Интернет это объединение компьютерных сетей связанных между собой и использующих единый протокол

Обновлено: 19.05.2024

Презентация на тему: " Компьютерные сети и сеть Интернет. Компютерные сети Группа компьютеров, соединенных между собой для обмена информацией, называется компьютерной сетью." — Транскрипт:

1 Компьютерные сети и сеть Интернет

2 Компютерные сети Группа компьютеров, соединенных между собой для обмена информацией, называется компьютерной сетью. Такое объединение позволяет совместно использовать ресурсы. Самая простая сеть: точка-точка – прямое соединение двух компьютеров между собой.

3 Компьютерные сети Для упрощения задачи передачи информации между системами ее разделяют на несколько независимых модулей, которые называются уровнями Наиболее часто используют 7-уровневую систему (разработанную ISO) и 4- уровневую (на основе которой построена сеть Интернет)

4 4-уровневая схема Уровень Функция Прикладной Подготовка информации к передаче Транспортный Способ доставки информации и связь приложений Сетевой Адресация и маршрутизация Канальный Сетевые аппаратные средства и драйверы устройств

5 Схема передачи данных Уровень 1 Уровень 2 Уровень 3 Уровень 4 сигнал - заголовок - данные

6 Схема приема данных Уровень 1 Уровень 2 Уровень 3 Уровень 4 сигнал - заголовок - данные

7 Термины На каждом уровне к данным добавляется служебная информация, содержание которой зависит от предназначения уровня (например адрес получателя, идентификатор программы которая отправила данные и т.п.). Эта информация размещается в заголовке Данные + Заголовок = Сетевой пакет

8 Термины Протокол это набор правил, используемый сетевыми устройствами (или программами) для обмена данными. Стек протоколов это набор протоколов разных уровней, достаточный для организации взаимодействия систем.

10 4-уровневая схема (пример) Написание электронного письма Добавление информации о программе – источнике информации и программе - получателе Добавление адресов получателя и отправителя Превращение двоичных данных в электромагнитный сигнал и его передача Операционная система Программа - клиент Сетевой адаптер или модем

11 Локальные (LAN) От нескольких до нескольких десятков (сотен) компьютеров расположенных в пределах одного здания и работающих по единым протоколам канального уровня Скорость передачи порядка Мbit/с Корпоративные Несколько локальных сетей, связанных между собой Неоднородность скорости передачи Использование различных канальных протоколов Глобальные Объединение локальных и корпоративных сетей Большая неоднородность скорости передачи на разных участках сети Использование большого количества технологий канального уровня Компьютерные сети Типы сетей

12 Различаются: По архитектуре – одноранговые и с выделенным сервером По топологии – шина кольцо звезда Топология шина Топология кольцо Топология звезда Локальные вычислительные сети

13 В качестве протокола канального уровня в локальных сетях наибольшее распространение получил протокол Ethernet Ethernet состоит из нескольких спецификаций, которые различаются по типу используемого физического носителя, и, как следствие, по топологии, скорости передачи и т.п. Локальные вычислительные сети

16 Коаксиальный кабель (скорость: 10Мbit/c; топология: ШИНА) Физические носители - низкая стоимость затрат - простота развертывания ограниченное количество станций на сегменте - невысокая надежность

18 Витая пара (скорость: Mbit/с; топология: ЗВЕЗДА) Физические носители + - высокая надежность - хорошая масштабируемость - высокая скорость - - более высокая стоимость (коаксиальный кабель) - более сложная установка - использование дополнительных устройств - менее защищена от ЭМ-помех

21 Коммутационные устройства концентратор – простое устройство обеспечивающие физическую связь. Примерная стоимость от десятков до сотен долларов. коммутатор – более интеллектуальное устройство, обеспечивающее связь на канальном уровне. Используется обычно в больших ЛВС. Стоимость от нескольких сотен до нескольких тысяч долларов.

