Структура сети Интернет: основные принципы работы. Структура и принципы работы интернет Структурная схема интернета
Интернет -- всемирная система объединённых компьютерных сетей для хранения и передачи информации. Часто упоминается как Всемирная сеть и Глобальная сеть. Построена на базе стека протоколов TCP/IP. На основе Интернета работает Всемирная паутина (World Wide Web, WWW) и множество других систем передачи данных.
Система адресации в Internet
Internet самостоятельно осуществляет передачу данных. К адресам станций предъявляются специальные требования. Адрес должен иметь формат, позволяющий вести его обработку автоматически, и должен нести некоторую информацию о своем владельце.
С этой целью для каждого компьютера устанавливаются два адреса: цифровой IP-адрес (IP -- Internetwork Protocol -- межсетевой протокол) и доменный адрес.
Оба эти адреса могут применяться равноценно. Цифровой адрес удобен для обработки на компьютере, а доменный адрес -- для восприятия пользователем.
Цифровой адрес имеет длину 32 бита. Для удобства он разделяется на четыре блока по 8 бит, которые можно записать в десятичном виде. Адрес содержит полную информацию, необходимую для идентификации компьютера.
Два блока определяют адрес сети, а два другие -- адрес компьютера внутри этой сети Существует определенное правило для установления границы между этими адресами. Поэтому IP-адрес включает в себя три компонента: адрес сети, адрес подсети, адрес компьютера в подсети.
В двоичном коде цифровой адрес записывается следующим образом:
10000000001011010000100110001000. В десятичном коде он имеет вид: 192.45.9.200. Адрес сети -- 192.45; адрес подсети -- 9, адрес компьютера -- 200.
Доменный адрес определяет область, представляющую ряд хост-компьютеров, В отличие от цифрового адреса он читается в обратном порядке. Вначале идет имя компьютера, затем имя сети, в которой он находится.
Эталонная модель открытой системой - Open Sistem Interconnect (OSI) - называют систему, которая выполняет все функции взаимодействия по обмену сообщениями в сети, сгруппированные в соответствии с эталонной моделью открытых систем. Модель разработана Международной организацией стандартов (МОС) - International Standart Organization (ISO), а саму модель сокращенно называют ЭМВОС. Модель строится применительно к методу пакетной передачи сообщений и реализуются программным обеспечением сети, размещенным в компьютерах-абонентах и специализированных сетевых устройствах.
Перемещение информации между компьютерами различных схем является чрезвычайно сложной задачей. В начале 1980 гг. Международная Организация по Стандартизации (ISO) и Международный Консультативный Комитет по Телеграфии и Телефонии (МККТТ) признали необходимость в создания модели сети, которая могла бы помочь поставщикам создавать реализации взаимодействующих сетей. В тесном сотрудничестве была разработана эталонная модель "Взаимодействие Открытых Систем" (ЭМВОС). Эта модель была описана в рекомендациях Х.200 (МККТТ) и ISO 7498 (ISO). Соответствие ЭМВОС МККТТ и ИСО.
ЭМВОС быстро стала основной архитектурной моделью для передачи межкомпьютерных сообщений. Несмотря на то, что были разработаны другие архитектурные модели (в основном патентованные), большинство поставщиков сетей, когда им необходимо предоставить обучающую информацию пользователям поставляемых ими изделий, ссылаются на них как на изделия для сети, соответствующей эталонной модели. И действительно, эта модель является самым лучшим средством, имеющемся в распоряжении тех, кто надеется изучить технологию сетей.
Протокол - это правила взаимодействия одноименных уровней в удаленных системах.
Протоколы реализуются сетевым программным обеспечением и делятся на:
сетезависимые
транспортные
сетенезависимые.
К сетезависимым относятся протоколы сетевого, канального и физического уровня. Их характеристики определяются средой передачи, методами кодирования и модуляции, методами защиты от ошибок.
Транспортные протоколы находятся на транспортном уровне и выполняют промежуточные функции, связанные с передачей информации между взаимодействующими системами через все расположенные между ними физические соединения и коммуникационные системы.
Сетенезависимые протоколы располагаются на прикладном, представительном и сеансовом уровнях. Их характеристики и структура не зависят от созданных и используемых в сети коммуникаций. Они определяются лишь теми задачами обработки информации, которые перед ним поставлены.
Протоколы всех уровней должны быть квазинезависимы: это необходимо для того, чтобы замена протокола на одном из уровней не требовала переделки протоколов на других уровнях.
Кроме того, необходимо, чтобы протокол каждого уровня был прозрачен для протоколов более высоких уровней, т. е. не вносил искажений в их работу. Среди семи уровней протоколов важнейшими являются те, которые расположены на прикладном уровне.
При административном управлении протоколы трех нижних уровней также обеспечивают взаимодействие ЭВМ в сети. Однако точки приложения протоколов высших уровней (4-7) здесь меняются. При основном управлении эти протоколы связывали пары ЭВМ. Однако при административном управлении эти протоколы обеспечивают взаимодействие ЭВМ, специализированной для целей административного управления сетью, со всеми остальными системами.
Основные протоколы Интернет
Для передачи информации в сети Internet используется протокол TCP/IP.
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol, протокол управления передачей/протокол Internet) -- протокол (семейство протоколов), являющийся стандартом для передачи данных между сетями, в том числе в Интернет.
Протокол TCP (протокол управления передачей) разбивает информацию на порции (пакеты) и нумерует их. Затем протокол IP (протокол Интернет) добавляет к каждой порции служебную информацию с адресами отправителя и получателя и обеспечивает доставку всех пакетов.
Благодаря такому способу передачи информации, в Интернет нет необходимости устанавливать отдельный канал связи между двумя компьютерами. Каждый компьютер может одновременно принимать пакеты от большого количества других компьютеров.
TCP/IP является основным протоколом сети Интернет, поэтому для работы в глобальной сети операционная система, установленная на пользовательском компьютере, должна обеспечивать поддержку указанного протокола.
Основные ресурсы Интернет
Рассмотрим основные ресурсы (службы) Интернет. Самым популярным ресурсом является всемирная паутина или WWW, которая представляет собой огромное количество (свыше миллиарда) мультимедийных документов, отличительной особенностью которых является возможность ссылаться друг на друга. Это означает присутствие в текущем документе ссылки, реализующей переход на любой документ WWW, который физически может быть размещен на другом компьютере сети Интернет. Используя специальные программы просмотра документов WWW, пользователь сети Интернет может быстро перемещаться по ссылкам от одного документа к другому, путешествуя по пространству всемирной паутины.
WWW (World Wide Web, всемирная паутина) -- совокупность взаимосвязанных гипермедийных документов.
В Интернет размещены целые библиотеки файлов, доступ к которым обеспечивается службой FTP.
FTP (File Transfer Protocol, протокол передачи файлов ) -- хранилище и система пересылки всевозможных файлов.
Как упоминалось выше, вначале компьютерная сеть интенсивно использовалась для быстрой пересылки текстовых сообщений. Поэтому старейшим ресурсом Internet является E-mail (электронная почта).
E-mail (электронная почта) -- система пересылки электронных писем.
В Интернет существует специальная служба, позволяющая размещать на взаимосвязанных компьютерах сообщения для обмена мнениями. Подключившись к одному из таких компьютеров и выбрав дискуссионную группу (телеконференцию) по интересам, вы можете прочитать опубликованные сообщения, задать вопрос в группу или ответить на чей-то вопрос. Сообщения обычно быстро тиражируются на другие компьютеры и хранятся небольшой промежуток времени, поэтому данный ресурс получил название Группы новостей.
Группы новостей (телеконференции) -- глобальная распределенная система для обмена сообщениями и ведения дискуссий.
Одной из самых популярных систем подобного рода являются группы новостей Usenet.
Сервис Telnet позволяет подключиться к удаленному компьютеру и работать с его ресурсами.
Telnet -- служба для удаленного управления компьютерами.
Однако чаще всего такие компьютеры работают под управлением того или иного варианта операционной системы Unix (Юникс), поэтому в настоящее время эта служба используется прежде всего сетевыми администраторами.
Наконец, в Интернет есть система IRC (Chat), реализующая общение пользователей в реальном режиме времени посредством ввода текста с клавиатуры.
