Компьютерные системы и сети. Обзорная лекция К. т. н. Алёшин А. В.
Литература 2 - Олифер В. Г. , Олифер Н. А. , Компьютерные сети: принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. – 4 -е изд. – СПб. : Питер, 2010 – 944 с. : ил. - Шиндлер, Дебра Литтлджон. , Основы компьютерных сетей. : Пер. с англ. - М. : Издательский дом "Вильямс", 2002. - 656 с. ил. Парал. тит. Англ. - Вишневский В. М. , Теоретические основы проектирования компьютерных сетей. – М: Техносфера, 2003. – 512 с.
Понятие сети Компьютерная система (computer system) – это система, в которой часть функций реализована с использованием средств вычислительной (микропроцессорной) техники. Компьютерная система – это система, объединяющая компьютеры, которые используют общие накопители, периферийное оборудование (принтеры, сканеры, маршрутизаторы). Компьютерная сеть (network) - это совокупность компьютеров, связанных коммуникационной системой и снабженных специальным программным обеспечением, которое обеспечивает передачу данных в соответствии с заданными правилами. Компьютерная сеть включает: • Компьютеры или абонентские устройства на их основе; • Коммуникационное оборудование; • Линии и каналы передачи данных; • Операционные системы; • Сетевые приложения. 3
История сети 4 XX век. Технические сети XXI век. Информационные сети
Пакеты данных. Модель OSI 5
Модель OSI Эталонная модель взаимодействия открытых систем – ВОС (Open System Interconnection, OSI) определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень: 7. Прикладной уровень (Application layer) 6. Уровень представления (Presentation layer) 5. Сеансовый уровень (Session layer) 4. Транспортный уровень (Transport layer) 3. Сетевой уровень (Network layer) 2. Канальный уровень (Data Link layer) 1. Физический уровень (Physical layer) Протокол – набор формализованных правил, определяющих последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах. Интерфейс – набор формализованных правил, определяющих последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, в процессе взаимодействия соседних уровней одного узла. Стек протоколов – иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети. Наиболее распространенный стек протоколов – TCP/IP. 6
Модель OSI Уровень Набор правил (протокол) 7 Аналогия Прикладной Инициация или прием запроса Письмо написано на бумаге. Определено его содержание Представительский Добавление в сообщение форматирующей, отображающей и шифрующей информации Письмо запечатано в конверт. Конверт заполнен. Наклеена марка. Клиентом соблюдены необходимые требования протокола доставки Сеансовый Добавление информации о трафике – с указанием момента отправки пакета Письмо опущено в почтовый ящик. Выбрана служба доставки (письмо можно было бы запечатать в бутылку и бросить в реку, но избрана другая служба) Транспортный Добавление информации для обработки ошибок Письмо доставлено на почтамт. Оно отделено от писем, с доставкой которых местная почтовая служба справилась бы самостоятельно Сетевой Добавление адресов и информации о месте пакета в последовательности передаваемых пакетов После сортировки письмо уложено в мешок. Появилась новая единица доставки - мешок Канальный Добавление информации для проверки ошибок (трейлера пакета) и подготовка данных для передачи по физическому соединению Мешки писем уложены в вагон. Появилась новая единица доставки - вагон Физический Передача пакета как потока битов в соответствии с определенным способом доступа Вагон прицеплен к локомотиву. Появилась новая единица доставки - состав. За доставку взялось другое ведомство, действующее по другим протоколам
Модель OSI 8
Модель OSI 9
Организация сетей ЭВМ 10 Компьютерная сеть - это совокупность компьютеров, связанных коммуникационной системой и снабженных специальным программным обеспечением, которое обеспечивает передачу данных в соответствии с заданными правилами. Цели создания компьютерных сетей: совместное использование дорогостоящих устройств; создание общих баз данных; организация параллельных вычислений; совместное использование каналов связи. Задачи, возникающие в процессе сетевого взаимодействия: 1. Технические коммуникации (реализация, совместимость, разделение). 2. Доставка (адресация, маршрутизация). 3. Взаимодействие с приложением (идентификация). 4. Организация совместного доступа (транзакции, очереди). 5. Независимость от платформы и ОС (форматы). 6. Безопасность (корректность передачи, защита данных).
Организация сетей ЭВМ 11 Организация сети: 1. Постановка задачи. Зачем? Какие программы и средства будут использоваться? 2. Выбор логической структуры. Необходимость сервера. Выбор серверного ПО. Лицензирование ПО. 3. Создание коммуникационной подсистемы. Локальные сети. Соединения ЛВС в городе и межгород. Проектирование и монтаж. Лицензии. 4. Организация телекоммуникационных и информационных узлов. Оборудование узлов. Шкафы. Энергопитание. Грозозащита. 5. План IP-адресов. Имена. Подключение к другим сетям. Шлюзы. Firewall. Использование сетей. - Собственная и коммерческая. - Оказание услуг. Провайдерство. - Лицензирование. Обслуживание сетей. - Модернизация (направленная на ликвидацию узких мест). - Сегментирование. - Отслеживание update и patch для ОС. Вирусы. - Мониторинг состояния и потоков. MRTG, web. - Управление telnet, SNMP, web. Документирование - Схемы соединений. - Схемы маршрутизации. - Карты подключений и настроек - Пользователи и группы.