22 Протоколы верхних уровней ЛВС В случае одноранговых сетей зависят от используемой операционной системы Могут использовать в качестве сетевого протокола как протокол сети Интернет – IP так и свои собственные (IPX) Ориентированы на высокую скорость передачи данных

23 Сеть Microsoft Один из примеров простой ЛВС, для ее построения не требуется дополнительного ПО Предоставляет как простые сервисы: доступ к папкам и файлам по сети, использование принтера, так и специфические: проведение видеоконференций, и т.п., которые требуют дополнительных программ

24 Протоколы сети Microsoft Совместное использование файлов, NetMeeting, и т.п. NetBIOS Network Basic Input/Output System NetBeui Network Basic Input/Output System Протоколы канального уровня

26 Создание и развитие сети Интернет Предыстория Период военных исследований Период научных исследований Коммерциализация Сети

28 Сеть Интернет: предистория 1964 г г. – Леонард Клеинрок разработал и опубликовал теорию о коммутации пакетов для передачи данных Коммутация пакетов. Необходимые для передачи данные разбиваются на части. К каждой части присоединяется заголовок, содержащий полную информацию о доставке пакета по назначению. Коммутация каналов. На время передачи информации пара компьютеров соединяются "один-с- одним". В период соединения происходит передача всего объема информации

29 Сеть Интернет: военный период 1968 г г. – проект по созданию сети ARPANet. Цели проекта: Объединение исследовательских учреждений. Проведение экспериментов в области компьютерных коммуникаций. Изучение способов поддержания связи в условиях ядерного нападения. Разработка концепции децентрализованного (распределенного) управления военными и гражданскими объектами в период ведения войн.

30 Сеть Интернет: военный период Для проверки работоспособности принципа коммутации пакетов впервые в мире были соединены два компьютера с помощью телефонной линии

31 Сеть Интернет: военный период 1969 г г. – подключением в одну компьютерную сеть четырех исследовательских центров: University of California Los Angeles (UCLA). Stanfosd Research Institute (SRI). University of California at Santa Barbara (UCSB). University of Utah.

32 Сеть Интернет: военный период 1974 г г. – Научная группа, созданная DARPA и руководимая Винтоном Серфом разработала универсальный протокол передачи данных и объединения сетей Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) - сердце Internet. Протокол - набор правил, определяющий принципы обмена данными между различными компьютерными программами.

34 Сеть Интернет: научный период NSFNET Для объединения имеющихся 6 крупных компьютерных центров и поддержания глобального академического и исследовательского сообществ в 1985 году NSF начал разработку программы построения межрегиональной сети NSFNET 1986 год. Шесть компьютерных центров объединены в NSFNET, со cкоростью каналов передачи данных до 56 Кб/с год. NSFNET переведена на каналы T-1 со скоростью 1.5 мегабита в секунду (Мб/c). Количество присоединенных узлов возросло до год. ARPANET полностью замещена NSFNET.

36 Сеть Интернет: наша эра World Wide Web 1989 г. - в Европейской лаборатории физики элементарных частиц Тим Бернерс-Ли разработал технологию гипертекстовых документов - World Wide Web, позволяющей пользователям иметь доступ к любой информации, находящейся в сети Internet на компьютерах по всему миру К 1995 году темпы роста сети Internet показали, что регулирование вопросов подключения и финансирования не может находится в руках одного NSF. В 1995 году произошла передача региональным сетям оплаты за подсоединение многочисленных частных сетей к национальной магистрали.

37 Развитие сети Интернет

38 Развитие Интернет в России 1989 год. началом Интернета в России нужно считать тот день, когда Дима Володин с кафедры ИПК Минавтопрома созвонился с администратором узла и зарегистрировал кафедру на компьютере Хельсинского университета. На кафедре был ОДИН телефон и они по МЕЖДУНАРОДНОМУ трафику соединялись с Хельсинским хостом. Далее все, кто принимал в этом участие объединились в программистский кооператив Демос. Первыми узлами сети были: – Кооператив Демос – Институт атомной энергетики им. Курчатова – Институт Точной Механики и ВТ и его филиал в Новосибирске – Ленинградский институт информатики и автоматики – Центр Научно-Технического Сотрудничества

39 Развитие Инернет в России (1994)

40 Интернет на Алтае Подготовительная работа в этом направлении началась в 1990-м году и стала возможной благодаря принятой в этом же году программе "Развития Алтайского края". Идея общего информационного пространства, заложенная в программе, была подхвачена барнаульской фирмой "Алтайгриф" и московским кооперативом "Демос" при участии института им. Курчатова. "Привет из Москвы", "Привет из Барнаула" - эти слова, переданные по электронной почте 18 марта 1991 года с немыслимо низкой по сегодняшним меркам скоростью в 2,4 Кбит/сек

43 Взаимодействие протоколов сети Интернет драйверы устройств IPICMP TCPUDP tracerouteWWW, FTP, talkNFS, DNS канальный уровень транспортный уровень сетевой уровень прикладной уровень