IRC (Internet Relay Chat, беседа через Internet) -- служба для общения пользователей Интернет в реальном режиме времени посредством ввода текста с клавиатуры.
Интернет можно использовать в различных областях:
- - профессиональная деятельность;
- - коммерческая деятельность;
- - получение образовательных услуг;
- - отдых и развлечения.
Электронная почта -- технология и предоставляемые ею услуги по пересылке и получению электронных сообщений (называемых «письма» или «электронные письма») по распределённой (в том числе глобальной) компьютерной сети.
Электронная почта по составу элементов и принципу работы практически повторяет систему обычной (бумажной) почты, заимствуя как термины (почта, письмо, конверт, вложение, ящик, доставка и другие), так и характерные особенности -- простоту использования, задержки передачи сообщений, достаточную надёжность и в то же время отсутствие гарантии доставки.
Достоинствами электронной почты являются: легко воспринимаемые и запоминаемые человеком адреса вида имя_пользователя@имя_домена (например, Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script); возможность передачи как простого текста, так и форматированного, а также произвольных файлов; независимость серверов (в общем случае они обращаются друг к другу непосредственно); достаточно высокая надёжность доставки сообщения; простота использования человеком и программами.
Недостатки электронной почты: наличие такого явления, как спам (массовые рекламные и вирусные рассылки); теоретическая невозможность гарантированной доставки конкретного письма; возможные задержки доставки сообщения (до нескольких суток); ограничения на размер одного сообщения и на общий размер сообщений в почтовом ящике (персональные для пользователей). В настоящее время любой начинающий пользователь может завести свой бесплатный электронный почтовый ящик, достаточно зарегистрироваться на одном из интернет-порталов.
Цель: ознакомиться со структурой и основными принципами работы всемирной сети Интернет, с базовыми протоколами Интернет и системой адресации.
Архитектура и принципы работы сети Интернет
Глобальные сети, охватывая миллионы людей, полностью изменили процесс распространения и восприятия информации.
Глобальные сети (Wide Area Network, WAN) – это сети, предназначенные для объединения отдельных компьютеров и локальных сетей, расположенных на значительном удалении (сотни и тысячи километров) друг от друга. Глобальные сети объединяют пользователей, расположенных по всему миру, используя при этом самые разнообразные каналы связи.
Современный Интернет - весьма сложная и высокотехнологичная система, позволяющая пользователю общаться с людьми, находящимися в любой точке земного шара, быстро и комфортно отыскивать любую необходимую информацию, публиковать для всеобщего сведения данные, которые он хотел бы сообщить всему миру.
В действительности Internet не просто сеть, - это структура, объединяющая обычные сети. Internet - это «сеть сетей».
Чтобы описать сегодняшний Internet , полезно воспользоваться строгим определением.
В своей книге « The Matrix : Computer Networks and Conferencing Systems Worldwide » Джон Квотерман описывает Internet как «метасеть, состоящую из многих сетей, которые работают согласно протоколам семейства TCP/IP, объединены через шлюзы и используют единое адресное пространство и пространство имен» .
В Internet нет единого пункта подписки или регистрации, вместо этого вы контактируете с поставщиком услуг, который предоставляет вам доступ к сети через местный компьютер. Последствия такой децентрализации с точки зрения доступности сетевых ресурсов также весьма значительны. Среду передачи данных в Internet нельзя рассматривать только как паутину проводов или оптоволоконных линий. Оцифрованные данные пересылаются через маршрутизаторы , которые соединяют сети и с помощью сложных алгоритмов выбирают наилучшие маршруты для информационных потоков (рис.1).
В отличие от локальных сетей, в составе которых имеются свои высокоскоростные каналы передачи информации, глобальная (а также региональная и, как правило, корпоративная ) сеть включает подсеть связи (иначе: территориальную сеть связи, систему передачи информации), к которой подключаются локальные сети, отдельные компоненты и терминалы (средства ввода и отображения информации) (рис. 2).
Подсеть связи состоит из каналов передачи информации и коммуникационных узлов, которые предназначены для передачи данных по сети, выбора оптимального маршрута передачи информации, коммутации пакетов и реализации ряда других функций с помощью компьютера (одного или нескольких) и соответствующего программного обеспечения, имеющихся в коммуникационном узле. Компьютеры, за которыми работают пользователи-клиенты, называются рабочими станциями , а компьютеры, являющиеся источниками ресурсов сети, предоставляемых пользователям, называются серверами . Такая структура сети получила название узловой .
Рис.1 Схема взаимодействия в сети Интернет
Интернет – это глобальная информационная система, которая:
· логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов, основанных на Интернет-протоколе (IP);
· способна поддерживать коммуникации с использованием семейства протокола управления передачей - TCP/IP или его последующих расширений/преемников и/или других IP-совместимых протоколов;
· обеспечивает, использует или делает доступными на общественной или частной основе высокоуровневые услуги, надстроенные над описанной здесь коммуникационной и иной связанной с ней инфраструктурой.
Инфраструктура Интернет (рис.2):
1.магистральный уровень (система связанных высокоскоростных телекоммуникационных серверов).
2.уровень сетей и точек доступа (крупные телекоммуникационные сети), подключенных к магистрали.
3.уровень региональных и других сетей.
4.ISP – интернет-провайдеры.
5.пользователи.
К техническим ресурсам сети Интернет относятся компьютерные узлы, маршрутизаторы, шлюзы, каналы связи и др.
Рис.2 Инфраструктура сети Интернет
В основу архитектуры сетей положен многоуровневый принцип передачи сообщений . Формирование сообщения осуществляется на самом верхнем уровне модели ISO / OSI .. Затем (при передаче) оно после довательно проходит все уровни системы до самого нижнего, где и передается по каналу связи адресату. По мере прохождения каждого из уровней системы сообщение трансформируется, разбивается на сравнительно короткие части, которые снабжаются дополнительны ми заголовками, обеспечивающими информацией аналогичные уров ни на узле адресата. В этом узле сообщение проходит от нижнего уровня к верхнему, снимая с себя заголовки. В результате адресат принимает сообщение в первоначальном виде.
В территориальных сетях управление обменом данных осуществ ляется протоколами верхнего уровня модели ISO / OSI . Независимо от внутренней конструкции каждого конкретного протокола верхнего уровня для них характерно наличие общих функций: инициализация связи, передача и прием данных, завершение обмена. Каждый прото кол имеет средства для идентификации любой рабочей станции сети по имени, сетевому адресу или по обоим этим атрибутам. Активиза ция обмена информацией между взаимодействующими узлами начи нается после идентификации узла адресата узлом, инициирующим обмен данными. Инициирующая станция устанавливает один из ме тодов организации обмена данными: метод дейтаграмм или метод сеансов связи. Протокол предоставляет средства для приема/переда чи сообщений адресатом и источником. При этом обычно накладыва ются ограничения на длину сообщений.
T CP / IP - технология межсетевого взаимодействия
Наиболее распространенным протоколом управления обменом данных является протокол TCP/IP. Главное отличие сети Internet от других сетей заключается именно в ее протоколах TCP/IP , охватыва ющих целое семейство протоколов взаимодействия между компью терами сети. TCP/IP - это технология межсетевого взаимодействия, технология Internet . Поэтому г лобальная сеть, объединяющая мно жество сетей с технологией TCP/IP , называется Internet .
Протокол TCP/IP - это семейство программно реализованных протоколов старшего уровня, не работающих с аппаратными пре рываниями. Технически протокол TCP/IP состоит из двух частей - IP и TCP .
Протокол IP ( Internet Protocol - межсетевой протокол) является главным протоколом семейства, он реализует распространение ин формации в IP -сети и выполняется на третьем (сетевом) уровне моде ли ISO / OSI . Протокол IP обеспечивает дейтаграммную доставку паке тов, его основная задача - маршрутизация пакетов. Он не отвечает за надежность доставки информации, за ее целостность, за сохране ние порядка потока пакетов. Сети, в которых используется протокол IP , называются IP -сетями. Они работают в основном по аналоговым каналам (т.е. для подключения компьютера к сети требуется IP -мо дем) и являются сетями с коммутацией пакетов. Пакет здесь называ ется дейтаграммой.