Организация сетей ЭВМ Хост –устройство (компьютер), подключенное к сети. Сервер – компьютер (хост), предоставляющий свои ресурсы другим компьютерам. Клиент - компьютер (хост), использующий ресурсы, предоставляемые другими компьютерами (серверами). 12
Технические коммуникации (среда передачи) 13
Стандарты сетей 14
Обобщенная задача коммутации 15 Последовательность транзитных узлов (сетевых интерфейсов) на пути от отправителя к получателю называется маршрутом. Определить маршрут — однозначно задать последовательность транзитных узлов и их интерфейсов, через которые надо передавать данные, чтобы доставить их адресату. В самом общем виде задача коммутации — задача соединения конечных узлов через сеть транзитных узлов — может быть представлена в виде нескольких взаимосвязанных частных задач: 1. Определение информационных потоков, для которых требуется прокладывать пути. 2. Определение маршрутов для потоков. 3. Сообщение о найденных маршрутах узлам сети. 4. Продвижение – распознавание потоков и локальная коммутация на каждом транзитном узле. 5. Мультиплексирование и демультиплексирование потоков. Определение информационных потоков Информационным потоком (data flow, data stream) называют последовательность данных, объединенных набором общих признаков, который выделяет эти данные из общего сетевого трафика. Данные могут быть представлены в виде последовательности байтов или объединены в более крупные единицы данных — пакеты, кадры, ячейки. Определить потоки – это значит задать для них набор отличительных признаков, на основании которых коммутаторы смогут направлять потоки по предназначенным для них маршрутам. Определение маршрутов Определение пути, то есть последовательности транзитных узлов и их интерфейсов, через которые надо передавать данные, чтобы доставить их адресату. Критерии выбора маршрута: • номинальная пропускная способность; • загруженность каналов связи; • задержки, вносимые каналами; • количество промежуточных транзитных узлов; • надежность каналов и транзитных узлов
Мультиплексирование и демультиплексирование 16 Задача демультиплексирования (demultiplexing) — разделение суммарного агрегированного потока, поступающего на один интерфейс, на несколько составляющих потоков. Задача мультиплексирования (multiplexing) — образование из нескольких отдельных потоков общего агрегированного потока, который можно передавать по одному физическому каналу связи. Коммутатор, у которого все входящие информационные потоки коммутируются на один выходной интерфейс, где мультиплексируются в один агрегированный поток и направляются в один физический канал, называется мультиплексором (multiplexer, mux). (рис. а) Коммутатор, который имеет один входной интерфейс и несколько выходных, называется демультиплексором. (рис. б)
Сетевое оборудование. Условное обозначение Коммутатор (Switch) Мост (Bridge) Маршутизатор (Router) Конвертер (converter) Концентратор (Hub) Шлюз (gateway) 17
Классификация сетей. Адресация в сетях Классификация сетей: • по масштабу: локальные и глобальные (распределенные), городские… • по архитектуре: Ethernet, Arcnet, SDH, ATM, . . . • по топологии (физическая, логическая) : полносвязная, ячеистая, шина, звезда, кольцо, смешанная. • по проводящей среде: кабельные и безкабельные, коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно, радиосвязь (радиорелейная, сотовая, спутниковая, Wi. Fi), инфракрасная, опто-воздушная, кабельное TV, силовая сеть; • по способу организации и управления: одноранговые, с выделенными серверами; • по типу серверных операционных систем (NW, Windows). Виды адресации: Аппаратный/физический адрес (МАС) – определяет направление передачи на канальном уровне. Сетевой адрес (IP, IPX) – определяет направление передачи на сетевом уровне. Если сетевой протокол оперирует адресами, состоящими из двух частей (адрес сети и адрес хоста), то такой протокол может маршрутизироваться (IP, IPX), т. е. объединять в единое адресное пространство множество сетей канального уровня. Если сетевой протокол оперирует адресами, состоящими из одной части (адрес хоста), то такой протокол не может маршрутизироваться (Net. BEUI), т. е. функционирует только в пределах одной сети канального уровня. Символьное имя (DNS) – определяет удобное для человека именование сетевых устройств и сервисов на прикладном уровне. 18
Примеры проводящих сред 19
Интерфейсы 20 Физический интерфейс (аппаратный порт) –определяется набором электрических характеристик сигналов и технических параметров кабеля, разъемов. Линия связи – участок кабеля с разъемами.