44 Протокол IP Предназначен для передачи данных между сетями (IP – Internet Protocol – межсетевой протокол) Обеспечивает адресацию в Интернет

45 Строение IP-пакета Адрес, обр.адрес, N, время жизни Данные Некоторые свойства IP-пакетов размер – 1-1,5 кбайта, (м.б. больше и меньше) время жизни – целое число путь пакета определяется на узлах – маршрутизаторах пакеты могут теряться Протокол IP

46 Каждый компьютер в интернет обладает уникальным адресом, называемым так же IP-адрес, который состоит из четырех частей, разделяемых точками. Каждая часть - число от 0 до 255. Обычно первая часть адреса - числа от 1 до 223: x. x. x. x Примеры IP-адресов: IP-адрес присваивается компьютеру путем изменения настроек его операционной системы. Компьютер с присвоенным ему адресом называется также хост (от англ. HOST )

47 цифровой адрес, содержит 32 бита, состоит из 2 частей: адреса сети и адреса хоста Адресация в интернет IP адрес: Примеры: Двоичный код: =

48 Пример: (первый байт – адрес сети, остальные – адреса хостов в этой сети) Первый байт принимает значения от 1 до 126 Количество адресов в одной сети Основные классы IP сетей Класс А: Класс B: Пример: (первые 2 байта – адрес сети, остальные – адреса хостов в этой сети) Первый байт принимает значения от 128 до 191 Количество адресов в одной сети Класс C: Пример: (первые 3 байта – адрес сети, остальные – адреса хостов в этой сети) Первый байт принимает значения от 192 до 223 Количество адресов в одной сети - 256

49 Пример: сеть класса C наименьший адрес – – адрес сети наибольший адрес – – широковещательный адрес (broadcast) адреса для хостов – Основные классы IP сетей количество адресов для хостов = общее количество - 2

50 Маски сетей и подсетей Для определения того, какая часть адреса обозначает сеть, а какая – хост используются маски Маска – четырехбайтное двоичное число, в котором биты, определяющие адрес сети равны 1, а биты определяющие адрес хостов – 0 Пример: маска для сети класса С Маска обычно записывается в десятичном формате как и IP адрес:

51 Деление сетей на подсети Сети можно разделять на части, называемые подсетями Количество адресов в подсети кратно степеням 2 Количество адресов в подсети задается ее маской Пример: подсеть с маской количество адресов: 128 (7 бит под адреса) широковещательный адрес: адрес следующей подсети:

52 Специальные адреса – закольцованный интерфейс (loopback). Предназначен для отладки сетевых программ без передачи данных в сеть , – сети, не используемые реально в Интернет, предназначены для построения локальных сетей на основе TCP/IP без подключения к внешним IP-сетям

53 Для проверки работоспособности компьютера в сети можно использовать утилиту ping. Она посылает компьютеру с указанным адресом небольшой пакет, который затем его возвращает. Таким образом можно судить о наличии связи между двумя хостами. синтаксис команды: ping ip-адрес компьютера примеры:ping ping пример использования ping:

54 Схема сети Интернет

55 Шлюзы (Маршрутизаторы) Шлюзы или Маршрутизаторы – компьютеры, основным предназначением которых является поиск наилучшего пути от одной сети до другой и продвижение пакетов по найденному пути Маршрутная таблица – таблица вида c помощью которой делается выбор шлюза для дальнейшей передачи пакета Маршрут по умолчанию – адрес шлюза на который будут направляться пакеты к сетям, не указанным в маршрутной таблице. Адрес маршрута по умолчанию ( )

57 Выводы Для функционирования компьютера (хоста) в IP сети необходимо присвоить ему IP адрес и указать маску сети или подсети. Для передачи пакетов в другую сеть хосту необходимо знать адрес маршрутизатора через который будет осуществляться передача (маршрут по умолчанию)

58 IP-адрес компьютера для человека неинформативен, т.е он не несет в себе информацию о самом компьютере, его назначении и т.д. Для решения этой проблемы компьютерам присваиваются имена. База данных, в которой хранится соответствие имен компьютеров и их адресов называется доменная система имен (DNS - domain name system). В DNS имя компьютера состоит из частей, называемых доменами. примеры имен компьютеров в DNS: admin.obozrenie.ua

60 Домены верхнего уровня 3 символа 2 символановые COM – коммерция EDU – образование GOV – государство MIL – военные ORG – некоммерческие NET – сетевые RU – Россия FI – Финляндия JP – Япония UK – Англия UA – Украина … INFO MUSEUM BIZ

