| Глобальная компьютерная сеть Интернет

Урок 31
§3.2. Глобальная компьютерная сеть Интернет. §3.3. Подключение к Интернету

§3.2. Глобальная компьютерная сеть Интернет

Глобальная компьютерная сеть Интернет

Интернет - это сеть сетей. Локальные сети обычно объединяют несколько десятков компьютеров, размещённых в одном здании, однако они не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят региональные сети , объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента). Региональные сети включают серверы, находящиеся на одном континенте (североамериканская, европейская и т. д. сети) или в одной стране (российская, японская и т. д. сети).

Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.), создают собственные, так называемые корпоративные сети . Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещённых в различных странах и городах. Подключение корпоративных сетей (например, банковских) к Интернету осуществляется со строгим соблюдением мер безопасности. Такие меры должны препятствовать несанкционированному доступу к секретной или служебной информации.

Потребности формирования единого мирового информационного пространства привели к созданию глобальной компьютерной сети Интернет. В настоящее время на серверах Интернета хранится громадный объём информации (сотни миллиардов файлов, документов и т. д.). Глобальная сеть Интернет привлекает пользователей своими информационными ресурсами и сервисами (услугами), которыми пользуются люди во всех странах мира.

Надёжность и устойчивость функционирования глобальной компьютерной сети обеспечиваются большим количеством линий связи между различными сегментами сети. Внутри региональных сетей и между региональными сетями информация передаётся по многочисленным оптоволоконным и спутниковым каналам.

Интернет - это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети и включающая серверы, постоянно подключённые к сети.

IP-адрес. Чтобы в процессе обмена информацией компьютеры могли найти друг друга, в Интернете существует единая система адресации, основанная на использовании IP-адреса.

Каждый компьютер, подключённый к Интернету, имеет свой уникальный 32-битовый (в двоичной системе) IP-адрес.

Вспомните, что существует формула (1.1), которая связывает между собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации i , которое несёт полученное сообщение:

IP-адрес несёт количество информации i = 32 бита, тогда общее количество различных IP-адресов N равно:

N = 2 32 = 4 294 967 296.

Для удобства восприятия двоичный 32-битовый IP-адрес можно разбить на четыре части по 8 бит и каждую часть представить в десятичной форме. Десятичный IP-адрес состоит из четырёх чисел в диапазоне от 0 до 255, разделённых точками (например, 81.19.70.3) (табл. 3.1).

Таблица 3.1

IP-адрес в двоичной и десятичной формах

Доменная система имён. Компьютеры легко могут найти друг друга по числовому IP-адресу, однако человеку запомнить числовой адрес нелегко. Для удобства была введена доменная система имён (DNS: Domain Name System).

Доменная система имён ставит в соответствие числовому IP-адресу компьютера уникальное доменное имя .

Доменная система имён имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня - домены второго уровня и т. д. Доменная система имён фактически является базой данных с иерархической структурой, она хранится на иерархии серверов DNS. На верхнем уровне иерархии находится сервер DNS, на котором хранится база данных о доменах верхнего уровня. На следующем уровне иерархии расположены серверы доменов верхнего уровня, на каждом из которых хранится база данных о доменах второго уровня. Затем идут серверы DNS второго уровня и т. д. Каждый домен поддерживается как минимум одним сервером DNS, на котором расположена информация о домене.

Существуют географические и административные домены верхнего уровня.

Географические домены верхнего уровня - двухбуквенные: каждой стране соответствует двухбуквенный код (России принадлежат географические домены ru и рф).

Административные домены позволяют определить профиль организации - владельца домена (сот - коммерческая, net - Интернет, телекоммуникационные сети, edu - образовательная и др.).

Приведём примеры доменов верхнего уровня: aero - авиация, biz - бизнес, coop - кооперация, info - информационные организации, museum - музеи, name - личные, pro - юридические и бухгалтерские организации, org - первоначально: некоммерческие организации, сейчас доступен для регистрации любому желающему.

Домен второго уровня можно зарегистрировать в одном из доменов верхнего уровня. Так, корпорация Microsoft зарегистрировала домен второго уровня microsoft в административном домене верхнего уровня сот, а поисковая система Яндекс - домен второго уровня yandex в географическом домене верхнего уровня ru.

Имена компьютеров, которые являются серверами Интернета, включают полное доменное имя и собственно имя компьютера. Так, основной сервер компании Microsoft имеет имя www. microsoft.com.

Между IP-адресом компьютера и его доменным именем имеется соответствие . Так, сервер поисковой системы Яндекс имеет IP-адрес 213.180.193.3 и соответствующее доменное имя www. yandex.ru.

Каждый компьютер, подключённый к Интернету, имеет IP-адрес, однако он может не иметь доменного имени. Доменные имена имеют серверы Интернета, но их обычно нет у компьютеров, подключающихся к Интернету время от времени.

Доменные имена и IP-адреса распределяются международным координационным центром доменных имен и IP-адресов ICANN (адрес в Интернете www.icann.org) .

В России официальным регистратором доменов второго уровня в доменах верхнего уровня ru и рф (а также su - домен бывшего СССР) и в административных доменах com, net, org, biz и info является RU-CENTER (адрес в Интернете: www.nic.ru).

Протокол передачи данных TCP/IP. Сеть Интернет, являющаяся сетью сетей и объединяющая громадное количество различных локальных, региональных и корпоративных сетей, функционирует и развивается благодаря использованию единого протокола передачи данных TCP/IP. Термин TCP/IP включает название двух протоколов:

Transmission Control Protocol (TCP) - транспортный протокол;
Internet Protocol (IP) - протокол маршрутизации.