Структурированные кабельные сети (СКС) 21 Для построения сетей Ethernet может применяться следующее оборудование: сетевые адаптеры - выполняют функции порта ввода-вывода; концентраторы (hub) - усиливают и распространяют электрические сигналы (устаревшее); повторители (repeater) - усиливают и передают электрические сигналы (устаревшее); коммутаторы (switch) - передают информационные пакеты между сегментами с сети. При сопряжения с другими сетями могут использоваться мосты (bridge) и Топология маршрутизаторы (router). Архитектура Скорость Мах. Среда передачи Ethernet 10 Base-2 10 Base-5 10 Base-T 10 Мб/с Fast Ethernet 100 Base-FX 100 Base-TX 100 (10) Мб/с Gigabit Ethernet 1000 Base-T 1000 Base-SX 1000 Base-LX Расстояние 1000 Mб/с 180 м (360 м) 500 м 100 м шина звезда “тонкий” коаксиал “толстый” коаксиал витая пара кат. 3 0, 5 – 30 км 100 м звезда ВОЛС (MM, SM) витая пара кат. 5 – 7 100 м 0, 5 км 40 км звезда витая пара кат. 5 - 7 ВОЛС ММ ВОЛС SM
Медиаконвертер – устройство для согласования и интерфейсов. 22
Сетевые адаптеры 23 Сетевые адаптеры Проводные (RJ-45) PCI USB PC-card Безпроводные (Wi-Fi, 3 G) USB PCI
Коммутаторы 25 Коммутаторы неуправляемые (19”’) Настольные управляемые 19” Стек коммутаторов
Маршрутизатор 26 Маршрутизатор DSL маршрутизатор/мост Беспроводная точка доступа
Аналоговые модемы 27
Промышленное оборудование 28
Шкафы 29
Примеры реализации 30
Организация кабельных линий 31
Организация кабельных линий 32
Методы и средства обеспечения безопасности 33 Межсетевые экраны – средства, организующие фильтрацию пакетов на основе их заголовков и/или других критериев. Антивирусные программы, осуществляющие поиск вирусов и подозрений на вирусы в файлах или информационных потоках. Средства обнаружения атак/вторжений – перехватывают весь или часть трафика и осуществляют поиск в нём подозрительных событий. Используются различные методы поиска, чаще всего сигнатурный метод. Иногда средства обнаружения вторжений дополнительно имеют свойства из других категорий. Ловушки – осуществляющие имитацию работы той или иной службы/хоста/сети. Контролирующие и протоколирующие все обращения к ним. Перспективны с точки зрения сбора доказательств злого умысла нападающего, не подвергая при этом реальные системы какой-либо опасности. Virtual Private Net (VPN) – технология подключения клиента к VPN-серверу при помощи специального программного обеспечения поверх общедоступной сети. Демилитаризованные зоны сети – серверы сети, частично изолированные как от интернет, так и от внутренней сети. Принципы организации виртуальных частных сетей (VPN). В установленном канале передачи данных организуется зашифрованный канал, обеспечивающий высокую защиту передаваемой по этому каналу информации за счёт применения специальных алгоритмов кодирования. Технология VPN позволяет нескольким пользователям организовать в одной сетевой инфраструктуре множество изолированных “частных” сетей, с выполнением требований владельца по пропускной способности, безопасности, адресации и т. д. ). Основа VPN - туннель - логический путь данных, через который пересылаются пакеты. Для источника и объекта назначения туннель является прозрачным и выглядит как обычное соединение между хостами. Оконечные точки (в туннеле) не имеют информации о маршрутах, прокси-серверах и иных шлюзах, через которые проходят пакеты, образующие туннель. Способы организации VPN: Customer Provided VPN - Организация VPN силами потребителя. Provider Provisioned VPN - Организация VPN силами поставщика телекоммуникационных услуг.