62 Компьютеры осуществляющие преобразование имен компьютеров в адреса и наоборот, называются DNS-серверами. При посылке данных компьютеру с указанием его адреса, данные сразу направляются к пункту назначения. Если же указывается имя, то сначала хост-отправитель делает запрос у своего DNS-сервера, чтобы узнать адрес по известному имени, и только потом отправляет данные. отправитель получатель: адрес: имя: DNS-сервер запрос: нужен адрес ответ: его адрес ИНТЕРНЕТ Доменная система имен

64 Dynamic Host Configuration DHCP-сервер есть только в серверных версиях Windows В Windows, если отсутствует статитческая настройка DNS и первичного шлюза, они автоматически конфигурируются с помощью DHCP В противном случае, автоматически конфигурируется только IP-адрес хоста

65 Транспортный уровень Основное предназначение: доставка информации, пришедшей по сети конкретным приложениям Протоколы Интернет, работающие на этом уровне: TCP (Transmission Control Protocol) – протокол с контролем передачи, который помимо доставки данных приложениям, следит еще за ее надежностью UDP (User Datagram Protocol) – простой протокол доставки данных, пришедших по сети приложениям

66 Транспортный уровень TCP или UDP порт – очередь данных к приложению, организуемая в памяти. Каждый порт имеет целочисленный идентификатор – номер порта Номера портов для известных сервисов: WWW – 80 FTP – 21 SMTP – 25POP3 – 110 Номер порта назначения Номер порта отправителя Контрольная сумма Д А Н Н Ы Е Длина пакета Схема UDP-пакета:

68 Прикладной уровень Представлен в Интернет сервисами Сервисы имеют разные протоколы Для работы с информацией используются соответствующие программы-клиенты и программы-серверы Протоколы транспортного, сетевого и канального уровня представляют собой лишь транспортную инфраструктуру, которая позволяет обмениваться любой информацией. То, каким образом используется эта инфраструктура определяется прикладным уровнем.

70 Использование TCP/IP в сетях Microsoft Совместное использование файлов, NetMeeting, и т.п. NetBIOS Network Basic Input/Output System TCP/IP Протоколы канального уровня

Сетевым протоколом называется набор правил, позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включёнными в сеть компьютерами.Фактически разные протоколы зачастую описывают лишь разные стороны одного типа связи; взятые вместе, они образуют так называемый стек протоколов. Названия и также указывают на программное обеспечение, которым реализуется протокол

Уровни протоколов

Наиболее распространённой системой классификации сетевых протоколов является так называемая модель OSI. В соответствии с ней протоколы делятся на 7 уровней по своему назначению - от физического (формирование и распознавание электрических или других сигналов) до прикладного (API для передачи информации приложениями):

В основном используются протокол TCP/IP

Transmission Control Protocol/Internet Protocol, TCP/IP (Протокол управления передачей/Протокол Интернета)

Большинство операционных систем сетевых серверов и рабочих станций поддерживает TCP/IP, в том числе серверы NetWare, все системы Windows, UNIX, последние версии Mac OS, системы OpenMVS и z/OS компании IBM, а также OpenVMS компании DEC. Кроме того, производители сетевого оборудования создают собственное системное программное обеспечение для TCP/IP, включая средства повышения производительности устройств. Стек TCP/IP изначально применялся на UNIX-системах, а затем быстро распространился на многие другие типы сетей.

Протоколы локальных сетей

Свойства протоколов локальной сети

В основном протоколы локальных сетей имеют такие же свойства, как и Другие коммуникационные протоколы, однако некоторые из них были разработаны давно, при создании первых сетей, которые работали медленно, были ненадежными и более подверженными электромагнитным и радиопомехам. Поэтому для современных коммуникаций некоторые протоколы не вполне пригодны. К недостаткам таких протоколов относится слабая защита от ошибок или избыточный сетевой трафик. Кроме того, определенные протоколы были созданы для небольших локальных сетей и задолго до появления современных корпоративных сетей с развитыми средствами маршрутизации.

Протоколы локальных сетей должны иметь следующие основные характеристики:

обеспечивать надежность сетевых каналов;
обладать высоким быстродействием;
обрабатывать исходные и целевые адреса узлов;
соответствовать сетевым стандартам, в особенности - стандарту IEEE 802.

В основном все протоколы, рассматриваемые в этой главе, соответствуют перечисленным требованиям, однако, как вы узнаете позднее, у одних протоколов возможностей больше, чем у других.