Высокоуровневый протокол TCP ( Transmission Control Protocol - протокол управления передачей) работает на транспортном уровне и частично - на сеансовом уровне. Это протокол с установлением ло гического соединения между отправителем и получателем. Он обес печивает сеансовую связь между двумя узлами с гарантированной доставкой информации, осуществляет контроль целостности переда ваемой информации, сохраняет порядок потока пакетов.
Для компьютеров протокол TCP/IP - это то же, что правила раз говора для людей. Он принят в качестве официального стандарта в сети Internet , т.е. сетевая технология TCP/IP де-факто стала техноло гией всемирной сети Интернет.
Ключевую часть протокола составляет схема маршрутизации пакетов, основанная на уникальных адресах сети Internet . Каждая рабо чая станция, входящая в состав локальной или глобальной сети, име ет уникальный адрес, который включает две части, определяющие адрес сети и адрес станции внутри сети. Такая схема позволяет передавать сообщения как внутри данной сети, так и во внешние сети.
АДРЕСАЦИЯ В СЕТИ ИНТЕРНЕТ
Основные протоколы сети Интернет
Работа сети Internet основана на использовании семейств коммуникационных протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol ). TCP/IP используется для передачи данных как в глобальной сети Internet , так и во многих локальных сетях.
Название TCP/IP определяет семейство протоколов передачи данных сети. Протокол - это набор правил, которых должны придерживаться все компании, чтобы обеспечить совместимость производимого аппаратного и программного обеспечения. Эти правила гарантируют совместимость производимого аппаратного и программного обеспечения. Кроме того, TCP /IP – это гарантия того, что ваш персональный компьютер сможет связаться по сети Internet с любым компьютером в мире, также работающим с TCP/IP. При соблюдении определенных стандартов для функционирования всей системы не имеет значения, кто является производителем программного обеспечения или аппаратных средств. Идеология открытых систем предполагает использование стандартных аппаратных средств и программного обеспечения. TCP/IP - открытый протокол и вся специальная информация издана и может быть свободно использована.
Различный сервис, включаемый в TCP/IP, и функции этого семейства протоколов могут быть классифицированы по типу выполняемых задач. Упомянем лишь основные протоколы, так как общее их число насчитывает не один десяток:
·транспортные протоколы - управляют передачей данных между двумя машинами:
·TCP / IP (Transmission Control Protocol ),
·UDP (User Datagram Protocol );
·протоколы маршрутизации - обрабатывают адресацию данных, обеспечивают фактическую передачу данных и определяют наилучшие пути передвижения пакета:
· IP (Internet Protocol),
· ICMP (Internet Control Message Protocol),
· RIP (Routing Information Protocol)
· и другие;
·протоколы поддержки сетевого адреса - обрабатывают адресацию данных, обеспечивают идентификацию машины с уникальным номером и именем:
· DNS (Domain Name System),
· ARP (Address Resolution Protocol)
· и другие;
·протоколы прикладных сервисов - это программы, которые пользователь (или компьютер) использует для получения доступа к различным услугам:
·FTP (File Transfer Protocol ),
· TELNET ,
· HTTP (HyperText Transfer Protocol)
·NNTP (NetNewsTransfer Protocol)
·и другие
Сюда включается передача файлов между компьютерами, удаленный терминальный доступ к системе, передача гипермедийной информации и т.д.;
·шлюзовые протоколы помогают передавать по сети сообщения о маршругазации и информацию о состоянии сети, а так же обрабатывать данные для локальных сетей:
· EGP (Exterior Gateway Protocol),
· GGP (Gateway-to-Gateway Protocol),
· IGP (Interior Gateway Protocol);
·другие протоколы – используются для передачи сообщений электронной почты, при работе с каталогами и файлами удаленного компьютера и так далее:
· SMTP (Simple Mail Transfer Protocol),
·NFS (Network File System ).
IP -адресация
Теперь подробнее остановимся на понятии IP -адреса.
Каждый компьютер в Internet (включая любой ПК, когда он устанавливает сеансовое соединение с провайдером по телефонной линии) имеет уникальный адрес, называемый IP -адрес .
IP -адрес имеет длину 32 бита и состоит из четырех частей по 8 бит, именуемых в соответствии с сетевой терминологией октетами (octets ) . Это значит, что каждая часть IP-адреса может принимать значение в пределах от 0 до 255. Четыре части объединяют в запись, в которой каждое восьмибитовое значение отделяется точкой. Когда речь идет о сетевом адресе, то обычно имеется в виду IP -адрес.
Если бы использовались все 32 бита в IP -адресе, то получилось бы свыше четырех миллиардов возможных адресов - более чем достаточно для будущего расширения Internet . Однако некоторые комбинации битов зарезервированы для специальных целей, что уменьшает число потенциальных адресов. Кроме того, 8-битные четверки сгруппированы специальными способами в зависимости от типа сети, так что фактическое число адресов еще меньше.
С понятием IP -адреса тесно связано понятие хоста (host ) . Некоторые просто отождествляют понятие хоста с понятием компьютера, подключенного к Internet . В принципе, это так, но в общем случае под хостом понимается любое устройство, использующее протокол TCP/IP для общения с другим оборудованием. То есть кроме компьютеров, это могут быть специальные сетевые устройства - маршрутизаторы (routers ), концентраторы (habs ) и другие. Эти устройства так же обладают своими уникальными I Р-адресами,- как и компьютеры узлов сети пользователей.
ЛюбойIP -адрес состоит из двух частей: адреса сети (идентификатора сети, Network ID ) и адреса хоста (идентификатора хоста, Host ID ) в этой сети . Благодаря такой структуре IP -адреса компьютеров в разных сетях могут иметь одинаковые номера. Но так как адреса сетей различны, то эти компьютеры идентифицируются однозначно и не могут быть перепутаны друг с другом.
IP-адреса выделяются в зависимости от размеров организации и типа ее деятельности. Если это небольшая организация, то, скорее всего в ее сети немного компьютеров (и, следовательно, IP -адресов). Напротив, у большой корпорации могут быть тысячи (а то и больше) компьютеров, объединенных во множество соединенных между собой локальных сетей. Для обеспечения максимальной гибкости IP -адреса разделяются на классы: А, В и С. Еще существуют классы D и Е , но они используются для специфических служебных целей.
Итак, три класса IP -адресов позволяют распределять их в зависимости от размера сети организации. Поскольку 32 бита - допустимый полный размер IP -адреса, то классы разбивают четыре 8-битные части адреса на адрес сети и адрес хоста в зависимости от класса.
Адрес сети класса A определяется первым октетом IP -адреса (считается слева направо). Значение первого октета, находящееся в пределах 1-126, зарезервировано для гигантских транснациональных корпорации и крупнейших провайдеров. Таким образом, в классе А в мире может существовать всего лишь 126 крупных компаний, каждая из которых может содержать почти 17 миллионов компьютеров.
Класс B использует 2 первых октета в качестве адреса сети, значение первого октета может принимать значение в пределах 128-191. В каждой сети класса В может быть около 65 тысяч компьютеров, и такие сети имеют крупнейшие университеты и другие большие организации.
Соответственно, в классе C под адрес сети отводится уже три первых октета, а значение первого октета может быть в пределах 192-223. Это самые распространенные сети, их число может превышать более двух миллионов, а число компьютеров (хостов) в каждой сети - до 254. Следует отметить, что «разрывы» в допустимых значениях первого октета между классами сетей появляются из-за того, что один или несколько битов зарезервированы в начале IP -адреса для идентификации класса.
Если любой IP -адрес символически обозначить как набор октетов w .x .y .z , то структуру для сетей различных классов можно представить в таблице 1.
Всякий раз, когда посылается сообщение какому-либо хост-компьютеру в Internet , IP -адрес используется для указания адреса отправителя и получателя. Конечно, пользователям не придется самим запоминать все IP -адреса, так как для этого существует специальный сервис TCP/IP, называемый Domain Name System (Доменная система имен)
Таблица 1. Структура IP-адресов в сетях различных классов
|
Класс сети |
Значение первого октета (W) |
Октеты номера сети |
Октеты номера хоста |
Число возможных сетей |
Число хостов в таких сетях |
|
1-126 |
x.y.z |
128(2 7) |
16777214(2 24) |
||
|
128-191 |
w.x |
y.z |
16384(2 14) |
65536(2 16) |
|
|
192-223 |
w.x.y |
2097151(2 21) |
254(2 8) |
Понятие маски подсети
Для того чтобы отделить идентификатор сети от идентификатора хоста, применяется специальное 32-битное число, называемое маской подсети (subnet mask ). Чисто внешне маска подсети представляет собой точно такой же набор из четырех октетов, разделенных между собой точками, как и любой IP -адрес. В таблице 2 приведены значения маски подсети для сетей класса A , B , C , используемые по умолчанию.