Организация сетей ЭВМ 36
Безопасность компьютерных систем 37 Конфиденциальная (confidentiality) система обеспечивает уверенность в том, что секретные данные будут доступны только тем пользователям, которым этот доступ разрешен (такие пользователи называются авторизованными). Под доступностью (availability) понимают гарантию того, что авторизованным пользователям всегда будет доступна информация, которая им необходима. И наконец, целостность (integrity) системы подразумевает, что неавторизованные пользователи не могут какимлибо образом модифицировать данные. Физический уровень Канальный уровень Сетевой уровень Факторы безопасности: Обеспечение безопасности: Свойства среды, техническая Сегментация логическая, VLAN Разбиение на ip- подсети реализация Управление MAC- адресами, АRP-таблицы Топология Резервирование каналов Создание виртуальных тоннелей (VPN) – IPsec Сегментация физическая Виртуальные туннели … … Атаки: Прослушивание среды Сбор информации о MAC-адресах Создание помех в среде Подмена MAC-адресов … Создание чрезмерного трафика (flood) Создание ошибочных кадров …
Виртуальные частные сети - VPN 38 В установленном соединении организуется зашифрованный канал, обеспечивающий высокую защиту передаваемой по этому каналу информации за счёт применения специальных алгоритмов кодирования. Технология позволяет нескольким пользователям организовать в одной сетевой инфраструктуре множество изолированных “частных” сетей, с выполнением требований владельца по пропускной способности, безопасности, адресации и т. д. ). Применяется для решения проблемы создания множества изолированных ведомственных сетей на базе одной технической инфраструктуры Альтернатива обособленным корпоративным сетям. Преимущества: – отсутствие значительных капитальных вложений при создании сети; – развитая топология сети (широкий географический охват); – высокая надежность; – легкость масштабирования (подключения новых сетей или пользователей); – оперативность в изменении конфигурации; – возможность интеграции дополнительных сервисных возможностей. Customer Provided VPN - Организация VPN силами потребителя Provider Provisioned VPN - Организация VPN силами поставщика телекоммуникационных услуг. Туннель - логический путь данных, через который пересылаются пакеты. Для источника и объекта назначения туннель является прозрачным и выглядит как обычное соединение между хостами. Оконечные точки (в туннеле) не имеют информации о маршрутах, прокси-серверах и иных шлюзах, через которые проходят пакеты, образующие туннель. Способы организации тоннелей • PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol) • L 2 TP (Layer 2 Tunneling Protocol) • IPsec (IP Security Protocol)
Способы организации тоннелей VPN 39 PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol) – туннельный протокол, разработанный Microsoft совместно с другими компаниями, представляет собой расширение протокола PPP (Point-to-Point Protocol) для создания защищенных виртуальных каналов. Предусматривает создание криптозащищенного туннеля на канальном уровне модели OSI. Для передачи данных используются IP-пакеты, содержащие инкапсулированные PPP-пакеты. Инкапсулированные PPP-пакеты содержат в свою очередь зашифрованные инкапсулированные исходные пакеты (IP, IPX, Net. BEUI). L 2 TP (Layer 2 Tunneling Protocol) – индустриальный стандарт Интернет, туннельный протокол, который обеспечивает инкапсуляцию и пересылку кадров протокола PPP. Протокол L 2 TP шифрует IPтрафик и пересылает через среду. Реализация протокола Microsoft L 2 TP использует IPSec шифрование для защиты потоков данных на всем пути от VPN клиента до VPN сервера. L 2 TP и IPSec обеспечивают более высокую степень защиты данных, чем PPTP, так как использует алгоритм шифрования Triple Data Encryption Standard (3 DES). Соединения по протоколу L 2 TP/IPSec требуют аутентификации, основанной на сертификатах. IPsec (IP Security Protocol) – это служба обеспечивающая аутентификацию, доступ и контроль за надежностью. Работает на уровне сети. IPSec позволяет создавать кодированные туннели VPN или кодировать трафик между двумя узлами. В состав службы входят протоколы: • AH (Autentication Header) – заголовок аутентификации, • ESP (Encapsulating Security Payload) – инкапсуляция зашифрованных данных, • IKE (Internet Key Exchange) – обмен ключами. Для шифрования данных в системе IPsec может быть применен любой симметричный алгоритм шифрования. MPLS – cети MPSL VPN могут строиться как на канальном (L 2 VPN), так и на сетевом (L 3 VPN) уровнях модели взаимодействия OSI. Преимуществами являются хорошая масштабируемость, возможность автоматического конфигурирования, интеграция VPN с другими возможностями MPLS, такими, как управление трафиком и обеспечение качества на основе Qo. S. Регламентируется рекомендациями RFC 2547 bis.
Способы обеспечения безопасности передачи данных. Шифрование (SSL) Шифрование с открытыми ключами Шифрование с закрытыми ключами Цифровая подпись 40
Сетевые операционные системы 41 В сетевых операционных системах для хранения упорядоченной справочной информации клиентах и ресурсах сети используется централизованная база справочной информации - служба каталогов (Directory Services). Примеры реализации службы каталогов – служба NDS компании Novell и служба Active Directory для Windows. Стандарты служб каталогов: OSI X. 500, DAP (Directory Access Protocol), LDAP. Служба каталогов обычно строится на основе модели клиент-сервер: серверы хранят базу справочной информации, клиенты используют эту информацию. Взаимодействие нескольких Windows-систем в сети могут выполняться в рамках рабочей группы (“Workgroup”) или домена. Домен – группа компьютеров, пользователей и ресурсов, образующих область администрирования, т. е. управляемых как одно целое. Основой домена Windows NT является "контроллер домена". Контроллер домена - сервер аутентификации, на котором хранится копия регистрационной базы данных. В сетях Windows для хранения регистрационной информации используется служба каталогов Active Directory содержит информацию о таких объектах, как сетевые учетные записи, группы, серверы и принтеры, а также другую информацию о домене. Active Directory поддерживается в Windows Server 2000, 2003, 2008. AD - база данных LDAP. Имена объектов в каталогах: DN (Distinguished Name, уникальное имя) = DC (компонент домена) + OU (организационный модуль) + CN (общее имя).