В таблице перечислены протоколы локальных сетей и операционные системы, с которыми эти протоколы могут работать. Далее в главе указаны протоколы и системы (в частности, операционные системы серверов и хост компьютеров) будут описаны подробнее.

Таблица Протоколы локальных сетей и сетевые операционные системы

Соответствующая операционная система

Первые версии операционных систем Microsoft Windows

UNIX, Novel NetWare, современные версии операционных систем Microsoft Windows, операционные системы мэйнфреймов IBM

Операционные системы мэйнфреймов и миникомпьютеров IBM

Клиентские системы, взаимодействующие с мэйнфреймами IBM, настроенными на работу с протоколом SNA

Понятие протокола Интернет

Очевидно, что рано или поздно компьютеры, расположенные в разных точках земного шара, по мере увеличения своего количества должны были обрести некие средства общения. Такими средствами стали компьютерные сети. Сети бывают локальными и глобальными. Локальная сеть - это сеть, объединяющая компьютеры, географически расположенные на небольшом расстоянии друг от друга - например, в одном здании. Глобальные сети служат для соединения сетей и компьютеров, которых разделяют большие расстояния - в сотни и тысячи километров. Интернет относится к классу глобальных сетей.

Простое подключение одного компьютера к другому - шаг, необходимый для создания сети, но не достаточный. Чтобы начать передавать информацию, нужно убедиться, что компьютеры "понимают" друг друга. Как же компьютеры "общаются" по сети? Чтобы обеспечить эту возможность, были разработаны специальные средства, получившие название "протоколы". Протокол - это совокупность правил, в соответствии с которыми происходит передача информации через сеть. Понятие протокола применимо не только к компьютерной индустрии. Даже те, кто никогда не имел дела с Интернетом, скорее всего работали в повседневной жизни с какими-либо устройствами, функционирование которых основано на использовании протоколов. Так, обычная телефонная сеть общего пользования тоже имеет свой протокол, который позволяет аппаратам, например, устанавливать факт снятия трубки на другом конце линии или распознавать сигнал о разъединении и даже номер звонящего.

Исходя из этой естественной необходимости, миру компьютеров потребовался единый язык (то есть протокол), который был бы понятен каждому из них.

Краткое описание протоколов Интернет

TCP/IP

Над созданием протоколов, необходимых для существования глобальной сети, трудились лучшие умы человечества. Одним из них был Винтон Серф (Vinton G. Cerf). Сейчас этого человека называют "отцом Интернета". В 1997 году Президент США Билл Клинтон наградил Винтона Серфа и его коллегу Роберта Кана (Robert E. Kahn) Национальной медалью за заслуги в области технологии, отметив их вклад в становление и развитие Интернета. Ныне Винтон Серф занимает пост старшего вице-президента по Интернет-архитектуре в корпорации MCI WorldCom Inc.

В 1972 году группа разработчиков под руководством Винтона Серфа разработала протокол TCP/IP - Transmission Control Protocol/Internet Protocol (Протокол управления передачей/Протокол Интернета).

Эксперимент по разработке этого протокола проводился по заказу Министерства обороны США. Данный проект получил название ARPANet (Advanced Research Projects Agency Network - Сеть агентства важных исследовательских проектов). Очевидно, что в обстановке войны, когда необходимость в обмене информацией встает как никогда остро, возникает проблема непредсказуемости состояния пути, по которому будет передана та или иная информация - любой из узлов передачи в любой момент может быть выведен из строя противником. Поэтому главной задачей при разработке сетевого протокола являлась его "неприхотливость" - он должен был работать с любым сетевым окружением и, кроме того, обладать гибкостью в выборе маршрута при доставке информации.

Позже TCP/IP перерос свое изначальное предназначение и стал основой стремительно развивавшейся глобальной сети, ныне известной как Интернет, а также небольших сетей, использующих технологии Интернета - интранет. Стандарты TCP/IP являются открытыми и непрерывно совершенствуются.

Схема функционирования протокола TCP/IP:

Чтобы текст, составляющий содержимое Web-страниц, отображался на них определенным образом - в соответствии с замыслом создателя страницы - он размечается с помощью особых текстовых меток - тегов языка разметки гипертекста (HyperText Markup Language, HTML).

TELNET

С помощью этого протокола вы можете подключиться к удаленному компьютеру как пользователь (если наделены соответствующими правами, то есть знаете имя пользователя и пароль) и производить действия над его файлами и приложениями точно так же, как если бы работали на своем компьютере.