Таблица 2. Значение маски подсети (по умолчанию)
|
Класс сети |
Значение маски в битах (двоичное представление) |
Значение маски в десятичном виде |
|
11111111 00000000 00000000 00000000 |
255.0.0.0 |
|
|
11111111 11111111 00000000 00000000 |
255.255.0,0 |
|
|
11111111 11111111 1111111100000000 |
255,255.255.0 |
Маска применяется также для логического разделения больших IP -сетей на ряд подсетей меньшего масштаба. Представим, к примеру, что в Сибирском Федеральном Университете, обладающего сетью класса B , имеется 10 факультетов и в каждом из них установлено по 200 компьютеров (хостов). Применив маску подсети 255.255.0.0, эту сеть можно разделить на 254 отдельных подсетей с числом хостов до 254 в каждой.
Значения маски подсети, применяемые по умолчанию, не являются единственно возможными. К примеру, системный администратор конкретной IP -сети может использовать и другое значение маски подсети для выделения лишь некоторых бит в октете идентификатора хоста.
Как зарегистрировать IP -сеть своей организации?
На самом деле, конечные пользователи не имеют отношения к этой задаче, которая ложиться на плечи системного администратора данной организации. В свою очередь, в этом ему оказывают содействие провайдеры Internet , обычно беря на себя все регистрационные процедуры в соответствующей международной организации, называемой InterNIC (Network Information Center ). Например, Сибирский федеральный университет желает получить адрес электронной почты в Internet , содержащий строку sfu -kras .ru . Такой идентификатор, включающий название фирмы, позволяет отправителю электронной почты определить компанию адресата.
Чтобы получить один из этих уникальных идентификаторов, называемых доменным именем, компания или провайдер посылает запрос в орган, который контролирует подключение к Internet - InterNIC . Если InterNIC (или орган, уполномоченный им для такой регистрации в данной стране) утверждает имя компании, то оно добавляется в базу данных Internet . Доменные имена должны быть уникальны, чтобы предотвратить ошибки. Понятие домена и его роль в адресации сообщений, пересылаемых по Internet , будут рассмотрены ниже. Дополнительную информацию о работе InterNIC можно узнать, посетив в Internet страницу http://rs.internic.ru .
ДОМЕННАЯ СИСТЕМА ИМЕН
Доменные имена
Кроме IP-адресов, для идентификации конкретных хостов в Сети используется так называемое доменное имя хоста (Domain host name) . Так же, как и IP-адрес, это имя является уникальным для каждого компьютера (хоста) , подключенного к Internet, - только здесь вместо цифровых значений адреса применяются слова.
В данном случае понятие домена означает совокупность хостов Internet, объединенных по какому-то признаку (например, по территориальному, когда речь идет о домене государства).
Разумеется, использование доменного имени хоста было введено только для того, чтобы облегчить пользователям задачу запоминания имен нужных им компьютеров. Сами компьютеры, по понятным причинам, в таком сервисе не нуждаются и вполне обходятся IP -адресами. Но вы только представьте, что вместо таких звучных имен как, www . microsoft . com или www . ibm . com вам пришлось бы запоминать наборы цифр, - 207.46.19.190 или 129.42.60.216 соответственно.
Если говорить о правилах составления доменных имен, то здесь нет столь жестких ограничений по количеству составных частей имени и их значениям, как в случае IP -адресов. Например, если в ХТИ – Филиале СФУ существует хост с именем khti , входящий в домен республики Хакасия khakassia , а тот, в свою очередь входит в домен России ru , то доменное имя такого компьютера будет khti . khakassia . ru . В общем случае число составляющих доменного имени может быть различным и содержать от одной и более частей, например, rage . mp 3. apple . sda . org или www . ru .
Чаще всего доменное имя компании состоит из трех составляющих, первая часть - имя хоста, вторая - имя домена компании, и последняя - имя домена страны или имя одного из семи специальных доменов, обозначающих принадлежность хоста, организации определенного профиля деятельности (см. табл. 1). Так, если ваша компания называется «KomLinc », то чаще всего Web -сервер компании будет назван www .komlinc .ru (если это российская компания), или, к примеру, www .komlinc .com , если вы попросили провайдера зарегистрировать вас в основном международном домене коммерческих организаций.
Последняя часть доменного имени называется идентификатором домена верхнего уровня (например, . ru или . com ). Существует семь доменов верхнего уровня, установленных InterNIC .
Таблица 1. Международные домены верхнего уровня
|
Имя домена |
Принадлежность хостов домена |
|
ARPA |
Пра-пра... бабушка Internet , сеть ARPANet (выходит из употребления) |
|
СОМ |
Коммерческие организации (фирмы, компании, банки и так далее) |
|
GOV |
Правительственные учреждения и организации |
|
EDU |
Образовательные учреждения |
|
MIL |
Военные учреждения |
|
NET |
«Сетевые» организации, управляющие Internet или входящие в его структуру |
|
ORG |
Организации, которые не относятся ни к одной из перечисленных категорий |
Исторически сложилось так, что эти семь доменов верхнего уровня по умолчанию обозначают факт географического расположения (принадлежащего к ним) хоста на территории США. Поэтому международный комитет InterNIC наряду с вышеперечисленными доменами верхнего уровня допускает применение доменов (специальных сочетаний символов) для идентификации иных стран, в которой находится организация-владелец данного хоста.
Итак, домены верхнего уровня подразделяютсяна организационные (см. табл.1)и территориальные. Имеются двухбуквенные обозначения для всех стран мира: . ru - для России (пока в ходу и домен . su , объединяющий хосты на территории республик бывшего СССР), .са - для Канады, . uk - для Великобритании и т.д. Они обычно используются вместо одного из семи идентификаторов, перечисленных выше в таблице 1.
Территориальные домены верхнего уровня:
. ru (Russia )- Россия;
Su (Soviet Union ) - страны бывшего СССР, ныне ряд государств СНГ;
Uk (United Kingdom ) - Великобритания;
Ua (Ukraine ) - Украина;
Bg (Bulgaria ) - Болгария;
Hu (Hungary ) - Венгрия;
De (Deutchland ) - Германия, и др.
C полным списком всех доменных имен государств можно познакомиться на различных серверах в Internet .
Не все компании за пределами США имеют идентификаторы страны. В какой-то мере использование идентификатора страны или одного из семи идентификаторов, принятых в США, зависит от того, когда проводилась регистрация доменного имени компании. Так, компаниям, которые достаточно давно подключились к Internet (когда число зарегистрированных организаций было сравнительно невелико), был дан трехбуквенный идентификатор. Некоторые корпорации, работающие за пределами США, но регистрирующие доменное имя через американскую компанию, сами выбирают, использовать ли им идентификатор страны пребывания. Сегодня в России можно получить доменный идентификатор . com , для чего следует оговорить этот вопрос со своим провайдером Internet .
Как работают серверы DNS
Теперь поговорим о том, каким образом доменные имена преобразуются в понятные для компьютера IP -адреса.
Занимается этим Domain Name System (DNS , Доменная система имен) сервис, обеспечиваемый TCP/IP, который помогает в адресации сообщений. Именно благодаря работе DNS вы можете не запоминать IP -адрес, а использовать намного более простой доменный адрес. Система DNS транслирует символическое доменное имя компьютера в IP -адрес, находя запись в распределенной базе данных (хранящейся на тысячах компьютерах), соответствующую этому доменному имени. Стоит также отметить, что серверы DNS в русскоязычной компьютерной литературе часто называют «серверами имен».
Серверы имен корневой зоны
Хотя в мире насчитываются тысячи серверов имен, во главе всей системы DNS стоят девять серверов, названных серверами корневой зоны ( root zone servers ) . Серверы корневой зоны получили имена a . root _ server . net , b . root _ server . net и так далее вплоть до i . root _ server . net . Первый из них - a . root _ server . net - выступает в роли первичного сервера имен Internet , управляемого из информационного центра InterNIC , который регистрирует все домены, входящие в несколько доменов высшего уровня. Остальные серверы имен по отношению к нему вторичны, однако все хранят копии одних и тех же файлов. Благодаря этому любой из серверов корневой зоны может заменять и подстраховывать остальные.