Построение мультисервисных корпоративных сетей Современные сети, как правило, строятся с использованием нескольких технологий. В состав больших сетей могут входить сегменты с различной архитектурой, различными серверными системами, различными клиентскими операционными системами. Такие сети называются гетерогенными. Мультисервисная сеть – сеть, которая используется не только для передачи данных, но и для телефонной связи, видеотрансляций и т. д. Мост (bridge) разделяет среду передачи сети на части (логические сегменты), передавая информацию из одного сегмента в другой только в том случае, если такая передача действительно необходима, то есть если адрес компьютера назначения принадлежит другой подсети. Отдельные части сети может соединять шлюз (gateway). Шлюз используют при необходимости объединить сети с разными типами системного и прикладного программного обеспечения. Шлюзы, как правило обладают возможностью фильтрации (прокси-серверы) трафика. 42
Основы управления инфраструктурой и безопасностью 43 Информационная безопасность – защищенность информации и инфраструктуры от случайных или преднамеренных воздействий естественного или искусственного характера, которые могут нанести ущерб владельцам и пользователям. Защита информации – это комплекс мероприятий, направленных на обеспечение информационной безопасности. Защита информации подразумевает обеспечение доступности, целостности и конфиденциальности. • Доступность – это возможность за приемлемое время получить требуемую информационную услугу. • Целостность – обеспечение актуальности и непротиворечивости информации, ее защищенность от разрушения и несанкционированного изменения. • Конфиденциальность – это защита от несанкционированного доступа к информации. Задачи, решаемые в процессе управления ИТ-инфраструктурой: • инвентаризация программно-аппаратных ресурсов; • администрирование рабочих станций; • мониторинг ИТ-инфраструктуры и ИТ-сервисов; • управление конфигурацией сетевой инфраструктуры; • мониторинг производительности и планирование ресурсов; • регистрация и устранение неисправностей в ИТ-инфраструктуре; • управление уровнем качества ИТ-сервисов.
Сеть Интернет 44 Управление сетью Интернет осуществляют несколько международных организаций: • Административную деятельность координирует открытая общественная организация ISOC (Internet Society - Сообщество Интернет). • Разработкой, изменением и введением в действие Интернет-протоколов заведует международное объединение исследователей, разработчиков и производителей сетевых решений IETF (Internet Engineering Task Force; Оперативная группа по разработке стандартов Интернета), являющееся подразделением ISOC. • Все работы, которые касаются адресации в сети Интернет, регулирования адресного пространства осуществляет ICANN (Internet Corporation fot Assigned Names and Numbers Корпорация Интернета по учёту распределённых имён и номеров). • Развитием технологий Всемирной паутины занимается организация W 3 C Консорциум Всемирной паутины (World Wide Web Consortium, W 3 C). • Вопросами стандартизации в сети Интернет (частично) занимается ISO Международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization).
Что такое Интернет? 45 Inter. Net inter – «между» net, network – «сеть» Интернет – это глобальная сеть, объединяющая компьютерные сети. Каналы связи: • электрические кабели • оптоволоконные • спутниковая радиосвязь Провайдер – это фирма, предоставляющая конечным пользователям выход в Интернет через её локальную сеть.
Подключение к Интернету провайдер модем 46 спутниковый или оптоволоконный канал связи с сервером Интернета роутер хаб ADSL-модем выделенная линия телефонная станция разделитель частот (сплиттер) ADSL-модем dial-up модем ADSL
Беспроводное подключение оператор мобильной связи роутер 47 спутниковый или оптоволоконный канал связи с сервером Интернета USB-модем 3 G (3 rd generation) – 3 -е поколение мобильной связи: до 1 Мбит/с (Скай. Линк, Мегафон, МТС, Билайн) 4 G (4 rd generation) – 4 -е поколение до 10 Мбит/с (Yota)
Как возник Интернет? 1958 Создание ARPA (Advanced Research Project Agency) в США. 1960 -е Проект компьютерной сети ARPANet • в сети нет единого центра – живучесть; • при подключении новой сети не требуется ее переделка; • связь между сетями через специальные узлы – шлюзы; • пакетный обмен данными; 1968 Первая сеть нового типа из 4 -х компьютеров. 1972 В сети – 50 университетов и лабораторий. 1974 Разработка протокола обмена данными TCP/IP 1965 1969 1971 1982 1983 Первые службы: Электронная почта (e-mail, electronic mail) – обмен сообщениями Tel. Net – удаленное управление компьютером в режиме командной строки FTP (File Transfer Protocol) – прием и передача файлов Европейская UNIX-сеть (до этого – США, Канада, Англия) Сеть разделена на две части: • Mil. Net – для военных целей США • Internet – общедоступная сеть 1984 Система доменных имен (DNS) (адреса вида www. mail. ru) 1989 В Интернете более 100 000 компьютеров. 48