Транспортный протокол обеспечивает разбиение файлов на IP-пакеты в процессе передачи и сборку файлов в процессе получения. Если послать большой по информационному объёму файл целиком, то он может надолго «закупорить» канал связи, сделать его недоступным для пересылки других сообщений. Чтобы этого не происходило, на компьютере-отправителе необходимо разбить большой файл на мелкие части, пронумеровать их и транспортировать в отдельных IP-пакетах до компьютера-получателя. А на компьютере-получателе необходимо вновь собрать исходный файл из отдельных частей в правильной последовательности.

Протокол маршрутизации обеспечивает передачу информации между компьютерами сети. IP-пакеты на пути к компьютеру- получателю проходят через многочисленные промежуточные серверы Интернета, на которых производится операция маршрутизации. В результате маршрутизации IP-пакеты направляются от одного сервера Интернета к другому, постепенно приближаясь к компьютеру-получателю.

Маршруты доставки IP-пакетов могут быть совершенно разными, поэтому они могут приходить не в том порядке, в котором их отправили . «География» Интернета существенно отличается от привычного нам пространственного распределения. Скорость получения информации зависит не от удалённости сервера Интернета, а от маршрута прохождения информации, т. е. от количества промежуточных серверов и качества линий связи (их пропускной способности), по которым передаётся информация от сервера к серверу.

Вопросы и задания

1. Почему глобальная компьютерная сеть Интернет продолжает нормально функционировать даже после выхода из строя отдельных серверов и линий связи?

2. Обязательно ли компьютер, подключённый к Интернету, имеет IP-адрес?

3. Как формируется доменная система имён?

4. Как работает транспортный протокол? Протокол маршрутизации?

Следующая страница

Охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров.

ГКС служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети.

Некоторые ГКС построены исключительно для частных организаций, другие являются средством коммуникации корпоративных ЛВС с сетью Интернет или посредством Интернет с удалёнными сетями, входящими в состав корпоративных. Чаще всего ГКС опирается на выделенные линии, на одном конце которых маршрутизатор подключается к ЛВС, а на другом коммутатор связывается с остальными частями ГКС. Основными используемыми протоколами являются TCP/IP , SONET /SDH , MPLS , ATM и Frame Relay . Ранее был широко распространён протокол X.25 , который может по праву считаться прародителем Frame Relay .

Описание

Связывает компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Часто используются уже существующие не очень качественные линии связи. Более низкие, чем в локальных сетях , скорости передачи данных (десятки килобит в секунду) ограничивают набор услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты . Для стойкой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.

Отличие глобальной сети от локальной

Глобальные сети отличаются от локальных тем, что рассчитаны на неограниченное число абонентов и используют, как правило, не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления обменом, у них в принципе не может быть гарантировано скорым.

В глобальных сетях намного более важно не качество связи, а сам факт ее существования. Правда, в настоящий момент уже нельзя провести четкий и однозначный предел между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеют выход в глобальную сеть, но характер переданной информации, принципы организации обмена, режимы доступа к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что приняты в глобальной сети. И хотя все компьютеры локальной сети в данном случае включены также и в глобальную сеть, специфику локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, поделенным пользователями локальной сети.

Крупнейшие ГКС

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Глобальная компьютерная сеть" в других словарях:

защищенная глобальная компьютерная сеть - Криптографический протокол американской фирмы Нетскейп Коммъюникейшнс, предназначенный для защиты информации при ее передаче по глобальной сети Интернет. Тематики защита информации EN … Справочник технического переводчика

У этого термина существуют и другие значения, см. ГВС. Глобальная вычислительная сеть, ГВС (англ. Wide Area Network, WAN) компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя десятки и сотни тысяч компьютеров. В настоящее время… … Википедия

КОМПЬЮТЕРНАЯ СЕТЬ, ряд компьютеров, соединенных в единую систему так, что они могут сообщаться друг с другом. Типичным примером является локальная сеть, объединяющая все компьютеры, находящиеся в одном здании. Такая сеть позволяет сотрудникам… … Научно-технический энциклопедический словарь

Эту страницу предлагается переименовать в Вычислительная сеть. Пояснение причин и обсуждение на странице Википедия:К переименованию/3 декабря 2012. Возможно, её текущее название не соответствует нормам современного русского языка и/или … Википедия

Сеть Интернет - (Internet), глобальная компьютерная сеть, связывающая правит. коммерч., университетские и мн. др. компьютерные сети, а также индивидуальных пользователей. К кон. 1999 г. число пользователей С.И. превысило 200 млн., а объем доступных материалов… … Народы и культуры

Примерное графическое изображение связей между сетями Интернета. Изображены только связи между серверами. Содержание 1 Написание 2 История 3 … Википедия

Файлообменная сеть собирательное название одноранговых компьютерных сетей для совместного использования файлов, основанных на равноправии участвующих в обмене файлами, то есть каждый участник одновременно является и клиентом, и… … Википедия

Запрос «LAN» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Запрос «ЛВС» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Локальная вычислительная сеть (ЛВС, локальная сеть, сленг. локалка; англ. Local Area Network, LAN) … … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Социальная сеть. Социальная сеть интерактивный многопользовательский веб сайт, контент которого наполняется самими участниками сети. Сайт представляет собой автоматизированную социальную… … Википедия

Запрос «P2P» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Одноранговая, децентрализованная или пиринговая (от англ. peer to peer, P2P равный к равному) сеть это оверлейная компьютерная сеть, основанная на равноправии участников. В такой … Википедия

Книги

• Информатика Курс лекций , Федотова Е. , Федотов А. , Курс лекций по информатике включает рассмотрение следующих тем: информатика и информационные технологии (общие положения); устройство ПК; программное обеспечение; ОС Windows; прикладное… Категория:

Глобальная компьютерная сеть Интернет

Состав Интернета

Интернет - сеть сетей. Локальные сети обычно объединяют несколько десятков компьютеров, размещенных в одном здании, однако они не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. В этом случае дистанционный доступ к информации обеспечивают региональные сети , объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).

Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.), создают собственные, так называемые корпоративные сети . Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах.

Потребности формирования единого мирового информационного пространства привели к объединению локальных, региональных и корпоративных сетей в глобальную компьютерную сеть Интернет. В результате в настоящее время (на январь 2005 года) основу Интернета составляют более трехсот миллионов серверов.

Надежность функционирования глобальной сети обеспечивает большое количество каналов передачи информации с высокой пропускной способностью между локальными, региональными и корпоративными сетями. Например, российская региональная компьютерная сеть Рунет (RU) соединяется многочисленными каналами передачи информации с северо-американской (US), европейской (EU) и японской (JP) региональными сетями (рис. 6.5).

Интернет - это глобальная компьютерная сеть, в которой локальные, региональные и корпоративные сети соединены между собой многочисленными каналами передачи информации с высокой пропускной способностью.

Подключение к Интернету. В каждой локальной, региональной или корпоративной сети имеется, по крайней мере, один компьютер (сервер Интернета), который имеет постоянное подключение к Интернету.

Для подключения локальных сетей чаще всего используются оптоволоконные линии связи. Однако в случаях подключения неудобно расположенных или удаленных компьютерных сетей, когда прокладка кабеля затруднена или невозможна, используются беспроводные линии связи. Если передающая и принимающая антенны находятся в пределах прямой видимости, то используются радиоканалы , в противном случае обмен информацией производится через спутниковый канал с использованием специальных антенн (рис. 6.6).

Сотни миллионов компьютеров пользователей могут периодически подключаться к Интернету по коммутируемым телефонным каналам с помощью провайдеров Интернета . Провайдеры Интернета имеют высокоскоростные соединения своих серверов с Интернетом и поэтому могут предоставить Интернет-доступ по телефонным каналам одновременно сотням и тысячам пользователей.

Для соединения компьютера пользователя по телефонному каналу с сервером Интернет-провайдера к обоим компьютерам должны быть подключены модемы. Модемы обеспечивают передачу цифровых компьютерных данных по аналоговым телефонным каналам со скоростью до 56 Кбит/с.

Современные ADSL -технологии позволяют использовать обычные телефонные каналы для высокоскоростного (1 Мбит/с и выше) подключения к Интернету. Важно, что при этом телефонный номер остается свободным.

Обычные и ADSL модемы подключаются к USB-порту компьютера и к разъему телефонной розетки (рис. 6.7).

Рис. 6.7. Обычный и ADSL модемы

Пользователи портативных компьютеров могут подключаться к Интернету с использованием беспроводной технологии Wi-Fi. На вокзалах, в аэропортах и других общественных местах устанавливаются точки доступа беспроводной связи, подключенные к Интернету. В радиусе 100 м портативный компьютер, оснащенный беспроводной связью, автоматически получает доступ в Интернет со скоростью до 11 Мбит/с.

Контрольные вопросы

1. Какие типы компьютерных сетей образуют Интернет?

2. Какие существуют способы подключения к Интернету и каковы их достоинства и недостатки?

Адресация в Интернете

Интернет-адрес. Для того чтобы в процессе обмена информацией компьютеры могли найти друг друга, в Интернете существует единая система адресации, основанная на использовании Интернет-адресов.

Каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет свой уникальный двоичный 32-битовый Интернет-адрес .

Существует формула, которая связывает между собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации I, которое несет полученное сообщение:

Интернет-адрес несет количество информации I = 32 бита, тогда общее количество N различных Интернет-адресов равно:

N = 2 I = 2 32 = 4 294 967 296

Интернет-адрес длиной 32 бита позволяет подключить к Интернету более 4 миллиардов компьютеров.

По новой технологии "Умный дом" к Интернету смогут быть подключены не только компьютеры, но и бытовые приборы (холодильники, стиральные машины и др.) и аудио- и видеотехника, которыми можно будет управлять дистанционно. В этом случае четырех миллиардов Интернет-адресов может оказаться недостаточно и придется перейти на более длинный Интернет-адрес.

Для удобства восприятия двоичный 32-битовый Интернет-адрес можно разбить на четыре части по 8 битов и каждую часть представить в десятичной форме. Десятичный Интернет-адрес состоит из четырех чисел в диапазоне от 0 до 255, разделенных точками (например, 213.171.37.202) (табл. 6.1).

Все серверы Интернета имеют постоянные Интернет-адреса. Однако провайдеры Интернета часто предоставляют пользователям доступ в Интернет не с постоянным, а с временным Интернет-адресом. Интернет-адрес может меняться при каждом подключении к Интернету, но в процессе сеанса остается неизменным и пользователь может его определить.

Доменная система имен. Человеку запомнить числовой адрес нелегко, поэтому для удобства пользователей Интернета была введена доменная система имен, которая ставит в соответствие числовому Интернет-адресу компьютера уникальное доменное имя.

Доменная система имен имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня - домены второго уровня - домены третьего уровня.