На этих компьютерах размещена информация о хост-компьютерах серверов имен, обслуживающих семь доменов высшего уровня: .com , .edu , .mil , .gov , .net , .org и специального.arpa (рис.1). Любой из этих девяти серверов несет так же файл высшего уровня, как.uk (Великобритания), .de (Германия), .jp (Япония) и так далее.
Рис. 1. Иерархическая структура имен доменов Internet
В файлах корневой зоны содержатся все имена хост-компьютеров и IP -адреса серверов имен для каждого поддомена, входящего в домен высшего уровня. Другими словами, каждый корневой сервер располагает информацией обо всех доменах высшего уровня, а так же знает имя хост-компьютера и IP -адрес, по меньшей мере, одного сервера имен, обслуживающего каждый из вторичных доменов, входящих в любой домен высшего уровня. Для доменов иностранных государств в базе данных хранятся сведения по серверам имен для каждой страны. Например, в неком домене company . com файлы корневой зоны для домена содержат данные о сервере имен для любого адреса, заканчивающегося на company . com .
Кроме серверов имен корневой зоны существуют локальные серверы имен , установленные в доменах более низкого уровня. Локальный сервер имен кэширует список хост-компьютеров, поиск которых он производил в последнее время. Это устраняет необходимость постоянно обращаться в систему DNS с запросами о часто используемых хост-компьютерах. Кроме того, локальные серверы имен являются итерционными , а серверы корневой зоны - рекурсивными . Это значит, что локальный сервер имен будет повторять процедуру запроса информации о других серверах имен до тех пор, пока не получит ответа.
Корневые же серверы Internet , находящиеся на вершине структуры DNS , напротив, лишь выдают указатели на домены следующего уровня. Добраться до конца цепочки и получить требуемый IP -адрес - задача локального сервера имен. Чтобы решить ее, он должен спуститься по иерархической структуре, последовательно запрашивая у локальных серверов имен указатели на ее низшие уровни.
Компьютерная сеть представляет собой несколько компьютеров, связанных между собой, чтобы совместно обрабатывать данные. Компьютерные сети делятся на локальные и глобальные. Локальные сети объединяют компьютеры, находящиеся в одном помещении или здании, а глобальные сети объединяют локальные сети или отдельные компьютеры, удаленные на расстояние более 1 км. Интернет - это всемирная компьютерная сеть, состоящая из разнообразных компьютерных сетей, объединенных стандартными соглашениями о способах обмена информацией и единой системой адресации. Единицей сети Интернет является локальная вычислительная сеть, совокупность которых объединяется некоторой региональной (глобальной) сетью (ведомственной или коммерческой). На высшей ступени региональные сети соединяются с одной из так называемых опорных сетей Интернет. (В действительности региональные сети могут быть связаны между собой без выхода на опорную сеть.) В качестве соединительных линий в Интернете используются проводные линии связи, оптоволоконные, радиосвязь и спутниковая связь и др. Обобщенная структура Интернета Имеет место определенная аналогия между схемой транспортных магистралей и топологией Интернета, напоминающей карту автомобильных, железных дорог и схему авиаперевозок. Протоколы Интернета соответствуют правилам перевозок грузов; система адресации - традиционным почтовым адресам; транспортные магистрали - каналам связи между сетями в Интернете.
Всемирная паутина – это Интернет.
Еще его называют сетью.
Браузер – это программа на вашем компьютере, с помощью которой вы заходите в Интернет, просматриваете там информацию, ходите по нему. Она обрабатывает данные во всемирной паутине и позволяет осуществлять просмотр. Фактически это программа, с помощью которой вы можете работать в Интернете. Очень часто значок браузера расположен на Рабочем столе вашего компьютера. Когда вы нажимаете на него, вы заходите в Интернет. Стандартный браузер, который знают большинство людей, – это Internet Explorer.
В разных браузерах Интернет может работать по-разному: то, что не может сделать один браузер, может сделать другой. Если у вас не получается просмотреть, прослушать информацию или что-либо сделать в Интернете, попробуйте зайти в Интернет через другой браузер. Возможно, в другом браузере у вас получится это сделать. Наиболее популярные браузеры – это Google Chrome, Opera, Mozilla Firefox. Их можно найти через поиск в Интернете и установить на свой компьютер.
Сайт (вебсайт) – это ресурс в Интернете, который содержит информацию (тексты, рисунки или видео), может выполнять определенные функции (например, получение и отправка писем), имеет свой адрес, свое название, собственного владельца и состоит из отдельных страниц. Страница сайта называется веб-страницей.
Адрес (название) сайта – это набор символов, который состоит из трех частей: начинается с «http://» или «www.», затем имя сайта, в конце которого определенная зона (доменная зона) – краткое обозначение страны или типа организации: .com, .ru, .net, .biz, .org, .kz, .ua и др. Например, разберем адрес http://website-income.ru/ . Вначале – http://, затем имя – website-income.ru, в конце которого – .ru. Как правило, когда в Интернете на любой странице вы видите название сайта и нажимаете на него, то вы переходите на этот сайт.
Электронная почта – это система, с помощью которой вы можете отправлять и получать письма в Интернете. Фактически, это сайт или программа, с помощью которо осуществляется пересылка писем. Также электронной почтой называют личный адрес электронной почты конкретного человека или организации. При этом обычно говорят, чья электронная почта.
Отличительный знак электронной почты – это символ @ (произносится «собака» или «собачка»). Чтобы набрать его в тексте, на клавиатуре компьютера нужно нажать клавишу Shift и цифру 2 в режиме русского шрифта.
Различия между сайтом и электронной почтой (т.е. электронным адресом): в названии сайта в самом начале стоят символы http:// или www, а в названии электронной почты в середине знак @. Например, http://website-income.ru/ - это сайт, а [email protected] - это электронная почта.
Строка браузера – это самая верхняя строка на странице в Интернете, в которую вы вводите адрес сайта, на который хотите зайти. Она есть на любой странице любого сайта. На компьютерах могут быть разные настройки: на одних компьютерах, чтобы перейти на сайт, нужно только ввести в строку браузера его адрес; а на других компьютерах для этого еще нужно нажать на клавиатуре клавишу “Enter”.
Поисковая система – это система, которая позволяет найти в Интернете необходимую информацию. Фактически, это сайт, который предоставляет возможности поиска. Когда вы заходите в Интернет, автоматически открывается определенная поисковая система. Например, Google. Если вы хотите использовать другую поисковую систему, то в строке браузера вы вводите ее название и переходите на ее сайт.
Строка поиска – это пустая строка в поисковой системе, как правило, расположенная посередине страницы, в которую вы пишете слова, которые хотите найти в Интернете. Возле этой строки находится кнопка с надписью «Поиск», «Найти», «Go» и т.п. После того, как вы введете слова в строку поиска и нажмете на эту кнопку, начинается процесс поиска.
Сервисы: Telnet - сетевая программа, позволяющая осуществлять удаленный доступ к компьютерам через командную строку. Требует знания специального языка команд. FTP File Transfer Protocol - протокол передачи файлов - протокол семейства TCP/IP. Существует много прикладных FTP-програм, имеющих доступный графический интерфейс, и позволяющих находить и копировать файлы с FTP-серверов. E-mail Электронная Почта - один из самых популярных сервисов Интернет. Позволяет людям имеющим адреса электронной почты обмениваться почтовыми сообщениями. К текстовым сообщениям электронной почты можно прикреплять файлы в любых форматах. Gopher Несмотря на то, что FTP прекрасно справляется с передачей файлов, хороших средств для работы файлами, разбросанными по многим компьютерам, в нем нет. В связи с этим и была разработана усовершенствованная система пересылки файлов. Она называется Gopher .
Используя систему меню, Gopher позволяет Вам не только просмотреть списки ресурсов, но и перешлет нужный материал, причем знать, где он расположен, вовсе не обязательно. Gopher - это одна из наиболее всеобъемлющих систем просмотра, интегрированная с другими программами, такими, как FTP или Telnet. В Internet она широко распространена.