Как возник Интернет? 1991 49 Разработка WWW (World Wide Web) – Т. Бернес-Ли, обмен информацией в виде гипертекста 1991 Россия подключилась к Интернету. 1994 Первые Интернет-магазины. 2008 В Интернете более 175 млн сайтов. Количество пользователей интернета среди населения планеты на 2010 г. Регион мира Количество пользователей интернета Численность населения ( 2010 сер. ) Проникновение (% от населения) Африка 110, 931, 700 1, 013, 779, 050 10. 9 % Азия 825, 094, 396 3, 834, 792, 852 21. 5 % Европа 475, 069, 448 813, 319, 511 58. 4 % Ср. Восток 63, 240, 946 212, 336, 924 29. 8 % Сев. Америка 266, 224, 500 344, 124, 450 77. 4 % Лат. Америка/Карибы 204, 689, 836 592, 556, 972 34. 5 % Океания/Австралия 21, 263, 990 34, 700, 201 61. 3 % МИР В ЦЕЛОМ 1, 966, 514, 816 6, 845, 609, 960 28. 7 % Россия 59, 700, 000 139, 390, 205 42. 8 %
Возможности Интернета (службы, сервисы) q WWW (World Wide Web) – гипертекстовые документы q Гипертекст – это текст, в котором каждое слово или словосочетание может быть активной ссылкой на другой документ q Гипермедиа – документы с активными ссылками, содержащие текст, рисунки, звук, видео. q Электронная почта (e-mail) q FTP (обмен файлами) q Форумы (группы новостей, конференции, телеконференции) q Подписка на новости q Поисковые системы q Чаты (chat – болтовня) q Личное общение в реальном времени q ICQ (I Seek You) – разговор 1 -1, в группе, обмен файлами q Интернет-телефон q Skype + колонки + микрофон 50
Протоколы Интернета Протокол – это набор соглашений и правил, определяющих порядок обмена информацией в компьютерной сети. Протокол TCP/IP (1974) TCP (Transmission Control Protocol) файл делится на пакеты размером не более 1, 5 Кб пакеты передаются независимо друг от друга в месте назначения пакеты собираются в один файл IP (Internet Protocol) определяет наилучший маршрут движения пакетов 51
Протоколы служб Интернета 52 q HTTP (Hyper. Text Transfer Protocol) – служба WWW q FTP (File Transfer Protocol) – служба FTP q SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – отправка сообщений электронной почты q POP 3 (Post Office Protocol) – прием сообщений электронной почты (требуется пароль) HTTP FTP SMTP POP 3 TCP IP ! Все протоколы служб основаны на TCP/IP!
IP-адреса 53 0. . 255 193. 162. 230. 115 w. x. y. z IP-адрес: номер сети + номер компьютера в сети Класс сети w Номер сети Номер компьютера Число сетей Число компьютеров A 1. . 126 w x. y. z 126 16777214 B 128 -191 w. x y. z 16384 65534 C 192 -223 w. x. y z 2097151 254 Классы D и E используются для служебных целей.
Доменные адреса 54 Домен – это группа компьютеров, объединенных по некоторому признаку. www. qqq. microsoft. ru домен 4 -ого уровня домен 3 -ого уровня домен 2 -ого уровня домен 1 -ого уровня Домены 1 -ого уровня (доменные зоны) Вид организации Страна . com коммерческие организации . ru Россия . edu образование . ua Украина . gov правительство США . by Белоруссия . mil военные ведомства США . uk Великобритания . org, . net разные организации . it Италия . info информационные сайты . jp Япония . biz . cn Китай бизнес
Преобразование адресов DNS (Domain Name System) – система доменных имен: база данных, преобразует доменный адрес в IP-адрес. www. google. com DNS-сервер 1) запрос серверу DNS для получения IP-адреса сайта 193. 124. 85. 210 www. google. com 2) ожидание ответа 3) запрос Web-страницы по полученному IP-адресу 74. 125. 232. 82 55
Домены 1 -го уровня AC AD AE AERO AF AG AI AL AM AN AO AQ AR ARPA AS AT AU AW AX AZ BA BB BD BE BF BG BH BI BIZ BJ n n n n n n n BR BS BT BV BW BY BZ CA CAT CC CD CF CG CH CI CK CL CM CN CO COM COOP CR CU CV CX CY n n n n n n n CZ DE DJ DK DM DO DZ EC EDU EE EG ER ES ET EU FI FJ FK FM FO FR GA GB GD GE GF GG n n n n n n n GH GI GL GM GN GOV GP GQ GR GS GT GU GW GY HK HM HN HR HT HU ID IE IL IM IN INFO INT n n n n n n n IO IQ IR IS IT JE JM JO JOBS JP KE KG KH KI KM KN KR KW KY KZ LA LB LC LI LK LR LS 56 n n n n n n n IT JE JM JO JOB S JP KE KG KH KI KM KN KR KW KY KZ LA LB LC LI LK LR LS LT LU LV LY n n n n n n n MA MC MD MG MH MIL MK ML MM MN MO MO BI MP MQ MR MS MT MU MU SE UM MV MW MX MY MZ NA n n n n n n n NE NET NF NG NI NL NO NP NR NU NZ OM ORG PA PE PF PG PH PK PL PM PN PR PRO PS PT PW n n n n n n n PY QA RE RO RU RW SA SB SC SD SE SG SH SI SJ SK SL SM SN SO SR ST SU SV SY SZ TC n n n n n n n # Version 2007041301, Last Updated Sat Apr 14 08: 07: 00 2007 UTC 266 доменов первого уровня country code TLDs, сокращенно cc. TLDs TD n TEL n TG n TH n TJ n TK n TF n TL n TM n TN n TO n TP n TR n TT TV TW TZ TRAVEL UA UG UK UM US UY UZ VA VC VE VG VI VN VU WF WS YE YT YU ZA ZM ZW
