Как устроен Интернет Из чего состоит Интернет Как

Как устроен Интернет? Из чего состоит Интернет? Как работает Интернет? Для чего используется Интернет? 1

Передача информации Канал связи (передачи информации) - это система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений от источника к приёмнику. Источник Канал связи Приемник Средства для передачи информации ? 2

Компьютерные телекоммуникации tele (греч. ) – вдаль, далеко communicatio (лат. ) – связь Телекоммуникации обмен информацией на расстоянии с помощью средств связи 3

Простейший вариант соединения Через параллельные или последовательные порты, и при помощи специальных программ 4

Классификация сетей Компьютерные сети – это система обмена информацией между различными компьютерами Виды компьютерных сетей Локальные соединение трех и более компьютеров друг с другом на небольшом расстоянии (внутри одной комнаты, здания) Глобальные Корпоративные Региональные соединение компьютеров на больших расстояниях, возможно в разных городах 5

Назначение компьютерных сетей Обеспечение совместного пользования аппаратными ресурсами сети. Обеспечение совместного пользования программными ресурсами сети. Обеспечение совместного доступа к ресурсам данных. Увеличение скорости обмена информацией. Одноранговые сети - все компьютеры равноправны. Общие устройства могут быть подключены к любому компьютеру в сети. 6

Локальные вычислительные сети - это соединение трех и более компьютеров друг с другом на небольшом расстоянии (внутри одной комнаты, здания). Сервер (англ. serve – служить) компьютер, который при помощи специального программного обеспечения способен предоставлять пользователям сетевой сервис. Сервер 7

Для подключения компьютеров Сетевые карты (сетевой адаптер) для каждого компьютера. Соединительные кабели (чаще всего): коаксиальный, «витая пара» , оптоволоконный. Сетевое программное обеспечение. Коаксиальный кабель «Витая пара» Оптоволоконный кабель 8

Для подключения компьютеров Коаксиальный кабель устроен так же, как телевизионный кабель: в центре — медная жила (или несколько жил), затем изоляция, затем металлическая оплетка, наконец — внешний слой изоляции. Витая пара - два изолированных (медных) проводника, скрученные один относительно другого с постоянным шагом Оптоволоконный кабель - нить из стекла или пластмассы, по которой передается световой луч. Оптоволоконная жила окружена непрозрачной зеркальной оболочкой. Благодаря этому свет, распространяющийся внутри волокна, испытывает полное внутреннее отражение от оболочки и не покидает волокна даже тогда, когда оно делает изгибы. 9

Топология локальной сети – способ физического соединения компьютеров в сеть Шина Кольцо Звезда 10

Глобальные сети связывают компьютеры в пределах страны, континента или планеты Узловая машина Информационный сервер 11

Интернет Всемирная компьютерная сеть – сообщество соединенных между собой сетей, в которых используются общие правила обмена данными между компьютерами. Интернет - сокращенное от «Interconnected Networks» (взаимосвязанные сети). Inter Net INTER между NET, NETWORK сеть

Интернет Всемирная компьютерная сеть – сообщество соединенных между собой сетей, в которых используются общие правила обмена данными между компьютерами. Узловая машина Информационный сервер 13

Историческая справка В 60 -х годах прошлого века Министерство обороны США задумало создать надежную систему связи между компьютерами своих штабов. Обмен данными не должен был прекращаться даже тогда, когда отдельные участки сети выходили из строя. Агентство Перспективных Разработок министерства обороны США (ARPA Advanced Research Project Agency) – первый разработчик компьютерной сети, которая получила название ARPAnet. 14

Надежность работы сети 1. Отсутствие в сети единого центра управления Центр управления Разрыв кабеля Поломка компьютера 15

Надежность работы сети 2. Множественных (паутинных) связей между отдельными узлами 16

Историческая справка 29 октября 1969 года принято считать днем рождения Сети Документальный эскиз ARPANET, состоящей из четырех узлов: SRI – Исследовательский цент Стэнфордского университета UCLA – Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе UCSB – Калифорнийский университет Санта-Барбары UTAH – Университет штата Юты Создатели 25 лет спустя: Jon Postel, Steve Crocker и I Spent 17

Историческая справка 1945— 1960 Теоретические работы по интерактивному взаимодействию человека с машиной, появление первых интерактивных устройств и вычислительных машин, на которых реализован режим разделения времени. 1961— 1970 Разработка технических принципов коммутации пакетов, ввод в действие ARPANet. 1971— 1980 Число узлов ARPANet возросло до нескольких десятков, проложены специальные кабельные линии, соединяющие некоторые узлы, начинает функционировать электронная почта, о результатах работ ученые докладывают на международных научных конференциях. 1981— 1990 Принят протокол TCP/ IP. Министерство обороны решает построить собственную сеть на основе ARPANet, происходит разделение на ARPANet и MILNet, вводится система доменных имен Domain Name System (DNS), число хостов доходит до 100 000. 1991— 2003 Новейшая история. 18