Домены верхнего уровня существуют двух типов: географические и административные. Каждой стране мира выделен свой географический домен, обозначаемый двухбуквенным кодом. Например, России принадлежит географический домен ru, в котором российские организации и граждане имеют право зарегистрировать домен второго уровня.

Административные домены обозначаются тремя или более буквами и предназначены для регистрации доменов второго уровня организациями различных типов (табл. 6.2).

Так, компания Microsoft зарегистрировала домен второго уровня Microsoft в административном домене верхнего уровня com , а Московский институт открытого образования - домен второго уровня metodist в географическом домене верхнего уровня ru (рис. 6.8).

Рис. 6.8. Доменная система имен

Доменное имя сервера Интернета состоит из последовательности (справа налево) имен домена верхнего уровня, домена второго уровня и собственно имени компьютера. Так, основной сервер компании Microsoft имеет имя www.microsoft.com, а сервер института имеет имя iit.metodist.ru.

Каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет Интернет-адрес, однако он может не иметь доменного имени. Доменные имена имеют серверы Интернета, но доменного имени обычно не имеют компьютеры, подключающиеся к Интернету по телефонным линиям.

Контрольные вопросы

1. Имеет ли каждый компьютер, подключенный к Интернету, Интернет-адрес? Доменное имя?

2. Как строится доменная система имен?

Задания для самостоятельного выполнения

6.3 Задание с кратким ответом. Двоичный 32-битовый Интернет-адрес компьютера представить в десятичной форме.

6.4 Задание с кратким ответом. Записать доменное имя компьютера, зарегистрированного в домене первого уровня ru, домене второго уровня schools и имеющего собственное имя www.

Маршрутизация и транспортировка данных по компьютерным сетям

Сеть Интернет, являющаяся сетью сетей и объединяющая громадное количество различных локальных, региональных и корпоративных сетей, функционирует и развивается благодаря использованию единого принципа маршрутизации и транспортировки данных.

Маршрутизация данных. Маршрутизация данных обеспечивает передачу информации между компьютерами сети. Рассмотрим принцип маршрутизации данных по аналогии с передачей информации с помощью обычной почты. Для того чтобы письмо дошло по назначению, на конверте указывается адрес получателя (кому письмо) и адрес отправителя (от кого письмо).

Аналогично, передаваемая по сети информация "упаковывается в конверт", на котором "пишутся" Интернет-адреса компьютеров получателя и отправителя, например: "Кому: 198.78.213.185", "От кого: 193.124.5.33". Содержимое конверта на компьютерном языке называется Интернет-пакетом и представляет собой набор байтов.

В процессе пересылки обыкновенных писем они сначала доставляются на ближайшее к отправителю почтовое отделение, а затем передаются по цепочке почтовых отделений на ближайшее к получателю почтовое отделение. На промежуточных почтовых отделениях письма сортируются, т. е. определяется, на какое следующее почтовое отделение необходимо отправить то или иное письмо.

Интернет-пакеты на пути к компьютеру-получателю также проходят через многочисленные промежуточные серверы Интернета, на которых производится операция маршрутизации. В результате маршрутизации Интернет-пакеты направляются от одного сервера Интернета к другому, постепенно приближаясь к компьютеру-получателю.

Маршрутизация Интернет-пакетов обеспечивает доставку информации от компьютера-отправителя к компьютеру-получателю.

Маршруты доставки Интернет-пакетов могут быть совершенно разными, и поэтому первые Интернет-пакеты могут достичь компьютера-получателя в последнюю очередь. Например, в процессе передачи файла от сервера От к серверу Кому маршрут первого Интернет-пакета может быть От-1-2-Кому, второго - От-Кому и третьего - От-3-4-5-Кому (рис. 6.9).

Рис. 6.9. Маршрутизация и транспортировка данных

"География" Интернета существенно отличается от привычной нам географии. Скорость получения информации зависит не от удаленности сервера Интернета, а от маршрута прохождения информации, т. е. количества промежуточных серверов и качества линий связи (их пропускной способности), по которым передается информация от сервера к серверу.

С маршрутом прохождения информации в Интернете можно познакомиться с помощью специальных программ, которые позволяют проследить, через какие серверы и с какой задержкой передается информация с выбранного сервера Интернета на ваш компьютер.

Транспортировка данных. Теперь представим себе, что нам необходимо переслать по почте многостраничную рукопись, а почта бандероли и посылки не принимает. Идея проста: если рукопись не помещается в обычный почтовый конверт, ее надо разобрать на листы и переслать их в нескольких конвертах. При этом листы рукописи необходимо обязательно пронумеровать, чтобы получатель знал, в какой последовательности потом эти листы собрать.

В Интернете часто случается аналогичная ситуация, когда компьютеры обмениваются большими по объему файлами. Если послать такой файл целиком, то он может надолго "закупорить" канал связи, сделать его недоступным для пересылки других сообщений.

Для того чтобы этого не происходило, на компьютере-отправителе необходимо разбить большой файл на мелкие части, пронумеровать их и транспортировать в форме отдельных Интернет-пакетов до компьютера-получателя.

На компьютере-получателе необходимо собрать исходный файл из отдельных частей в правильной последовательности, поэтому файл не может быть собран до тех пор, пока не придут все Интернет-пакеты.

Транспортировка данных производится путем разбиения файлов на Интернет-пакеты на компьютере-отправителе, индивидуальной маршрутизации каждого пакета и сборки файлов из пакетов в первоначальном порядке на компьютере-получателе.