Telnet является протоколом эмуляции терминала. Работа с ним ведется из командной строки. Если вам нужно воспользоваться услугами этого протокола, не стоит рыскать по дебрям Интернета в поисках подходящей программы. Telnet-клиент поставляется, например, в комплекте Windows 98.

Знаете ли Вы, что релятивизм (СТО и ОТО) не является истинной наукой? - Истинная наука обязательно опирается на причинность и законы природы, данные нам в физических явлениях (фактах). В отличие от этого СТО и ОТО построены на аксиоматических постулатах, то есть принципиально недоказуемых догматах, в которые обязаны верить последователи этих учений. То есть релятивизм есть форма религии, культа, раздуваемого политической машиной мифического авторитета Эйнштейна и верных его последователей, возводимых в ранг святых от релятивистской физики. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

Содержание

Введение 3
1. Локальные вычислительные сети. 4
2. Глобальная компьютерная сеть Интернет 6
2.1. Протокол ТСР/IР 7
2.2. Интернет сегодня 7
2.3. Типы сервисов Интернет 8
2.3.1. Электронная почта 9
2.3.2. Телеконференции 9
2.3.3.Списки рассылки 10
2.3.4. Технология World Wide Web 11
2.3.5. Браузеры — средство доступа к информационным ресурсам Всемирной паутины 12
2.3.6. Файловые архивы 13
2.3.7. Поисковые системы 14
2.3.8. Сервисы IRC, MUD, MOO 16
2.3.9. Инфраструктурные сервисы 16
2.3.10. Современные разработки, использующие Интернет, как среду передачи информации 17
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 19
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 20

Работа содержит 1 файл

информатика.doc

1. Локальные вычислительные сети.

2. Глобальная компьютерная сеть Интернет

2.1. Протокол ТСР/IР

2.2. Интернет сегодня

2.3. Типы сервисов Интернет

2.3.1. Электронная почта

2.3.4. Технология World Wide Web

2.3.5. Браузеры — средство доступа к информационным ресурсам Всемирной паутины

2.3.6. Файловые архивы

2.3.7. Поисковые системы

2.3.8. Сервисы IRC, MUD, MOO

2.3.9. Инфраструктурные сервисы

2.3.10. Современные разработки, использующие Интернет, как среду передачи информации

Введение

Сегодня каждый день множество людей неожиданно открывает для себя существование глобальных компьютерных сетей, объединяющих компьютеры во всем мире в едином информационном пространстве, имя которому – Интернет. Интернет многогранен и нельзя четко определить, что это такое. С технической точки зрения, Интернет – объединение транснациональных компьютерных сетей, работающих по самым разнообразным протоколам, связывающих всевозможные типы компьютеров, физически передающих данные по телефонным проводам и оптоволокну, через спутники и радиомодемы. Подавляющее большинство компьютеров в Интернет связано по протоколам TCP/IP, и именно это, вкупе с требованием наличия подключения к глобальной сети, является критерием присутствия в Интернет. Однако частями и носителями культуры Интернет являются также люди, работающие в сетях другого типа, в том случае, если они имеют возможность пользоваться какими-либо сервисами Интернет. Сегодня практически любой человек, обладающий доступом к компьютеру с простейшим модемом, может использовать в своей деятельности огромные информационные ресурсы, предоставляемые Интернет. Можно даже предположить, что многие из читателей этой статьи имеют возможность пользоваться сервисами Интернет, но не делают этого, поскольку не представляют, как, где и что можно делать в информационном пространстве, не представляют, как сервисы Интернет могут помочь им в ежедневной работе. Цель моей работы в том, чтобы рассказать как можно пользоваться информационными ресурсами глобальной сети и использовать их в своей повседневной работе и даже на отдыхе.

1. Локальные вычислительные сети.

Но начнем с самого начала и обо всем по порядку. Обмен информацией производится по каналам передачи информации. Каналы передачи информации могут использовать различные физические принципы. Так, при непосредственном общении людей информация передается с помощью звуковых волн, а при разговоре по телефону — с помощью электрических сигналов, которые распространяются по линиям связи. Компьютеры могут обмениваться информацией с использованием каналов связи различной физической природы: кабельных, оптоволоконных, радиоканалов и др.

Общая схема передачи информации включает в себя отправителя информации, канал передачи информации и получателя информации. Если производится двусторонний обмен информацией, то отправитель и получатель информации могут меняться ролями.

