microsoft. com. Не поддерживает IMAP. Microsoft Outlook Express – более усовершенствованная программа, входит в состав Microsoft Office и Microsoft Internet Explorer. Может быть бесплатно скопирована с того же сервера. Поддерживает IMAP и имеет большое количество разнообразных настроек. Netscape Messenger – бесплатная программа фирмы Netscape, входит в состав Netscape Communicator. По своим возможностям аналогична Outlook Express. Eudora – почтовая программа фирмы Qualcomm. Облегченная версия (Eudora Lite), может быть бесплатно скопирована на сервере www. eudora. com, более полная версия продается за деньги. Ранее пользовалась очень большой популярностью, но с появлением бесплатных программ других производителей практически перестала развиваться. Категорически не рекомендуется для переписки по-русски.

Работа с электронной почтой через браузер Можно пользоваться почтой и, не имея почтовой программы. Существует большое количество серверов, которые предлагают вам завести бесплатный почтовый ящик и позволяют работать с почтой, используя только браузер. Такие службы есть как в России (www. mail. ru, www. tomcat. ru), так и за ее пределами (www. hotmail. com, mail. yahoo. com и др. ). Бесплатные почтовые службы живут за счет доходов от рекламы.

World Wide Web К первой половине 90 -х годов в сети Интернет были накоплены потрясающие объемы информации, хранящиеся в самых разнообразных формах, начиная от файлов данных, текстов, документов, изображений, звуковых и видеофрагментов и кончая программами. Однако возможность воспользоваться этой информацией, и осталась бы уделом специалистов из-за незатейливых видов сервиса (таких, как электронная почта или протокол передачи файлов) так и осталось бы уделом ограниченного числа специалистов, если бы не появление и повсеместное распространение принципиально новой технологии системы World Wide Web (WWW, W 3, всемирная паутина).

В основу технологии WWW положена технология гипертекста, распространенная на все компьютеры, подключенные к сети Интеpнет. При использовании технологии гипертекста текст структурируется и в нем выделяются слова – ссылки. Гипертекст – это текст с выделенными местами – ссылками, которые определяют соответствующие действия, например, показ изображений, открытие другого документа, музыкальное сопровождение и т. д. Документы, реализованные по технологии WWW, называют web-стpаницами.

Файловые архивы (служба FTP) FTP – также одна из старейших служб, используется для копирования файлов с компьютера на компьютер. В FTP-архивах Интернета можно найти много полезных программ. Большое количество серверов Интернета содержат файловые архивы – FTP-сеpвеpы. Программное обеспечение, размещенное на таких серверах, можно разделить на две большие группы: свободно распространяемое программное обеспечение (freeware) и условно бесплатное программное обеспечение (shareware). К бесплатному программному обеспечению относятся следующие программы: • новые недоработанные версии программных продуктов; • программные продукты, являющиеся частью принципиально новых технологий (это позволяет завоевать рынок); • дополнения к ранее выпущенным программам, исправляющие найденные ошибки или расширяющие возможности; • устаревшие версии программ; • драйверы к новым устройствам. Условно бесплатными обычно бывают: • программы с ограниченным сроком действия; • программы с ограниченными функциональными возможностями; • нормально работающие программы, которые размещают вновь образованные фирмы в целях рекламы и с предложением произвести добровольную оплату.

Служба новостей (Usenet) Сетевые новости Usenet или телеконференции – по распространенности второй сервис сети Интеpнет. Если электронная почта передает сообщение по принципу «от одного – одному» , то сетевые новости передают сообщения «от одного – всем» . В Интернете существует десятки тысяч конференций, посвященных обсуждению различных проблемы. Каждая конференция имеет свой почтовый ящик на серверах Интеpнет, называемых серверами новостей. Электронные адреса серверов новостей могут быть одного из видов: news@имя сервера; newsserv@имя сервера. Серверы новостей постоянно обмениваются информацией, поэтому информация, поступающая на один из них, будет доступна и другим серверам. Для передачи информации используется протокол NNTP. В России самой популярной является группа relcom на русском языке. Например: relcom. cinema – общие разговоры о кино; relcom. games – обсуждение игр; relcom. humor – юмор; relcom. music – для любителей музыки; relcom. talk – беседы на произвольные темы; relcom. talk. sport – беседы, связанные со спортом. Конференции могут быть открытыми (доступны для всех желающих) и закрытыми (для участия, в которых допускаются только избранные пользователи).

Видеоконференции‚ Real. Audio и Video Одним из новых видов сервиса Интернет является передача видеоизображений и звука в режиме реального времени по сети Интернет. Уже сейчас имеется возможность прослушивания радио по Интернету. Например, можно послушать Радио «Свобода» (http: //www. rferl. org) или «Эхо Москвы» (http: //www. echo. msk. ru). Кроме того, формат Real. Audio из-за своей экономичности часто используют просто для хранения разнообразной звуковой информации. На сервере http: //www. music. ru можно прослушать записи наиболее известных российских музыкантов. Видеоконференция представляет собой компьютерный аналог видеотелефона. Все участники конференции во время диалога смогут видеть друга. Для организации видеоконференций требуются каналы с высокой пропускной способностью.