Адрес документа в Интернете 57 URL (Uniform Resource Locator) – универсальный адрес документа в Интернете. http: // www. vasya. ru / images/new/ qq. jpg протокол адрес сайта http: // www. vasya. ru каталог (папка) имя файла главная страница сайта: index. html, index. htm ftp: // files. vasya. ru / pub / download / qq. zip файл на FTP-сервере
Служба WWW 58 WWW (World Wide Web) – служба для обмена информацией в виде гипертекста. Гипертекст – текст, содержащий активные перекрестные ссылки на другие документы. Гипермедиа – документ, который включает текст, рисунки, звуки, видео и содержит активные перекрестные ссылки на другие документы.
Браузеры 59 Браузер (броузер, browser) – программа для просмотра Web-страниц на экране: • Mosaic (1993 -1995), Иллинойский университет • Netscape Navigator (с 1995 по 2002) • Internet Explorer, 37%, в составе Windows • Mozilla Firefox, 47%, http: //www. mozilla. org • Opera, http: //www. opera. com, 2% (Россия – до 30%) • Safari, http: //www. apple. com, 4% • Chrome, http: //www. google. com/chrome, 10%
Служба FTP (файловые архивы) Возможности § скачивание файлов c сервера (download) § загрузка файлов на сервер (upload), в том числе Webсайты Права доступа § login: кодовое имя пользователя § password: пароль ftp: // user : asd @ files. vasya. ru Анонимный вход (в браузерах - автоматически) § login: anonymous § password: любой ftp: // files. vasya. ru Поиск файла на FTP-сервере § dirinfo, readme, index § ftpsearch. com 60
Распространение программ через FTP 61 § freeware – бесплатные программы § registerware – бесплатная регистрация по электронной почте § shareware (try before you buy) – условно-бесплатные программы (ограничения по времени, раздражающие сообщения) § демо-версии – демонстрация возможностей программ (ограничение функций) § бета-версии – предварительные (отладочные) версии коммерческих программ, цель – нахождение ошибок
Электронная почта (e-mail) почтовый сервер www. mail. ru 62 www. yahoo. com SMTP POP 3 @ vasya@mail. ru почтовый ящик почтовый сервер коммерческое «at» «собака» (Россия) «кошечка» (Польша) «роза» (Турция) XVI век: вес 10 кг, объем 15 л 1972 Р. Томлисон john@yahoo. com почтовый ящик почтовый сервер
Сообщение электронной почты Кому (To): От кого (From): Ответить (Reply To): Копия (CC): Скрытая копия (BC): Тема (Subject): Здравствуй, Джон! john@yahoo. com vasya@mail. ru boss@mail. ru john 2@yahoo. com О покупке слона 63 заголовок письма приветствие Нет ли у тебя желаний купить слона? подпись основной текст С уважением, Василий Пупкин, генеральный директор, ООО «Рога и копыта» , Санкт-Петербург, ул. Рогокопытная, 2 тел. +7 (812) 111 -22 -33 факс +7 (812) 111 -22 -34 реквизиты http: //rogakopyta. ru фирмы 63
Почтовые программы § § Outlook Express – в составе Windows Outlook – в составе Microsoft Office The. Bat (http: //www. ritlabs. com) Thunderbird (http: //www. mozilla. org) – бесплатно. Возможности: • создание сообщений, присоединение файлов • прием и отправка сообщений • пересылка сообщений (forward) • автоматическая проверка почты через заданный интервал • адресная книга (список контактов) • сортировка сообщений по папкам ! На многих серверах можно работать с почтой через Web-сайт (Web-интерфейс)! 64
Форумы (телеконференции) Форум (телеконференции, конференция) – дискуссия в форме обмена сообщениями. аватар ник (псевдоним) цитата Ник (англ. nickname) – прозвище, псевдоним. Модератор (администратор) – участник конференции, который имеет право удалять сообщения за: • off-topic (посторонние сообщения, реклама) • оскорбление участников • нецензурную брань 65
Форумы (телеконференции) FAQ (Frequently Asked Questions) Ча. Во (Часто задаваемые вопросы) – список самых частых вопросов новичков и ответы на них. Тред (нить, thread) цепочка связанных сообщений, которая содержит вопрос, ответы на него и комментарии. Топик (topic) – тема обсуждения. Топик-стартер – тот, кто начал тему. Оффтопик (off-topic) – высказывание не по теме. Бан (ban) – лишение права отправлять сообщения. 66
Поисковые системы 67 Индексы – программы-роботы, которые постоянно обследуют Интернет и заполняют базы данных. выдают много ссылок § некоторые ссылки не соответствуют теме § сложно отобрать нужное www. google. com, www. yandex. ru, www. rambler. ru Каталоги – базы данных, которые заполняются вручную людьми-экспертами (гидами). ссылки соответствуют рубрикам каталога меньшее число ссылок www. yahoo. com, www. dmoz. org, list. mail. ru, yaca. yandex. ru Гибридные системы – индекс + каталог.