Технические и программные ресурсы Интернет Из чего состоит Интернет? Как работает Интернет? Технические средства Технология передачи и обработки данных Для чего используется Интернет? Информационные услуги 19

Технические ресурсы Интернет 1. Компьютерные узлы 1. Хост-компьютеры 2. Провайдеры 2. Маршрутизаторы 3. Каналы связи 1. Беспроводная связь 2. Спутниковая связь 3. Связь по силовым линиям 4. Телефонная сеть, DSL или выделенная линия 5. Сеть кабельного ТВ 4. Модем 1. Модуляция 2. Демодуляция Техничес кие средства 5. Персональный компьютер клиента. 20

Подключение к Интернет Провайдер (provider – поставщик) - фирма, Узел связи предоставляющая пользователям выход в Интернет через ее локальную сеть. Хост-компьютер (Host – хозяин) Узел связи Хост-компьютер Клиенты Модем Клиент Назначение узловых машин: ü связь между машинами – пользователями, ü хранить информацию между сеансами связи, ü обеспечить связь машин – пользователей с Информационными серверами, которые постоянно подсоединены к Узловым машинам Клиент - компьютер, имеющий доступ к услугам сервера 21

Маршрутизаторы Маршрутизатор (router) – устройство (или компьютер), которое принимает пакеты из одной сети и отправляет их в другую (из локальной сети в Интернет) в нужном направлении по специальным правилам (таблицам маршрутизации). Определяет кратчайший путь, обходит поврежденные участки. Получатель Отправитель 22

Каналы связи Клиент Модем Телефонная сеть DSL (Digital Subscriber Line) Выделенная линия Спутниковая связь Беспроводная связь Связь по силовым линиям Кабельное ТВ Узел связи 23

Аналоговый модем Преобразует компьютерные сигналы в звуковые (до 4 КГц) и передает их по обычным телефонным сетям. Можно услышать, как во время передачи такой модем жужжит и шипит. Акустический канал линии модем разделяет на две полосы: низкие частоты передача данных высокие частоты прием данных Модуляция Де. Модуляция Телефонная линия Дискретный электрический сигнал Аналоговый сигнал 24

Цифровые модемы Телефонная сеть общего пользования Клиент цифровой-модем Провайдер Центральный офис оператора связи Частотный разделитель Модемный пул провайдера Мультиплексор доступа Частотный разделитель (сплиттер) В настоящее время цифровые модемы работают по нескольким стандартам: ADSL, VDSL, SHDSL и др. Эти технологии имеют общее название x. DSL (Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия). 25 Наиболее распространена сейчас ADSL - асимметричная цифровая абонентская линия.

Технические ресурсы Интернет 1. Компьютерные узлы 1. Хост-компьютеры 2. Провайдеры 2. Маршрутизаторы 3. Каналы связи 1. Беспроводная связь (радиосвязь, инфракрасные лучи) 2. Электрический кабель 3. Оптоволоконный кабель 4. Телефонная сеть, DSL или выделенная линия 4. Модем 1. Модуляция 2. Демодуляция Технические средства 5. Персональный компьютер клиента. 26

Программные ресурсы Интернет 1. Технология «Клиент-сервер» . 2. Технология пакетной передачи информации. 3. Протоколы TCP Протоколы маршрутизации Технология передачи и обработки данных Транспортные протоколы IP Протоколы поддержки сетевого адреса (доменная система имен) DNS Протоколы прикладных серверов FTP, HTTP, TELNET Шлюзовые протоколы EGD Почтовые протоколы POP, SMPT 4. Адресация в сети Интернет 5. Доменная система имен 27

Технология КЛИЕНТ-СЕРВЕР Узел связи Модем Клиент ЗАПРОС клиент-программа сервер-программа Сервер 1. принимает запросы от клиентов 2. ставит задания в очередь 3. выполняет задание 4. посылает ответ с результатами ОТВЕТ Клиент 1. посылает запрос с заданием 2. выводит на экран ответ, полученный от сервера 28

Технология пакетной передачи информации Отправитель Получатель 1. Файл делится на пакеты размером не более 1, 5 Кб 29