Компьютеры Gopher - с помощью распределенных индексов - связаны в единую поисковую систему, называемую Gopherspace (Gopher-пространство). Доступ в Gopher-пространства осуществляется через предлагаемые ими меню, а поиск - с помощью нескольких разновидностей поисковых систем. Наиболее известны среди них система Veronica, и индексная поисковая система глобального информационного сервера (wAIS - wide Area Information Server).
WAIS Wide Area Information Servers - система хранения и поиска документов в тематических базах данных. Для быстрой работы применяется индексный поиск. WWW World Wide Web - самый популярный сервис Интернет. Представляет собой совокупность десятков миллионов Web-серверов, разбросанных по всему миру и содержащих огромное количество информации. Документы Web, называемые Web-страницами, представляют собой журнально оформленные документы, содержащие мультимедиа элементы (графика, аудио, видео и тд.), а также гиперссылки, при щелчке на которых, пользователи перемещаются с одного документа на другой.
Телеконференции
Система телеконференций появилась как средство общения групп людей со сходными интересами. Со времени своего появления она широко распространилась, став одним из самых популярных сервисов Internet.
Этот вид сервиса напоминает списки рассылки Internet, за тем исключением, что сообщения не отправляются всем подписчикам данной телеконференции, а помещаются на специальные компьютеры, называемые серверами телеконференций или news-серверами. После этого подписчики телеконференции могут прочитать поступившее сообщение и, при желании, ответить на него.
Телеконференция похожа на доску объявлений, куда каждый может повесить свое объявление и прочитать объявления, повешенные другими. Для упрощения работы с этой системой, все телеконференции делятся по темам, названия которых отражены в их именах. На данный момент насчитывается около 10000 различных телеконференций, в которых обсуждается все, что только можно себе вообразить.
Для работы с системой телеконференций необходимо специальное программное обеспечение, с помощью которого вы сможете установить соединение с news-сервером и получить доступ к хранящимся на нем статьям телеконференций. Так как на news-сервере хранятся статьи очень большого числа телеконференций, пользователи обычно выделяют те, которые представляют для них интерес (или, другими словами, подписываются на них), и в дальнейшем работают только с ними.
После подписки на выбранные телеконференции придется устанавливать соединение с news-сервером, чтобы просмотреть поступившие сообщения. Отличие заключается в том, что можно настроить программу чтения телеконференций таким образом, чтобы она отслеживала состояние только тех из них, на которые вы подписались, и не вынуждала вас просматривать весь список.
Таким образом, телеконференции - это виртуальные клубы общения. Каждая телеконференция имеет свой адрес и доступна практически из, любой другой части" Internet. Телеконференции обычно имеют более менее постоянный круг участников.
Принципы информационного поиска.
Основные принципы информационного поиска были сформулированы еще в первой половине этого века. Между 1939 и 1945 годами У. Е. Баттеном была разработана система для отыскания патентов. Каждый патент классифицировался в соответствии с понятиями, к которым он имел отношение. Для каждого понятия, использовавшегося в системе, была создана 800-позиционная перфокарта. При регистрации в системе нового патента находились карты, соответствующие тем понятиям, которые в нем рассматриваются, и в позиции пробивались номера патента. Чтобы найти патент, в котором рассматривается одновременно несколько понятий, необходимо было совместить карты, соответствующие этим понятиям. Номер нужного патента определялся из позиции просвета. Основные принципы информационного поиска с тех пор не изменились. На примере уже этой ИПС видно, как происходит процесс поиска. Во-первых, должен быть создан массив указателей на информационные ресурсы. Указатель (index) содержит в себе некое свойство документа и ссылки на документы, этим свойством обладающие. Указатели могут быть различных видов. Широко распространен, например, авторский указатель. Такой указатель позволяет получить ссылки на работы интересующего нас автора. Также указатели могут быть составлены и по другим атрибутам документа. В системе Баттена использовался предметный указатель, то есть документы классифицировались по понятиям (предметам), которые в них затрагиваются. Процесс создания указателей на документы называется индексированием, а термины, использующиеся для индексирования, называются терминами индексирования. В случае с авторским указателем роль терминов индексирования будут выполнять фамилии авторов хранящихся в фонде работ. Совокупность используемых терминов индексирования называется словарем. Массив указателей, полученный после индексации информационных ресурсов, называется индексом (Index database). После создания индекса к нему обращаются посредством запросов. Так как процесс поиска заключается в сопоставлении запроса пользователя с имеющимися данными, полученный запрос также должен быть переведен на язык индексирования. В индексе выполняется поиск соответствующих запросу документов, пользователю выдается список ссылок на подходящие ресурсы. Для повышения скорости индексирования и поиска словарь и индекс должны быть упорядочены по системе, наиболее отвечающей задачам поиска в данной предметной области.
77 вопрос не надо
Индексирование и механизм поиска.
Содержание
Введение……………………………………………….... ...….3
1. История
развития интернета………………………......….4
2. Структура
и основные принципы построения
сети Интернет………………………………………………….…. …8
3. Проблемы и перспективы
развития сети Интернет……..11
Заключение…………………………………………….. ……14
Список
используемой литературы…………………………16
Введение
Информатика – это
новая информационная индустрия, связанная
с использованием персональных компьютеров
и сети Интернет.
В наступившем новом тысячелетии большая
часть информации, связанной с деятельностью
людей, будет храниться в памяти ЭВМ.
ЭВМ – электронные вычислительные машины
– одно из важнейших изобретений 20 века.
За рубежом, а позже и у нас в стране вычислительные
машины получили название компьютеров.
Компьютеры используются как универсальные
устройства обработки, передачи и накопления
самой различной информации.
Базис современной информационной индустрии
– компьютерная сеть Интернет.
Интернет – это международная компьютерная
сеть, связывающая компьютеры во всех
странах и континентах, хранящая гигантские
объемы информации и дающая оперативный
доступ к этой информации практически
всем людям.
Интернет стал неотделимой частью
современной цивилизации. Стремительно
врываясь в сферы образования,
торговли, связи, услуг, он порождает
новые формы общения и обучения,
коммерции и развлечений. « Сетевое
поколение» – это настоящий
социо-культурный феномен наших
дней. Для его представителей
Интернет давно стал привычным
и удобным спутником жизни.
Человечество вступает в новый
– информационный – этап своего
развития, и сетевые технологии
играют в нем огромную роль.
История развития интернета.
Около 20 лет назад Министерство
Обороны США создало сеть, которая
явилась предтечей Интернет, – 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 Интернет. В модели ARPAnet всегда
была связь между компьютером-источником
и компьютером-приемником (станцией назначения).
Сеть предполагалась ненадежной: любая
часть сети может исчезнуть в любой момент.
На связывающиеся компьютеры
– не только на саму сеть
– также возложена ответственность
обеспечивать налаживание и поддержание
связи. Основной принцип состоял
в том, что любой компьютер
мог связаться как равный с
равным с любым другим компьютером.
Передача данных в сети была
организована на основе протокола – IP.
Протокол IP – это правила и описание работы
сети. Этот свод включает правила налаживания
и поддержания связи в сети, правила обращения
с IP-пакетами и их обработки, описания
сетевых пакетов семейства IP (их структура
и т.п.). Сеть задумывалась и проектировалась
так, чтобы от пользователей не требовалось
никакой информации о конкретной структуре
сети. Для того, чтобы послать сообщение
по сети, компьютер должен поместить данные
в некий "конверт"", называемый, например,
IP, указать на этом "конверте"" конкретный
адрес в сети и передать получившиеся
в результате этих процедур пакеты в сеть.
Эти решения могут показаться
странными, как и предположение
о "ненадежной"" сети, но уже
имеющийся опыт показал, что
большинство этих решений вполне
разумно и верно. Пока Международная
Организация по Стандартизации (Organization
for International Standardization – ISO) тратила
годы, создавая окончательный стандарт
для компьютерных сетей, пользователи
ждать не желали. Активисты Интернет начали
устанавливать IP-программное обеспечение
на все возможные типы компьютеров. Вскоре
это стало единственным приемлемым способом
для связи разнородных компьютеров. Такая
схема понравилась правительству и университетам,
которые проводят политику покупки компьютеров
у различных производителей. Каждый покупал
тот компьютер, который ему нравился и
вправе был ожидать, что сможет работать
по сети совместно с другими компьютерами.