Время транспортировки отдельных Интернет-пакетов между локальным компьютером и сервером Интернета можно определить с помощью специальных программ.

Маршрутизация и транспортировка данных в Интернете производится на основе протокола TCP/IP, который является основным "законом" Интернета. Термин "TCP/IP" включает название двух протоколов передачи данных:
- TCP (Transmission Control Protocol - транспортный протокол);
- IP (Internet Protocol - протокол маршрутизации).

Контрольные вопросы

1. Каким образом производится доставка данных по указанному Интернет-адресу?

2. В каких целях при передаче файлов по компьютерным сетям производится их разбиение на Интернет-пакеты?

Интернет (англ. Internet - между сетей ) - гигантская всемирная компьютерная сеть, объединяющая десятки тысяч сетей всего мира. Её назначение - обеспечить любому желающему постоянный доступ к любой информации. Интернет предлагает практически неограниченные информационные ресурсы, полезные сведения, учёбу, развлечения, возможность общения с компетентными людьми, услуги удалённого доступа, передачи файлов, электронной почты и многое другое. Интернет обеспечивает принципиально новый способ общения людей, не имеющий аналогов в мире.

Благодаря сети стал доступен (бесплатно или за умеренную плату) огромный объём информации. Так, пользователь в любой стране может связаться с людьми, разделяющими его интересы, или получить ценные сведения в электронных библиотеках, даже если они находятся на другом конце света.

Нужная информация окажется в его компьютере за считанные секунды , пройдя путь по длинной цепочке промежуточных компьютеров, по кабелям и по радио, через горы и моря, по дну океана и через спутник.

Интернет финансируется правительствами, научными и образовательными учреждениями, коммерческими структурами и миллионами частных лиц во всех частях света, но никто конкретно не является её владельцем . Управляет сетью "Совет по архитектуре Интернет ", формируемый из приглашённых добровольцев.

Сеть была создана в 1984 году, и сейчас ею пользуются примерно сорок миллионов человек. Интернет всё время изменяется, поскольку имеет много квалифицированных пользователей, которые пишут программы для себя, а затем распространяют их среди желающих. Постоянно появляются новые серверы, а существующие обновляют свой "репертуар". Стремительно растут информационные потоки.

Как можно связаться с Интернет? Самый распространенный и недорогой способ - посредством модема и телефонной линии. При этом используются три типа подключения, отличающиеся друг от друга по объёму услуг и цене:

1. почтовое - позволяет только обмениваться электронной почтой с любым пользователем Интернет, самое дешёвое;
2. сеансное в режиме on-line ("на прямом проводе") - работа в диалоговом режиме - все возможности сети на время сеанса;
3. прямое (личное), самое дорогостоящее - все возможности в любое время.

При работе в сеансном режиме доступ к Интернет обычно покупается у провайдеров (англ. provide - предоставлять, обеспечивать) - фирм, предоставляющих доступ к некоторой части Интернет и поставляющих её пользователям разнообразные услуги.
Как связываются между собой сети в Интернет?
Отдельные участки Интернет представляют собой сети различной архитектуры, которые связываются между собой с помощью маршрутизаторов . Передаваемые данные разбиваются на небольшие порции, называемые пакетами . Каждый пакет перемещается по сети независимо от других пакетов.

Сети в Интернет неограниченно коммутируются (т.е. связываются) друг с другом , потому что все компьютеры, участвующие в передаче данных, используют единый протокол коммуникации TCP/IP (читается "ти-си-пи/ай-пи ").

На самом деле протокол TCP/IP - это два разных протокола, определяющих различные аспекты передачи данных в сети:

• • протокол TCP (Transmission Control Protocol ) - протокол управления передачей данных, использующий автоматическую повторную передачу пакетов, содержащих ошибки; этот протокол отвечает за разбиение передаваемой информации на пакеты и правильное восстановление информации из пакетов получателя;
  • протокол IP (Internet Protocol ) - протокол межсетевого взаимодействия, отвечающий за адресацию и позволяющий пакету на пути к конечному пункту назначения проходить по нескольким сетям.

Схема передачи информации по протоколу TCP/IP такова: протокол ТСР разбивает информацию на пакеты и нумерует все пакеты; далее с помощью протокола IP все пакеты передаются получателю, где с помощью протокола ТСР проверяется, все ли пакеты получены; после получения всех пакетов протокол ТСР располагает их в нужном порядке и собирает в единое целое.

Каким образом пакет находит своего получателя ?

Каждый компьютер, подключенный к сети Интернет имеет два равноценных уникальных адреса: цифровой IP-адрес и символический доменный адрес. Присваивание адресов происходит по следующей схеме: международная организация Сетевой информационный центр выдает группы адресов владельцам локальных сетей, а последние распределяют конкретные адреса по своему усмотрению.

IP-адрес компьютера имеет длину 4 байта. Обычно первый и второй байты определяют адрес сети , третий байт определяет адрес подсети , а четвертый - адрес компьютера в подсети . Для удобства IP-адрес записывают в виде четырех чисел со значениями от 0 до 255, разделенных точками, например: 145.37.5.150. Адрес сети - 145.37; адрес подсети - 5; адрес компьютера в подсети - 150.

Доменный адрес (англ. domain - область), в отличие от цифрового, является символическим и легче запоминается человеком. Пример доменного адреса: barsuk.les.nora.ru . Здесь домен barsuk - имя реального компьютера, обладающего IP-адресом, домен les - имя группы, присвоившей имя этому компьютеру, домен nora - имя более крупной группы, присвоившей имя домену les , и т.д. В процессе передачи данных доменный адрес преобразуются в IP-адрес. Механизм такого преобразования подробно описан в .