Технология пакетной передачи информации 2. Пакеты передаются независимо друг от друга Адрес получателя Адрес отправителя Длина пакета Данные Контрольная сумма 3. В месте назначения пакеты собираются в один файл 30

Технология пакетной передачи информации 1 -й пакет 2 -й пакет 3 -й пакет 4 -й пакет 2 -й пакет 1 -й пакет 2 -й пакет 3 -й пакет 4 -й пакет 31

Протоколы Интернета Протокол - это набор соглашений и правил, определяющих порядок обмена информацией в сети. Транспортные протоколы TCP – Transmission Control Protocol (Протокол управления передачей данных) – управляет передачей данных между компьютерами Протоколы маршрутизации IP – Internet Protocol (Протокол Интернета) – обеспечивают фактическую передачу данных, обрабатывают адресацию данных, определяют наилучший путь к адресату. Протоколы поддержки сетевого адреса DNS – Domain Name System (Доменная система имен) – обеспечивают определение уникального адреса компьютера. Протоколы прикладных серверов FTP – File Transfer Protocol (Протокол передачи файлов), HTTP – Hyper Text Transfer Protocol (Протокол передачи гипертекста), TELNET – используются для получения доступа к различным услугам Интернет Шлюзовые протоколы EGD – Exterior Gateway Protocol (Внешний шлюзовый протокол) – помогает передавать по сети, а также обрабатывать данные для локальных сетей. Почтовые протоколы POP – Post Offic Protocol (Протокол приема почты), SMPT – Simple Mail Transfer Protocol (Протокол передачи почты) – используются для передачи почтовых сообщений. 32

Протоколы TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) TCP Сообщение разбивается на части и каждое сообщение нумеруется 1 IP 2 3 4 Добавляет IP-заголовки ИНТЕРНЕТ Заголовок пакета: адрес отправителя, адрес получателя, номер пакета, контрольная сумма, др. служебная информация 33

Протоколы TCP/IP ИНТЕРНЕТ IP TCP Пакеты принимаются из сети и проверяется контрольная сумма Пакеты сортируются и собираются в единое целое 1 2 3 4 TCP определяет, как происходит передача информации, IP – куда происходит передача. 34

Адресация в сети Узлы в Интернете имеют двойную адресацию: числовую (IP-адресация) символьную (доменная) адресация Электронные адреса в Интернете строятся по иерархическому принципу. Иерархия - это зависимость по подчинению, или включению одних объектов в другие. Обычные почтовые адреса тоже имеют иерархическую структуру. Страна Город Улица Дом 35

Числовая IP пакет Куда: 204. 146. 133 Откуда: 126. 123. 4. 12 I P адресация n t e r n e t r o t o c o l 4 байта: N 1. N 2. N 3. N 4 где n = 0 - 255 232 = 4 294 967 296 – максимальное количество IP-адресов 36

Символьная (доменная) адресация Domain Name System Доменная система имен позволяет получить физический адрес (IP-адрес) сервера, зная его доменное имя, и наоборот. IP адрес 144. 85. 161. 18 Доменное имя SCHOOLS. KELDYSH. RU SCHOOLS Имя домена страны KELDYSH Имя домена компании RU Домен – часть иерархии имен. Доменное имя – адрес, состоящий из имен доменов, разделенных точками. Оно уникально. Имя компьютера Доменные имена и IP – адреса распределяются международным координационным центром доменных имен и IP – адресов (ICANN), в который входят по 5 представителей от каждого континента 37

Домены верхнего уровня Географические Россия ru, su Франция fr Административные США com edu gov mil net org коммерческие образовательные правительственные военные управляющие сетью прочие Германия de Великобритания uk Украина ua 38

Программные ресурсы Интернет 1. Технология «Клиент-сервер» . 2. Пакетная технология передачи информации. 3. Протоколы TCP Протоколы маршрутизации Технология передачи и обработки данных Транспортные протоколы IP Протоколы поддержки сетевого адреса (доменная система имен) DNS Протоколы прикладных серверов FTP, HTTP, TELNET Шлюзовые протоколы EGD Почтовые протоколы POP, SMPT 4. Адресация в сети Интернет 5. Доменная система имен 39

Информационные услуги Интернет Виды услуг Наименование услуг Информационные услуги Электронная почта (E-mail – Electronic mail) Протокол POP SMTP Телеконференции (Usenet) Коммуникационные (средства общения) Интерактивное общение реального времени (IRC – Internet Real Chat) Интернет-телефония (IP-phone) Интерактивное общение (ICQ фонетическая производная от I Seek You - я ищу тебя) Удаленный терминал (Telnet) Информационно-поисковые (средства доступа) Хранение и передача файлов (FTP – File Transfer Protocol) FTP Всемирная паутина (WWW – World Wide Web) HTTP 40