Примерно 10 лет спустя после появления
ARPAnet появились Локальные Вычислительные
Сети (LAN), например, такие как Ethernet
и др. Одновременно появились
компьютеры, которые стали называть
рабочими станциями. На большинстве
рабочих станций была установлена
операционная система UNIX. Эта
ОС имела возможность работы
в сети с протоколом Internet (IP). В
связи с возникновением принципиально
новых задач и методов их
решения появилась новая потребность:
организации желали подключиться
к ARPAnet своей локальной сетью.
Примерно в то же время появились
другие организации, которые начали
создавать свои собственные сети,
использующие близкие к IP коммуникационные
протоколы. Стало ясно, что все
только выиграли бы, если бы
эти сети могли общаться все
вместе, ведь тогда пользователи
из одной сети смогли бы
связываться с пользователями
другой сети.
Одной из важнейших среди этих
новых сетей была NSFNET, разработанная
по инициативе Национального
Научного Фонда (National Science Foundation –
NSF). В конце 80-х NSF создал пять
суперкомпьютерных центров, сделав их
доступными для использования в любых
научных учреждениях. Было создано всего
лишь пять центров потому, что они очень
дороги даже для богатой Америки. Именно
поэтому их и следовало использовать кооперативно.
Возникла проблема связи: требовался способ
соединить эти центры и предоставить доступ
к ним различным пользователям. Сначала
была сделана попытка использовать коммуникации
ARPAnet, но это решение потерпело крах, столкнувшись
с бюрократией оборонной отрасли и проблемой
обеспечения персоналом.
Тогда NSF решил построить свою
собственную сеть, основанную на
IP технологии ARPAnet. Центры были соединены
специальными телефонными линиями с пропускной
способностью 56 KBPS (7 KB/s). Однако, было очевидно,
что не стоит даже и пытаться соединить
все университеты и исследовательские
организации непосредственно с центрами,
т.к. проложить такое количество кабеля
– не только очень дорого, но практически
невозможно. Поэтому решено было создавать
сети по региональному принципу. В каждой
части страны заинтересованные учреждения
должны были соединиться со своими ближайшими
соседями. Получившиеся цепочки подсоединялись
к суперкомпьютеру в одной из своих точек,
таким образом суперкомпьютерные центры
были соединены вместе. В такой топологии
любой компьютер мог связаться с любым
другим, передавая сообщения через соседей.
Это решение было успешным, но
настала пора, когда сеть уже
более не справлялась с возросшими
потребностями. Совместное использование
суперкомпьютеров позволяло подключенным
общинам использовать и множество
других вещей, не относящихся
к суперкомпьютерам. Неожиданно
университеты, школы и другие
организации осознали, что заимели
под рукой море данных и
мир пользователей. Поток сообщений
в сети (трафик) нарастал все быстрее
и быстрее пока, в конце концов,
не перегрузил управляющие сетью
компьютеры и связывающие их
телефонные линии. В 1987 г. контракт
на управление и развитие сети был передан
компании Merit Network Inc., которая занималась
образовательной сетью Мичигана совместно
с IBM и MCI. Старая физически сеть была заменена
более быстрыми (примерно в 20 раз) телефонными
линиями. Были заменены на более быстрые
и сетевые управляющие машины.
Процесс совершенствования сети
идет непрерывно. Однако, большинство
этих перестроек происходит незаметно
для пользователей. Включив компьютер,
вы не увидите объявления о
том, что ближайшие полгода Интернет не
будет доступна из-за модернизации. Возможно,
даже более важно то, что перегрузка сети
и ее усовершенствование создали зрелую
и практичную технологию. Проблемы были
решены, а идеи развития проверены в деле.
Структура и основные принципы построения сети Интернет.
Интернет – всемирная информационная
компьютерная сеть, представляющая собой
объединение множества региональных компьютерных
сетей и компьютеров, обменивающих друг
с другом информацией по каналам общественных
телекоммуникаций (выделенным телефонным
аналоговым и цифровым линиям, оптическим
каналам связи и радиоканалам, в том числе
спутниковым линиям связи).
Информация в Интернет ранится на серверах.
Серверы имеют свои адреса и управляются
специализированными программами. Они
позволяют пересылать почту и файлы, производить
поиск в базах данных и выполнять другие
задачи.
Обмен информацией между серверами
сети выполняется по высокоскоростным
каналам связи (выделенным телефонным
линиям, оптоволоконным и спутниковым
каналам связи). Доступ отдельных
пользователей к информационным
ресурсам Интернет обычно осуществляется
через провайдера или корпоративную сеть.
Провайдер - поставщик сетевых
услуг – лицо или организация
предоставляющие услуги по подключению
к компьютерным сетям. В качестве
провайдера выступает некоторая
организация, имеющая модемный
пул для соединения с клиентами
и выхода во всемирную сеть.
Основными ячейками глобальной
сети являются локальные вычислительные
сети. Если некоторая локальная
сеть непосредственно подключена
к глобальной, то и каждая рабочая
станция этой сети может быть
к ней.
Существуют также компьютеры, которые
непосредственно подключены к
глобальной сети. Они называются
хост - компьютерами (host - хозяин).
Хост – это любой компьютер,
являющийся постоянной частью Internet,
т.е. соединенный по Internet – протоколу
с другим хостом, который в
свою очередь, соединен с другим,
и так далее.
Для подсоединения линий связи
к компьютерам используются специальные
электронные устройства, которые
называются сетевыми платами,
сетевыми адаптерами, модемами и
т.д.
Практически все услуги Интернет
построены на принципе клиент-сервер.
Вся информация в Интернет хранится на
серверах. Обмен информацией между серверами
осуществляется по высокоскоростным каналам
связи или магистралям. Серверы, объединенные
высокоскоростными магистралями, составляют
базовую часть сети Интернет.
Отдельные пользователи подключаются
к сети через компьютеры местных
поставщиков услуг Интернета, Интернет
- провайдеров (Internet Service Provider - ISP), которые
имеют постоянное подключение к Интернет.
Региональный провайдер, подключается
к более крупному провайдеру национального
масштаба, имеющего узлы в различных городах
страны. Сети национальных провайдеров
объединяются в сети транснациональных
провайдеров или провайдеров первого
уровня. Объединенные сети провайдеров
первого уровня составляют глобальную
сеть Интернет.
Передача информации в Интернет
обеспечивается благодаря тому,
что каждый компьютер в сети
имеет уникальный адрес (IP- адрес),
а сетевые протоколы обеспечивают
взаимодействие разнотипных компьютеров,
работающих под управлением различных
операционных систем.
В основном в Интернет используется семейство
сетевых протоколов (стек) TCP/IP. На канальном
и физическом уровне стек TCP/IP поддерживает
технологию Ethernet, FDDI и другие технологии.
Основой семейство протоколов TCP/IP является
сетевой уровень, представленный протоколом
IP, а также различными протоколами маршрутизации.
Этот уровень обеспечивает перемещение
пакетов в сети и управляет их машрутизацией.
Размер пакета, параметры передачи, контроль
целостности осуществляется на транспортном
уровне TCP.
Прикладной уровень объединяет
все службы, которые система предоставляет
пользователю. К основным прикладным
протоколам относятся: протокол
удаленного доступа telnet, протокол передачи
файлов FTP, протокол передачи гипертекста
HTTP, протоколы электронной почты: SMTP, POP,
IMAP, MIME.
Проблемы и перспективы развития сети Интернет.
Сегодня скорость развития сети
Интернет достигла небывалых
показателей. Благодаря своему
удобству и недорогой цене, этот
способ обмена информацией становиться
все более и более популярным
у людей в разных странах
мира.
Миллиарды сайтов и информационных
ресурсов привлекают к себе
все большее количество посетителей.
В сети, с момента её появления,
уже сформировались и продолжают
формироваться всё новые и
новые сообщества, которые имеют
свои традиции, этику, общие задачи
и цели.
Нам стоит лишь раз окунуться в бескрайние
просторы www, быстро и легко получить доступ
к нужной информации - и мы тут же понимаем,
что в нашем распоряжении величайшее изобретение
человечества, которое уже сделало планету
большим общим домом (деревней или мегаполисом,
как нам удобнее). Каждый раз, подключаясь
к сети, мы осознаём, что по ту сторону
монитора нас ждут люди и возможности,
о существовании которых мы ещё вчера
даже не догадывались. Именно этими особенностями
www объясняется столь бурное его развитие.