Основные сервисы системы Интернет.
World Wide Web (WWW, "Всемирная паутина") - основной инструмент Интернет, её главный информационный сервис.

Гипертекст - информационная структура, позволяющая устанавливать смысловые связи между элементами текста на экране компьютера таким образом, чтобы можно было легко осуществлять переходы от одного элемента к другому. На практике в гипертексте некоторые слова выделяют путем подчёркивания или окрашивания в другой цвет . Выделение слова говорит о наличии связи этого слова с некоторым документом, в котором тема, связанная с выделенным словом, рассматривается более подробно.

Гипермедиа - это то, что получится, если в определении гипертекста заменить слово "текст " на "любые виды информации ": звук, графику, видео. Такие гипермедийные ссылки возможны, поскольку наряду с текстовой информацией можно связывать и любую другую двоичную информацию, например, закодированный звук или графику, Так, если программа отображает карту мира и если пользователь выбирает на этой карте с помощью мыши какой-либо континент, программа может тут же дать о нём графическую, звуковую и текстовую информацию.

Система WWW построена на специальном протоколе передачи данных, который называется протоколом передачи гипертекста HTTP (читается "эйч-ти-ти-пи ", HyperText Transfer Protocol ).

Всё содержимое системы WWW состоит из WWW-страниц , называемых сайтами (англ. site - участок).

WWW-cтраницы (cайты) - гипермедийные документы системы World Wide Web . Создаются с помощью языка разметки гипертекста HTML (Hypertext markup language ).

Язык HTML позволяет добавлять к текстовым документам специальные командные фрагменты - тэги (англ. tag - "этикетка, ярлык") таким образом, что становится возможным связывать с этими документами другие тексты, графику, звук и видео, задавать заголовки различных уровней, разделять текст на абзацы, строить таблицы и т.д. Например, заголовок документа может иметь такой вид:

Одну WWW-страницу на самом деле обычно составляет набор гипермедийных документов, расположенных на одном сервере, переплетённых взаимными ссылками и связанных по смыслу (например, содержащих информацию об одном учебном заведении или об одном музее). Каждый документ страницы, в свою очередь, может содержать несколько экранных страниц текста и иллюстраций. Каждая WWW -страница имеет свой "титульный лист" (англ. "homepage ") - гипермедийный документ, содержащий ссылки на главные составные части страницы. Адреса "титульных листов" распространяются в Интернет в качестве адресов страниц.

При работе с системой WWW пользователи имеют дело с программами-клиентами системы, называемыми браузерами .

Существуют сотни программ-браузеров. Самые популярные браузеры: Netscape Navigator и Microsoft Explorer .

Браузеры WWW умеют взаимодействовать с любыми типами серверов, используя при этом их собственные протоколы. Информацию, полученную от любого сервера, браузер WWW выводит на экран в стандартной, удобной для восприятия форме. При этом переключения с одного протокола на другой для пользователя часто остаются незамеченными.

Программа удалённого доступа Telnet . Позволяет входить в другую вычислительную систему, работающую в Интернет, с помощью протокола TELNET . Эта программа состоит из двух компонент: программы-клиента , которая выполняется на компьютере-клиенте , и программы-сервера , которая выполняется на компьютере-сервере .

Функции программы-клиента :

• • установление соединения с сервером;
  • приём от абонента входных данных, преобразование их к стандартному формату и отсылка серверу;
  • приём от сервера результатов запроса в стандартном формате и переформатирование их в вид, удобный клиенту.

Функции программы-сервера

• • ожидание запроса в стандартной форме;
  • обслуживание этого запроса;
  • отсылка результатов программе-клиенту.

Telnet - простое и поэтому универсальное средство связи в Интернет.

Программа пересылки файлов Ftp . Перемещает копии файлов с одного узла Интернет на другой в соответствии с протоколом FTP (File Transfer Protocol - "протокол передачи файлов"). При этом не имеет значения, где эти узлы расположены и как соединены между собой.

Компьютеры, на которых есть файлы для общего пользования, называются FTP-серверами. В Интернет имеется более 10 Терабайт бесплатных файлов и программ.

Электронная почта (Electronic mail , англ. mail - почта, сокр. E-mail , читается "и-мэйл"). Служит для передачи текстовых сообщений в пределах Интернет, а также между другими сетями электронной почты . К тексту письма современные почтовые программы позволяют прикреплять звуковые и графические файлы, а также двоичные файлы - программы.

При использовании электронной почты каждому абоненту присваивается уникальный почтовый адрес, формат которого имеет вид: <имя пользователя> @ < имя почтового сервера> . Например: [email protected] , где earth - имя пользователя, space.com - имя компьютера, @ - разделительный символ "эт коммерческое".

Сообщения, поступающие по E-Mail , хранятся в специальном "почтовом " компьютере в выделенной для получателя области дисковой памяти (его "почтовом ящике "), откуда он может их выгрузить и прочитать с помощью специальной программы-клиента.

Для отсылки сообщения нужно знать электронный адрес абонента . При качественной связи электронное письмо доходит в любую точку мира в течение нескольких минут.

Пользователи электронной почты стремятся придерживаться правил сетевого этикета (нэтикета ), а для выражения эмоций используют схематические изображения человеческого лица, так называемые смайлики (англ. smiley , "улыбочка"), некоторые из которых приведены ниже.

Cистема телеконференций Usenet (от Users Network ). Эта система организует коллективные обсуждения по различным направлениям, называемые телеконференциями . В каждой телеконференции проводится ряд дискуссий по конкретным темам.

Сегодня Usenet имеет более десяти тысяч дискуссионных групп (NewsGroups ) или телеконференций, каждая из которых посвящена определённой теме и является средством обмена мнениями. Телеконференции разбиты на несколько групп:

• • news - вопросы, касающиеся системы телеконференций;
  • comp - компьютеры и программное обеспечение;
  • rec - развлечения, хобби и искусства;
  • sci - научно-исследовательская деятельность и приложения;
  • soc - социальные вопросы;
  • talk - дебаты по различным спорным вопросам;
  • misc - всё остальное.

Внутри этих категорий существует иерархия . Так, например, rec.music.beatles - это дискуссия о творчестве Битлз, входящая в подгруппу "музыка" группы дискуссий по искусству.

Существует большой выбор программ чтения телеконференций , которые формируют материал дискуссий в упорядоченном виде и предоставляют в распоряжение корреспондентов.

Аналог телеконференций в других сетях - "электронная доска объявлений " (Bulletin Board System , BBS ).

Системы информационного поиска сети Интернет

В Интернет представлена информация на любые темы, которые только можно себе представить. Но найти в ней нужную информацию не так-то легко из-за того, что сеть по своей природе не имеет чёткой структуры. Поэтому для ориентировки в Интернет и быстрого получения свежей справочной информации разработаны системы поиска информации.

Все системы поиска информации Интернет располагаются на специально выделенных компьютерах с мощными каналами связи. Ежеминутно они бесплатно обслуживают огромное количество клиентов.

Поисковые системы можно разбить на два типа:

• • предметные каталоги , формируемые людьми-редакторами;
  • автоматические индексы , формируемые специальными компьютерными программами, без участия людей.

Системы, основанные на предметных каталогах . Используют базы данных, формируемые специалистами-редакторами, которые отбирают информацию, устанавливают связи для баз данных, организуют и снабжают данные в разных поисковых категориях перекрёстными ссылками. Кампании, владеющие предметными каталогами, непрерывно исследуют, описывают и каталогизируют содержимое WWW-cерверов и других сетевых ресурсов, разбросанных по всему миру . В результате этой работы клиенты Интернет имеют постоянно обновляющиеся иерархические (древовидные) каталоги, на верхнем уровне которых собраны самые общие категории, такие как "бизнес ", "наука ", "искусство " и т.п., а элементы самого нижнего уровня представляют собой ссылки на отдельные WWW -страницы и серверы вместе с кратким описанием их содержимого.

Пример . Если нужно выяснить, какая в мире имеется информация о пище динозавров , достаточно спуститься по иерархии:

Науки ==> Млекопитающие ==> Палеонтология ==> Динозавры ==> Пища.
Каталоги, составленные людьми, более осмыслены , чем автоматические индексы. Их очень мало, так как их создание и поддержка требуют огромных затрат . Для примера рассмотрим самый популярный предметный каталог , который обладает одной из крупнейших баз данных. Имеет информационные базы для детей и подростков. Поддерживает два основных метода работы с каталогом - поиск по ключевым словам и поиск по иерархическому дереву разделов . Не принимает запросов на естественном языке.

Автоматические индексы. Переоценить их трудно. Поиск по ключевым словам в одной базе данных, занимающий в худшем случае несколько секунд, принесёт те же результаты, что и обшаривание всех WWW -страниц во всей сети Интернет.

Автоматический индекс состоит из трёх частей:

• • программы-робота ;
  • базы данных , собираемой этим роботом;
  • интерфейса для поиска в этой базе, с которым и работает пользователь.

Все эти компоненты функционируют без вмешательства человека .

К автоматическим индексам следует прибегать только тогда, когда ключевые слова точно известны, например, фамилия человека или несколько специфических терминов из соответствующей области. Индексы получают информацию из каждого отдельного узла, регистрируют и индексируют её и добавляют к своим базам данных.

Среди известных индексов выделяется: AltaVista - одна из самых мощных полностью автоматических поисковых систем. Обладает полнотекстовой базой данных. Выдаёт наибольшее количество ссылок. Проиндексировано 30 млн. страниц с 300 тысяч серверов и 4 млн. статей из телеконференций Usenet. За один день AltaVista обслуживает около 20 млн. запросов.

В Интернет один и тот же узел сети может одновременно работать по нескольким протоколам. Поэтому крупные узлы сети сейчас обладают полным набором серверов, и к ним можно обращаться почти по любому из существующих протоколов.

Лекция 15. Глобальная компьютерная сеть Internet

Лекция 15. Глобальная компьютерная сеть Internet

Глобальная компьютерная сеть объединяет компьютеры, удалённые друг от друга на большое расстояние и которые могут быть расположены в различных городах, государствах и континентах. Обмен информацией между компьютерами в такой сети может осуществляться при помощи телефонных линий связи, выделенных каналов связи, в том числе оптоволоконных, систем радиосвязи и спутниковой связи.

Структура глобальной сети

В общем случае глобальнаясеть включает подсеть связи, к которой подключены компьютеры и терминалы (только ввод и отображение данных). В состав глобальной сети могут входить как компоненты локальные и региональные сети (рис.1). Объединение глобальных, региональных и локальных вычислительных сетей позволяет создавать многосетевые иерархии. Они обеспечивают мощные, экономически целесообразные средства обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. Именно такая структура принята в наиболее известной и популярной сейчас всемирной суперглобальной информационной сети Интернет (Internet) 1 .Подсеть связи состоит из каналов передачи данных и коммуникационных узлов.