Общение в реальном времени (online) Чаты (англ. chat – болтовня) обмен текстовыми сообщениями в реальном времени • Web-чаты (на Web-страницах): все равноправны • IRC-чаты (Internet relay Chat, 1988) «разговор» на каналах, есть операторы канала с привилегиями 68
Общение в реальном времени (online) ICQ (англ. I Seek You), «аська» , Интернет-пейджер. Регистрация: www. mirabilis. com, номер 23456789 Возможности: • диалог • обсуждение в группе • обмен файлами Русская версия icq. rambler. ru 69
Интернет-телефон 70 Skype (www. skype. com, www. skype. ru) разговор в реальном времени Skype Бесплатно § § ТЕЛЕФОННАЯ СТАНЦИЯ Звонки Skype – Skype Пересылка сообщений и файлов Групповые и индивидуальные чаты Видеоконференции За плату § Звонки на стационарные и мобильные телефоны § Прием звонков с обычных телефонов в Skype § Отправка и получение голосовых сообщений и SMS
Интернет через мобильный телефон 71 WAP (Wireless Application Protocol) • загрузка игрушек, музыки, погоды • только сайты операторов связи, метеосайты, электронная почта, Интернет-магазины § высокая стоимость (старые технологии) § немного возможностей GPRS (General Packet Radio Service) или EDGE (Enhanced Data for Global Evolution) • • встроенный браузер (Opera Mini – сжатие страниц) поддержка языка Java встроенная программа для e-mail можно использовать вместо модема для компьютера Смартфоны: кроме того • проигрывание музыки, видео • съемка фото и видео • операционная система, офисные программы 71
Этика в Интернете Терпимость: • не подавлять высказывания других • не беспокоить других и не угрожать им Этика доверия: • не распространять высказывания, изображения и мнения других без их согласия • не искажать факты, свои и чужие мнения • не запрашивать и не передавать информацию, созданную путем принуждения • предупреждать, если информация может быть неверно оценена наивным лицом 72
Нетикет (net + etiquette) – правила хорошего тона при общении в Интернете. Электронная почта: • • • тема сообщения, приветствие, подпись не набирать предложения заглавными буквами не посылать большие файлы без договоренности не пересылать исполняемые файлы (*. exe) не использовать нецензурных и жаргонных выражений Форумы: • • прочитать список вопросов и ответов (FAQ, Ча. Во) не отклоняться от темы форума (off-topic – «вне темы» ) не набирать предложения заглавными буквами не оскорблять участников Чаты: • не встревать в чужой разговор • не обижаться, если он ушел 73
Сайтостроительство 74 Гипертекст – система ссылок, позволяющих получать информацию не только в линейной последовательности. HTML (Huper. Text Markup Language), язык разметки гипертекста (v 4. x) XML (e. Xtended Markup Language), расширенный язык разметки XHTML (e. Xtensible Hyper. Text Markup Language), расширяемый язык разметки гипертекста (v 1. 1) Web-страницы: статические, динамические Языки разметки: HTML, XML Языки программирования CGI: Java, PHP, Perl, ASP, C CGI-сценарии CGI (Common Gateway Interface, общий шлюзовой интерфейс) — спецификация, позволяющая Web-серверу выполнять произвольные прикладные программы. В результате работы таких программ (сценариев, или "скриптов") создаются HTML-документы. С помощью CGI-сценариев могут приниматься данные от пользователя, они позволяют организовать диалог на Web-страницах, запросы к базам данных и т. д. Создать CGI-сценарий можно с помощью любого языка программирования. СУБД My. SQL, Interbase (Fire. Bird), Ms. SQL, Oracle
Регистрация доменов, хостинга 75
История сети 76
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации Обобщенная задача коммутации Разделяемая среда передачи данных Схема "общая шина".