На сегодняшний день, по данным Internet World
Stats (http://www. и т.д.................
Сегодня Интернетом никого не удивишь. Доступ в эту сеть ежедневно осуществляет огромное количество пользователей. По данным 2015 года, количество подключенных юзеров превысило 3,3 миллиарда. Правда, далеко не все знают, что представляет собой структура сети Интернет в техническом плане. Большинству это, в общем-то, и не нужно. Однако основы, заложенные в принципы функционирования Всемирной паутины, хотя бы на начальном уровне знать все-таки нужно.
Что такое Интернет в современной интерпретации
Вообще, когда идет речь о современном Интернете, достаточно часто вместо этого употребляется понятие Всемирной паутины или Сети, в которую объединены компьютеры со всех концов мира.
В общем-то верно, но здесь следует сделать одно уточнение. Как известно, ни один компьютер напрямую к Интернету не подключается, только через поставщика услуг, к которому присоединено еще Бог знает сколько других терминалов или мобильных устройств. Получается, что все они объединены в одну сеть. И в этом смысле Интернет называют «сетью сетей».
Действительно, структура сети Интернет строится на объединении, так сказать, подсетей и имеет высокотехнологическую иерархию. Кроме того, обращение к тому или иному ресурсу невозможно представить себе без маршрутизатора, который способен выбирать оптимальный путь для ускоренного доступа к заданному ресурсу.
И вот что интересно. У Интернета как такового нет владельца, а сама сеть является скорее виртуальным пространством, которое с каждым днем воздействует на человека все больше и больше, порой даже заменяя реальность. Плохо это или хорошо, не нам судить. Но остановимся на основных аспектах построения и функционирования Всемирной паутины.
Структура глобальной сети Интернет: история появления и развития
Таким, каким мы его знаем сегодня, Интернет был не всегда. Если копнуть в историю, следует отметить, что первые попытки создания единой информационной сети, которая бы могла не только передавать данные, но и служить в некотором роде «переводчиком» множества языков программирования для восприятия информации, были предприняты еще в далеком 1962 году, в самый разгар «холодной войны» между США и СССР. Тогда и появилась программа на основе теории коммутации пакетов для Леонарда Клейнрока, которой руководил Джозеф Ликлайдер. Главным направлением стала не только но и ее «неуничтожаемость».
На основе этих разработок в 1969 году и возникла первая сеть, получившая название ARPANet, ставшая прародительницей Интернета, или World Wide Web. В 1971 году была разработана первая программа для отправки и приема электронной почты, к 1973 году, когда был продолжен евроатлантический кабель, сеть стала международной, в 1983 году перешла на унифицированный протокол TCP/IP, в 1984 году появилась технология IRC, позволявшая общаться в чате. И только к 1989 году в ЦЕРНе созрела идея создания глобальной паутины, которую сейчас и принято называть Интернетом. Конечно, ей было далеко до модели, использующейся сейчас, тем не менее некоторые основные принципы, которые включает в себя структура сети Интернет, и до сих пор остались неизменными.
Инфраструктура Всемирной паутины
Теперь давайте посмотрим, каким же образом удалось объединить отдельные компьютерные терминалы и сети на их основе в единое целое. Ключевым принципом стало использование пакетной передачи данных при помощи маршрутизации на основе универсального протокола, который был бы понятен любой машине. То есть информация не представляется в виде отдельных битов, байтов или символов, а передается в виде форматированного блока (пакета), который может содержать достаточно длинные комбинации различных последовательностей.
Однако сама передача происходит не как попало. При этом и ресурсы сети Интернет имеют несколько основных уровней:
- Магистраль (система высокоскоростных серверов, соединенных между собой).
- Крупные сети и точки доступа, подключенные к основной магистрали.
- Региональные сети рангом ниже.
- Интернет-провайдеры, предоставляющие услуги доступа (ISP).
- Конечные пользователи.
В сети Интернет такова, что терминалы, на которых она хранится, называются серверами, а пользовательские (считывающие или принимающие ее, а также отправляющие обратные отклики и потоки) машины - рабочими станциями. Передача же самой информации, как уже говорилось выше, осуществляется на основе маршрутизаторов. Но такая схема представлена исключительно для простоты понимания вопроса. На самом деле все гораздо сложнее.
Основные протоколы
Теперь мы подходим к одному из ключевых понятий, без которого невозможно представить, что собой представляет структура сети Интернет. Это универсальные протоколы. Сегодня их существует достаточно много, однако основным для Интернета является TCP/IP.
При этом нужно четко разграничивать два термина. Протокол IP (межсетевой) является одним из средств маршрутизации, то есть отвечает исключительно за доставку пакетов данных, но никоим образом не несет ответственности за целостность и безопасность передаваемой информации. Протокол TCP, наоборот, является средством обеспечения сеансовой связи между отправителем и получателем на основе логического соединения между двумя точками с так называемой гарантированной доставкой пакетов, причем абсолютно в неповрежденном виде.
Сегодня TCP/IP является стандартом Интернета де-факто, хотя существует и множество других протоколов, например UDP (транспортный), ICMP и RIP (маршрутизаторы), DNS и ARP (идентификационные для сетевых адресов), FTP, HTTP, NNTP и TELNET (прикладные), IGP, GGP и EGP (шлюзовые), SMTP, POP3 и NFS (почтовые и протоколы доступа к файлам на удаленных терминалах) и т.д.
Система доменных имен
Отдельно следует отметить универсальный подход при доступе к ресурсам. Понятно, что писать адрес страницы вроде 127.11.92.785, чтобы попасть на нужный ресурс, не так-то и удобно (а тем более запоминать все эти комбинации). Поэтому в свое время была разработана уникальная доменная система имен, позволявшая вводить адрес в том виде, как мы его сегодня видим (на английском языке).
Но и тут есть своя собственная иерархия. В ней тоже различают несколько уровней. К примеру, к международным доменам верхнего уровня относятся ресурсы, независимые от идентификатора страны (GOV - правительственные, COM - коммерческие, EDU - образовательные, NET - сетевые, MIL - военные, ORG - общие организационные, не относящиеся ни к одному из вышеперечисленных типов).
Далее следуют ресурсов, в которых явным образом указывается идентификатор страны. Например, US - США, RU - Россия, UA - Украина, DE - Германия, UK - Великобритания и т. д. Кроме того, такие домены имеют свои собственные подуровни вроде COM.UA, ORG.DE и т. д. В свою очередь, и здесь можно найти более четкую привязку на уровнях рангом ниже (KIEV.UA, KIEV.COM.UA и т. д.). Иными словами, при взгляде на адрес можно сразу же определить не только страну, но и территориальную принадлежность ресурса внутри нее.
Основные сервисы Интернета
Что же касается сервисов, которые сегодня можно найти в Интернете, в своих категориях они разделяются на электронную почту, новости и рассылки, файообменные сети, электронные платежные системы, Интернет-радио и телевидение, веб-форумы, блоги, социальные сети, Интернет-магазины и аукционы, образовательные проекты «Вики», видео- и аудио-хостинги и т. д. Поскольку в последнее время социальные сети стали наиболее популярными, остановимся на их структуре.
Структура социальных сетей Интернета
Общим признаком такого онлайн-сообщества является независимость от территориального положения или гражданства. Каждый пользователь создает собственный профайл (образ, место жительства в Сети, как хотите это назовите), а общение осуществляется при помощи системы передачи мгновенных сообщений, но не посредством чата, а в приватном режиме. С чатом можно сравнить разве что систему комментариев. Кроме того, любой зарегистрированный житель такого сообщества может оставлять так называемые посты, делиться с общественностью какими-то материалами или ссылками на другие издания и т. д.
Структура сети Интернет такова, что при задействовании определенных протоколов, вроде TCP/IP и IRC, все это делается совершенно элементарно. Главное условие - регистрация (создание логина и пароля для входа), а также указание хотя бы минимальной информации о себе.
Неудивительно, что персональные сайты и чаты медленно, но уверенно уходят в небытие. Даже некогда популярные «звонилки» вроде ICQ или QIP не выдерживают никакой конкуренции, ведь у социальных сетей возможностей гораздо больше.