Электронная почта E-mail Electronic mail Отправитель Почтовая программа-клиент Получатель Почтовый сервер Почтовая программа-клиент 41

Схема функционирования E-mail Услуги сети Почтовый сервер Сеанс связи ON-LINE Протокол POP 3 Компьютер пользователя Клиент E-mail (Outlook Express) Протокол SMTP Почтовый ящик клиента Адрес имя@адрес сервера Папки почты: Входящие, Исходящие, Отправленные Интернет 42

Протокол POP 3 Post Office Protocol протокол почтового отделения Услуги сети Почтовый сервер Протокол POP 3 Почтовый ящик клиента Адрес имя@адрес сервера Во время сеанса связи: ü устанавливает личность пользователя; ü обеспечивает связь пользователя с его персональным ящиком; ü обеспечивает функцию защиты информации. 43

Протокол SMPT Simple Mail Transfer Protocol простейший протокол передачи почты Во время сеанса связи: ü передает на сервер исходящие письма; ü принимает поступающие. При работе никакого установления личности не требуется. Компьютер пользователя Клиент E-mail (Outlook Express) Протокол SMTP Папки почты: Входящие, Исходящие, Отправленные 44

Историческая справка Передача сообщений электронной почты между компьютерами в ее сегодняшнем виде началась в 1971 году. Рей Томлисон из фирмы Bolt Beranek and Newman стал первым человеком, который послал сообщение с компьютера из одной сети на компьютер, входящий в состав другой сети. Так как Томлисон мог использовать печатный терминал, который не поддерживал строчные буквы, то он решил отделить имя пользователя от имени компьютера символом @ (комбинация клавиш shift-2), показывающим, что этот адрес находится за пределами локальной сети. 45

Электронный адрес Имя пользователя @ почтовый ящик доменное имя сервера почтовый сервер SCH 444 @ mtu-net. RU Заголовок письма Кому (To : ) От кого (From : ) Тема (Subject : ) ------------Текст письма 46

Информационные услуги Интернет Виды услуг Наименование услуг Информационные услуги Электронная почта (E-mail – Electronic mail) Протокол POP SMTP Телеконференции (Usenet) Коммуникационные (средства общения) Интерактивное общение реального времени (IRC – Internet Real Chat) Интернет-телефония (IP-phone) Интерактивное общение (ICQ фонетическая производная от I Seek You - я ищу тебя) Удаленный терминал (Telnet) Информационно-поисковые (средства доступа) Хранение и передача файлов (FTP – File Transfer Protocol) FTP Всемирная паутина (WWW – World Wide Web) HTTP 47

Всемирная паутина (WWW) World Wide Web - всемирная паутина (собрание гипертекстовых и иных документов, доступных по всему миру через сеть Internet) Web-узлы (Web-сайты) С ть е Web-серверы на и П ут а 48

WWW - технология Гипертекст (hypertext) - текст, содержащий ссылки на другие веб-страницы, серверы или ресурсы с возможностями выполнения переходов. Гиперссылка (ссылка, линк, link, hyperlink) - связь между различными Web-страницами в сети Интернет. Связывать страницы между собой с помощью ссылок позволяет язык HTML. Наличие ссылок является основным свойством веб-страниц. Ссылкой может являться не только некоторое слово, текст или часть текста Web-страницы, но и картинка или ее часть. Ссылка – графический объект Ссылка - текст 49

WWW – технология Web-клиент Web-браузер Web-сервер Браузер (броузер, browser) – программа для просмотра Web-страниц на экране HTTP Hyper. Text Transfer Protocol – протокол передачи гипертекста Web-сервер 50

URL - Uniformed Resource Locator (универсальный указатель адресов) Протокол Имя сервера Полное имя файла HTTP: // schools. keldysh. ru /sch 444/MUSEUM/index. htm http: //schools. keldysh. ru/sch 444/MUSEUM/index. htm 51

Информационные услуги Интернет Виды услуг Наименование услуг Информационные услуги Электронная почта (E-mail – Electronic mail) Протокол POP SMTP Телеконференции (Usenet) Коммуникационные (средства общения) Интерактивное общение реального времени (IRC – Internet Real Chat) Интернет-телефония (IP-phone) Интерактивное общение (ICQ фонетическая производная от I Seek You - я ищу тебя) Удаленный терминал (Telnet) Информационно-поисковые (средства доступа) Хранение и передача файлов (FTP – File Transfer Protocol) FTP Всемирная паутина (WWW – World Wide Web) HTTP 52