Основной характеристикой каналов передачи информации является их пропускная способность (скорость передачи информации). Пропускная способность канала равна количеству информации, которое может передаваться по нему в единицу времени.

Обычно пропускная способность измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах Кбит/с и Мбит/с. Однако иногда в качестве единицы измерения используется байт в секунду (байт/с) и кратные ему единицы Кбайт/с и Мбайт/с.

Соотношения между единицами пропускной способности канала передачи информации такие же, как между единицами измерения количества информации:

1 байт/с = 23 бит/с = 8 бит/с;

1 Кбит/с = 210 бит/с = 1024 бит/с;

1 Мбит/с = 210 Кбит/с = 1024 Кбит/с;

1 Гбит/с = 210 Мбит/с = 1024 Мбит/с.

При работе на персональном компьютере в автономном режиме пользователи могут обмениваться информацией (программами, документами и так далее), лишь копируя ее на дискеты. Однако перемещение дискеты между компьютерами не всегда возможно и может занимать достаточно продолжительное время.

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью совместного использования информации пользователями, работающими на удаленных друг от друга компьютерах. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместного использования принтеров и других периферийных устройств и даже одновременной работы с документами.

В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, то есть пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать общедоступными по сети. Такие сети называются одноранговыми.

Если к локальной сети подключено более 10 компьютеров, одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов и программных приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть — сетью на основе сервера.

Аппаратное обеспечение сети. Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер — рис.12.2).

Основной функцией сетевого адаптера является передача и прием информации из сети. В настоящее время наиболее часто используются сетевые адаптеры типа EtherNet, которые могут объединять в сеть компьютеры различных аппаратных и программных платформ (IBM-совместимые, Macintosh, Unix-компьютеры).

Соединение компьютеров (сетевых адаптеров) между собой производится с помощью кабелей различных типов (коаксиального, витой пары, оптоволоконного). Для подключения к локальной сети портативных компьютеров часто используется беспроводное подключение, при котором передача данных осуществляется с помощью электромагнитных волн.

Важнейшей характеристикой локальных сетей, которая определяется типом используемых сетевых адаптеров и кабелей, является скорость передачи информации по сети. Скорость передачи информации по локальной сети обычно находится в диапазоне от 10 до 100 Мбит/с.

Топология сети. Общая схема соединения компьютеров в локальной сети называется топологией сети. Топологии сети могут быть различными.

Вариант соединения компьютеров между собой, когда кабель проходит от одного компьютера к другому, последовательно соединяя компьютеры и периферийные устройства между собой, называется линейной шиной. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.

Обычно при такой схеме соединения центральным узлом является более мощный компьютер.

Кольцевая топология - сетевая топология, при которой компьютеры соединяются последовательно и последний дополнительно соединен с первым. Данные перемещаются по такому кольцу в одном направлении. Каждый компьютер работает как повторитель, усиливая сигнал и передавая его дальше.

Предоставление доступа к ресурсам компьютера. В операционной системе Windows пользователь любого компьютера, подключенного к сети, может предоставить доступ к своим дискам, папкам или файлам. Пользователи, работающие за другими компьютерами, могут после этого пользоваться предоставленными ресурсами.

2. Глобальная компьютерная сеть Интернет

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. На помощь приходят 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 (в качестве примера можно привести сеть корпорации Microsoft — Microsoft Network (MSN)).

Потребности формирования единого мирового информационного пространства привели к созданию глобальной компьютерной сети Интернет. В настоящее время на более чем 150 миллионах компьютеров, подключенных к Интернету, хранится громадный объем информации (сотни миллионов файлов, документов и так далее). Глобальная сеть Интернет привлекает пользователей своими информационными ресурсами и сервисами (услугами), которыми пользуется около миллиарда человек во всех странах мира.

Интернет — это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети и включающая сотни миллионов компьютеров.

Надежность функционирования глобальной сети обеспечивает большое количество линий связи между региональными сегментами сети. Например, российский региональный сегмент Интернета имеет несколько магистральных линий связи, соединяющих его с североамериканским, европейским и японским сегментами.