Рис. 1. Структура глобальной сети

Компьютеры, за которыми работают пользователи-клиенты, называются рабочими станциями . Компьютеры, являющиеся источниками ресурсов сети, предоставляемых пользователям, называются серверами . Рабочие станции пользователей подключаются к глобальным сетям чаще всего через поставщиков услуг доступа к сети - провайдеров .

Коммуникационные узлы подсети связи предназначены для быстрой передачи информации по сети, для выбора оптимального маршрута передачи информации, для коммутации пакетов передаваемой информации. Коммуникационный узел - это либо некоторое аппаратное устройство, либо компьютер, выполняющий заданные функции с помощью соответствующего программного обеспечения. Эти узлы обеспечивают эффективность функционирования сети связи в целом. Рассмотренная структура сети называется узловой и используется, прежде всего, в глобальных сетях.

1. Глобальная сеть Internet

Около 20 лет назад Министерство Обороны США создало сеть, которая явилась прародителем Internet, - она называлась ARPAnet . ARPAnet была экспериментальной сетью; она создавалась для поддержки научных исследований в военно-промышленной сфере, в частности, для исследования методов построения сетей, устойчивых к частичным повреждениям, получаемым, например, при бомбардировке авиацией и способных в таких условиях продолжать нормальное функционирование. Это требование дает ключ к пониманию принципов построения и структуры Internet. В модели ARPAnet всегда была связь между компьютером-источником и компьютером-приемником (станцией назначения). При этом предполагалась, что любая часть сети может исчезнуть в любой момент.

В настоящее время Internet не просто сеть - это сеть сетей. Сейчас она состоит из более чем 12 тысяч объединенных между собой сетей.

Административное устройство Internet

Internet – организация с полностью добровольным участием. Управляется она чем-то наподобие совета старейшин, однако, у Internet нет президента. Высшая власть, где бы Internet ни была, остается за ISOC (Internet Society). ISOC – общество с добровольным членством. Его цель – способствовать глобальному обмену информацией через Internet. Оно назначает совет старейшин, который отвечает за техническую политику, поддержку и управление Internet.

Совет старейшин представляет собой группу приглашенных добровольцев, называемую IAB (Совет по архитектуре Internet.). IAB регулярно собирается, чтобы утвердить стандарты и распределить ресурсы, такие, например, как адреса.

Интересно заметить, что не существует такой организации, которая собирает плату со всех сетей Internet или пользователей. Вместо этого каждый платит за свою часть. NSF платит за содержание NSFNET . NASA платит за Научную Сеть NASA (NASA Science Internet ). Представители сетей собираются вместе и решают, как им соединяться друг с другом и содержать эти взаимосвязи. Университет или корпорация платит за ее подключение к некоторой региональной сети, которая в свою очередь платит за свой доступ сетевому владельцу государственного масштаба.

То, что Internet не сеть, а собрание сетей, мало сказывается на конкретном пользователе. Для того чтобы сделать что-нибудь полезное (запустить программу или добраться до хранящихся в сети данных), пользователю не надо заботиться о том, как эти составляющие сети содержатся, как они взаимодействуют и поддерживают межсетевые связи.

1. Структура Internet

На примере всемирной глобальной сети Internet рассмотрим структуру глобальной сети. Сеть Internet представляет собой совокупность взаимосвязанных коммуникационных центров, к которым подключаются региональные поставщики сетевых услуг и через которые осуществляется их взаимодействие, т.е. Internet имеет типичную для глобальных сетей структуру (рис. 1).

До 1995 года сеть Internet контролировалась National Science Foundation (NSF), которая создала три мощных коммуникационных центра: в Нью-Йорке, Чикаго и Сан-Франциско. Затем были созданы центры на Восточном и Западном побережье и много других федеральных и коммерческих коммуникационных центров. Между этими центрами устанавливаются договорные отношения о передаче информации и поддержании высокоскоростной связи. Совокупность коммуникационных центров образует подсеть связи, поддерживаемую рядом мощных компаний.

С точки зрения пользователя в Internet выделяются поставщики услуг, поддерживающие информацию на серверах, и потребители этих услуг - клиенты. Взаимодействие поставщиков с потребителями осуществляется через коммуникационную систему с множеством узлов (рис. 2).

Рис.2. Логическая схема глобальной сети Internet

Принципы работы глобальной сети

Работа Internet возможна потому, что разработаны стандартные способы общения между компьютерами и прикладными программами. Это позволяет компьютерам разного типа связываться между собой без особых проблем. IAB ответственен за стандарты; он решает, когда стандарт необходим и каким ему следует быть. Когда требуется стандарт, совет рассматривает проблему, принимает стандарт и по сети оповещает о нем мир. IAB также следит за различными номерами (и другими вещами), которые должны оставаться уникальными. Например, каждый компьютер в Internet имеет свой уникальный 32-разрядный двоичный адрес. Как присваивается этот адрес? IAB заботится о такого рода проблемах. Он не присваивает адресов самолично, но разрабатывает правила, как эти адреса присваивать. Адрес присваивает конкретный провайдер, обеспечивающий подключение компьютера к сети.

Рассмотрим в самых общих чертах принципы работы глобальной сети с коммутацией пакетов, использующей протокол TCP/IP. Этот протокол лежит в основе как сети Internet, так и многих других. Знание основ построения сети позволяет понять смысл многих действий, которые придется выполнять пользователю для получения доступа к многочисленным и разнообразным ресурсам сети.