К серверам Интернета могут подключаться с помощью локальных сетей или коммутируемых телефонных линий сотни миллионов пользователей Интернета

Итак, Интернет – сеть сетей, всемирная компьютерная сеть. Интернет можно рассматривать со многих позиций, вот две крайние из них. Наиболее узкое рассмотрение – объединение сетей, связанных между собой по протоколам TCP/IP так, что в любой момент каждый компьютер в Интернет "видит" каждый другой (то есть может передать ему пакет данных IP и получить ответ за доли секунды). Наиболее широкое – киберпространство, рождающее киберкультуру со своим образом мысли, своим языком, своей этикой. Такой взгляд на Интернет еще будет рассматриваться философами и психологами, а в этой работе речь будет идти об Интернете в первом, практическом аспекте.

2.1. Протокол ТСР/IР

Протокол TCP/IP – это целая сетевая модель, описывающая способ передачи данных в цифровом виде. На правилах, включенных в нее, базируется работа интернета и локальных сетей независимо от их назначения и структуры.

Что такое TCP/IP

Произошло наименование протокола от сокращения двух английских понятий – Transmission Control Protocol и Internet Protocol. Набор правил, входящий в него, позволяет обрабатывать как сквозную передачу данных, так и другие детали этого механизма. Сюда входит формирование пакетов, способ их отправки, получения, маршрутизации, распаковки для передачи программному обеспечению.

Стек протоколов TCP/IP был создан в 1972 году на базе NCP (Network Control Protocol), в январе 1983 года он стал официальным стандартом для всего интернета. Техническая спецификация уровней взаимодействия описана в документе RFC 1122.

В составе стека есть и другие известные протоколы передачи данных – UDP, FTP, ICMP, IGMP, SMTP. Они представляют собой частные случаи применения технологии: например, у SMTP единственное предназначение заключается в отправке электронных писем.

Уровни модели TCP/IP

Протокол TCP/IP основан на OSI и так же, как предшественник, имеет несколько уровней, которые и составляют его архитектуру. Всего выделяют 4 уровня – канальный (интерфейсный), межсетевой, транспортный и прикладной.

Канальный (сетевой интерфейс)

Аппаратный уровень обеспечивает взаимодействие сетевого оборудования Ethernet и Wi-Fi. Он соответствует физическому из предыдущего стандарта OSI. Здесь задача состоит в кодировании информации, ее делению на пакеты и отправке по нужному каналу. Также измеряются параметры сигнала вроде задержки ответа и расстояния между хостами.

Межсетевой (Internet Layer)

Интернет состоит из множества локальных сетей, объединенных между собой как раз за счет протокола связи TCP/IP. Межсетевой уровень регламентирует взаимодействие между отдельными подсетями. Маршрутизация осуществляется путем обращения к определенному IP-адресу с использованием маски.

Транспортный уровень (Transport Layer)

Следующий уровень отвечает за контроль доставки, чтобы не возникало дублей пакетов данных. В случае обнаружения потерь или ошибок информация запрашивается повторно. Такой подход дает возможность полностью автоматизировать процессы независимо от скорости и качества связи между отдельными участками интернета или внутри конкретной подсети.

Протокол TCP отличается большей достоверностью передачи данных по сравнению с тем же UDP, который подходит только для передачи потокового видео и игровой графики. Там некритичны потери части пакетов, чего нельзя сказать о копировании программных файлов и документов. На этом уровне данные не интерпретируются.

Прикладной уровень (Application Layer)

Здесь объединены 3 уровня модели OSI – сеансовый, представления и прикладной. На него ложатся задачи по поддержанию сеанса связи, преобразованию данных, взаимодействию с пользователем и сетью. На этом уровне применяются стандарты интерфейса API, позволяющего передавать команды на выполнение определенных задач.

Порты и сокеты – что это и зачем они нужны

Комбинация IP-адреса и порта называется сокетом и используется при идентификации компьютера. Если первый критерий уникален для каждого хоста, второй обычно фиксирован для определенного типа приложений. Так, получение электронной почты проходит через 110 порт, передача данных по протоколу FTP – по 21, открытие сайтов – по 80.

Преобразование IP-адресов в символьные адреса

Технология активно используется для назначения буквенно-цифровых названий веб-ресурсов. При вводе домена в адресной строке браузера сначала происходит обращение к специальному серверу DNS. Он всегда прослушивает порт 53 у всех компьютеров, которые подключены к интернету, и по запросу преобразует введенное название в стандартный IP-адрес.

После определения точного местонахождения файлов сайта включается обычная схема работы – от прикладного уровня с кодированием данных до обращения к физическому оборудованию на уровне сетевых интерфейсов. Процесс называется инкапсуляцией информации. На принимающей стороне происходит обратная процедура – декапсуляция.

Читайте также: