Информационные технологии постоянно увеличивают свое влияние на все сферы общественной жизни. Последняя треть ХХ столетия стала эпохой третьего машинного переворота, или третьей индустриальной революции (если первой считать появление паровой машины, а второй - появление электричества и двигателя внутреннего сгорания). Электронно-вычислительные машины, соединяемые в сети, революционизировали уже не способы преобразования вещества (как в двух первых технологических революциях), а способы преобразования информации, то есть обработки и передачи данных. Сегодня интеллектуальная деятельность человека и совокупный интеллектуальный ресурс все больше выступают как машинный ресурс компьютерных сетей, тяготеющих к глобальному охвату.
Интернет-технологии широко используются в самых различных сферах деятельности современного общества и, конечно, в первую очередь, - в информационной сфере. Они позволяют оптимизировать разнообразные информационные процессы, начиная от подготовки и издания печатной продукции и кончая информационным моделированием и прогнозированием глобальных процессов развития природы и общества.
Анализируя роль и значение Интернет-технологий для современного этапа развития общества, можно сделать вывод о том, что эта роль является стратегически важной, а значение этих технологий в ближайшем будущем будет быстро возрастать. Именно этим технологиям принадлежит сегодня определяющая роль в области технологического развития общества.
В числе отличительных свойств информационных технологий, имеющих стратегическое значение для развития экономики и общества в целом, существует семь наиболее важных.
1) Интернет-технологии позволяют активизировать и эффективно использовать информационные ресурсы общества, которые сегодня являются наиболее важным стратегическим фактором развития. Опыт показывает, что активизация, распространение и эффективное использование информационных ресурсов позволяет получить существенную экономию других видов ресурсов - сырья, энергии, полезных ископаемых, материалов и оборудования, людских ресурсов, социального времени.
2) Интернет-технологии позволяют оптимизировать и во многих случаях автоматизировать информационные процессы, которые в последние годы занимают все большее место в жизнедеятельности человеческого общества. Известно, что развитие цивилизованного общества происходит в направлении становления информационного общества и информационных технологий, где объектами и результатами труда становятся в основном не материальные ценности, а знание и информация. Уже в настоящее время в большинстве развитых стран основная часть развитого населения занята в той или иной мере в процессах подготовки, хранения, обработки и передачи информационных продуктов и услуг.
3) Использование Интернет-технологий является элементом, включенным в более сложные производственные и социальные процессы. Поэтому зачастую Интернет-технологии выступают в качестве компонентов соответствующих производственных и социальных технологий.
4) Интернет-технологии сегодня играют исключительно важную роль в обеспечении информационного взаимодействия между людьми, а также в системах подготовки и распространения массовой информации. В настоящее время проблема распространения
информации о товаре или услуге, передачи информационного продукта практически решена. Сейчас роль административных и государственных границ практически изменена. Границы больше не имеют столь большого влияния в информационной сфере, так как распространение информации происходит практически без ограничений.
5) Интернет-технологии занимают сегодня центральное место в процессе интеллектуализации общества и экономики. Практически во всех развитых странах компьютерная и телевизионная техника, учебные программы и мультимедиа технологии становятся уже привычными атрибутами повседневной жизни. Использование Интернет-технологий становится базовой структурой на любом экономическом уровне, позволяющее постоянно повышать уровень квалификации имеющихся кадров.
6) Информационные технологии играют в настоящее время ключевую роль также и в процессах получения и накопления новых знаний. Большинство из этих знаний выступает как экономическое благо, использование которого повышает эффективность экономических процессов, происходящих как в рамках отдельного предприятия, так и на территории всего земного шара.
7) Принципиально важное для современного этапа развития общества значение развития Интернет-технологий заключается в том, что их использование может оказать существенное влияние на решение основных проблем экономического развития общества. Выполнение Интернет-технологиями этих свойств позволяет экономикам стран мира активно развиваться. Но при этом внедрение Интернет-технологий во внутренне пространство любой компании является достаточно сложным процессом. Связано это в первую очередь с тем, что сами по себе Интернет-технологии являются комплексной системой, рассмотрение которой возможно с нескольких точек зрения.
Компоненты Интернет-технологий могут быть рассмотрены с двух точек зрения: физической и логической.
Физические компоненты Интернет-технологии включают в себя:
1) Сеть Интернет
Протоколы TCP/IP. IP-адреса
Иерархическая система доменных имен Интернета
Опорная сеть Интернета. Маршрутизация.
2) Компьютеры (серверы и клиенты) в Интернете
Серверы электронной почты
Web - серверы.
FTP-серверы.
Серверы телеконференций.
Серверы мгновенных сообщений.
3) Программное обеспечение в Интернете
Сетевые операционные системы.
Специальное программное обеспечение для соединения с Интернетом.
Прикладные протоколы.
4) Доступ в Интернет
Соединение сетевой платы с локальной сетью.
Кабельные системы Ethernet.
Удаленный доступ к глобальным сетям.
Доступ "компьютер - сеть".
Доступ "сеть-сеть".
5) Цифровые линии связи
Выбор провайдера. Подключение к Интернету
Интернет-технологии в физическом смысле - это совокупность взаимосвязанных компьютеров пользователей , локальных сетей организаций и узловых серверов, соединенных между собой различными каналами связи, а также специальное программное обеспечение, которое обеспечивает взаимодействие всех этих средств в системе "клиент-сервер", на основе единых стандартных протоколов.
Рассмотрение Интернет-технологий в физическом смысле позволяет производить оценку материальных ценностей, физических компонентов, благодаря которым происходит реализация потенциала новых технологий в рамках сетевой структуры. Именно благодаря наличию Интернет-технологий в физическом аспекте их существования стало возможным последующее экономическое развития отдельных компаний, регионов, стран, группировок стран. Но кроме физического аспекта существования Интернет-технологий, существует и логический. Интернет-технологии в логическом смысле - это глобальная информационная система, поддерживающая хранение множество электронных документов и удаленный доступ к ним по сетям телекоммуникаций; единое информационное пространство; виртуальная информационно-вычислительная среда.
Логические компоненты Интернет-технологии
1) Интернет - сервисы
Электронная почта. Системы телеконференций.
World Wide Web - Всемирная паутина.
Передача файлов (FTP).
Передача мгновенных сообщений (IСQ).
Интерактивный чат (chat).
Аудио- и Видеоконференции.
2) Информационные ресурсы в Интернете
Адресация, URL и протоколы передачи данных.
Web-страницы и Web-узлы, порталы. Web - пространство.
Создание Web-страниц. Языки Web-публикаций.
Публикации в Интернете. Представительство.
3) Работа в Интернете
Браузеры.
Навигация в Интернете. Поисковые системы.
Просмотр Web-страницы в браузере.
Рассмотрение Интернет-технологий в логическом смысле позволяет выделять те элементы информационного поля, которые оказывают непосредственное влияние на деятельность экономических агентов. Распределение информационных потоков создает условия для реализации новых проектов глобального характера. В тоже время происходит унификация основных логических компонентов Интернет-технологий, что создает дополнительные условия процессам глобализации экономики.
Лекция 2 Сеть Интернет и ее принципы организации
24 октября 1995 года Федеральный сетевой совет (FNC) одобрил резолюцию, определяющую термин "Интернет". Она гласит: Федеральный сетевой совет признает, что следующие словосочетания отражают наше определение термина "Интернет". Интернет - это глобальная информационная система, которая:
логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов, основанных на Интернет-протоколе (IP) или на последующих расширениях или преемниках IP;
способна поддерживать коммуникации с использованием семейства Протокола управления передачей/Интернет-протокола (TCP/IP) или его последующих расширений/преемников и/или других IP-совместимых протоколов;
обеспечивает, использует или делает доступной, на общественной или частной основе, высокоуровневые сервисы, надстроенные над описанной здесь коммуникационной и иной связанной с ней инфраструктурой.
Интернет представляет собой сложное техническое образование, обладающее свойствами самоорганизации и саморегуляции, на которых основана высокая устойчивость Интернета в техническом, экономическом, социальном и политическом смысле. Технически невозможно указать какой-то сектор Сети, при выходе из строя которого, нарушилось бы функционирование Интернета в целом.
Рост и развитие сети Интернет происходит одновременно и сбалансировано по трем направлениям, соответствующим трем основным компонентам:
аппаратный
программный
информационный
Аппаратный компонент Интернета обеспечивает комплектацию сети техническими средствами (NET-архитектура) и включает в свой состав:
компьютеры разных моделей и систем;
каналы передачи данных;
устройства сопряжения (электронные и механические) персональных компьютеров и каналов передачи данных.
Аналогом аппаратной составляющей Интернета можно рассматривать федеральные и региональные сети автомобильных дорог. Выход из строя отдельного участка автомагистрали между пунктами А и Б не должен препятствовать движению транспорта между этими пунктами, потому что всегда найдется маршрут объездной дороги.
В отличие от автодорожной сети – сеть Интернет имеет не плоскую, а пространственную структуру, в которой передача данных может происходить не только по проложенным кабельным каналам связи, но по спутниковым каналам связи, радиорелейным системам, линиям кабельного телевизионного вещания и др. Вот почему характерной особенностью Интернет является устойчивость к разрушению - при возникновении каких-то повреждений или неполадок в некоторых участках сети, сообщения могут быть автоматически переданы по другим путям.
Это оказалось возможным благодаря положенной в основу еще при создании сети концепции , базирующейся на двух основных идеях: отсутствие центрального компьютера (все компьютеры сети равноправны) и пакетного способа передачи данных по сети.
Программный компонент Интернета обеспечивает функциональную совместимость, поскольку позволяет так преобразовывать данные, чтобы их можно было передавать по любым каналам связи и воспроизводить на любых компьютерах. Программы следят за соблюдением единых протоколов, обеспечивают целостность передаваемых данных, контролируют состояние Сети и в случае обнаружения пораженных или перегруженных участков оперативно перенаправляют потоки данных.
Основные функции программного компонента:
обеспечение совместной работы технически несовместного оборудования;
отслеживает соблюдение единых протоколов;
контролирует состояние сети;
обеспечивает функции хранения, поиска и воспроизведения информации.
Информационный компонент Интернета представлен сетевыми документами, т.е. документами, хранящимися на компьютерах, подключенных к сети Интернет. Это текстовые, графические, звуковые и видео документы. Характерная особенность информационного компонента в его распределенности. Например, при просмотре книги, хранящейся в Интернете, текст может поступать из одних источников, звук и музыка – из других, а графика – из третьих. Таким образом первичные документы, хранящиеся в сети, связаны между собой гибкой системой ссылок. В итоге мы можем говорить о том, что образуется некое информационной пространство, состоящее из сотен миллионов взаимосвязанных документов, напоминающую паутину.
И так, информационный компонент обеспечивает предоставление различным пользователям разнообразной информации, а так же ее накопление, хранение, модификацию и перераспределение Характерной особенность информационного компонента является его распределенность (WEB - архитектура).
Интернет с технической точки зрения
С технической точки зрения Интернет представляет собой всемирную компьютерную сеть, то есть сеть, связывающую каналами связи в единое целое миллионы вычислительных устройств.
Любое вычислительное устройство, постоянно подключенное к локальной или глобальной сети называется Хост (от англ. host – хозяин, принимающий гостей). Под термином «вычислительное устройство» следует понимать не только настольные персональные компьютеры, но и так называемые серверы, хранящие и передающие информацию, представленную в виде, например, web-страниц или сообщений электронной почты, мобильные устройства PDA (Personal Digital Assistant – персональный цифровой помощник), телевизоры, мобильные компьютеры, автомобили.
Хосты связаны друг с другом линиями связи. Для такой связи в хостах должны существовать специальные устройства, которые можно было бы подключить к каналам связи – сетевые интерфейсы. Сетевыми интерфейсами могут быть самые разнообразные устройства. Наиболее известны сетевые карты Ethernet и модемы для обычных коммутируемых телефонных линий.
Хосты далеко не всегда напрямую соединены между собой единственной физической линией связи. Напротив, типичной является ситуация, когда связь осуществляется с помощью множества последовательных линий, соединяемых специальными коммутирующими устройствами – маршрутизаторами. Если в обычном хосте устанавливается одна сетевая карта, то в маршрутизаторе – два или более сетевых интерфейса.
Программное обеспечение компьютера с несколькими сетевыми интерфейсами должно принимать решение о том, в какую кабельную систему следует направить прибывшую через тот или иной сетевой интерфейс информацию – выбрать для информации маршрут. Отсюда название для таких компьютеров – маршрутизаторы (англ. router). Маршрутизаторами могут быть обычные персональные компьютеры, но чаще это специализированные компьютеры – Unix-машины, не имеющие ни дисплея, ни клавиатуры. Основная функция маршрутизатора – быстрая маршрутизация, поэтому специализированные маршрутизаторы недешевы.
Маршрутизатор принимает порцию данных, передаваемую по одному из его входных каналов связи, а затем перенаправляет ее в один из своих выходных каналов связи. В терминологии компьютерных сетей передаваемые порции данных называют пакетами.
Последовательность каналов связи и маршрутизаторов, через которые пакет проходит в процессе передачи, называется маршрутом, или путем, пакета в сети. Путь пакета заранее не известен и определяется непосредственно в процессе передачи. В Интернете каждой паре хостов не предоставляется выделенный маршрут , а используется технология коммутации пакетов, при этом различные пары хостов могут одновременно пользоваться одним и тем же маршрутом или частью маршрута.
Интернет состоит из отдельных совокупностей линий связи и маршрутизаторов, имеющих четко определенные точки связи (интерфейсы) с другими такими совокупностями. У дорогостоящих маршрутизаторов, так же, как и у кабелей, спутниковых и других каналов связи, должен быть хозяин.
На техническом языке такая четко определенная совокупность линий систем и маршрутизаторов (не вполне строго) называется автономной системой.
Одной или несколькими автономными системами управляет одна организация, называемая провайдером услуг Интернета, или ISP (Internet Service Provider), поставщик доступа к услугам Интернета. Интернет-провайдеры подразделяются на резидентных (например, AOL или MSN), университетских (Университет Стэнфорда) и корпоративных (компания Ford Motors). Интернет-провайдер предоставляет сеть маршрутизаторов и линий связи. Как правило, Интернет-провайдеры предлагают несколько способов подключения к сети Интернет (рис.1). Кроме того, Интернет-провайдеры осуществляют прямое подключение к сети web-сайтов.
Выбор способа подключения к Internet зависит не только от технических возможностей персонального компьютера, но и от технических возможностей провайдера. Здесь можно говорить о том, что речь идет не о подключении к Internet как к чему-то виртуальному, а конкретно о подключении к провайдеру, к оборудованию провайдера.
Способы подключения к оборудованию провайдера бывают проводными, и беспроводными. Подробнее будут рассмотрены ниже.
Для того чтобы обеспечить связь между удаленными пользователями, а также предоставить пользователям доступ к информации, хранящейся в Интернете, местные Интернет-провайдеры подключаются к Интернет-провайдерам национального или интернационального звена, таким как UUNet и Sprint. Последние используют высокоскоростные маршрутизаторы, соединенные оптоволоконными кабелями. Каждый из Интернет-провайдеров как нижнего, так и верхнего звеньев является административной единицей, передающей данные по интернет-протоколу (IP) и придерживающейся соглашений об именах и адресах, принятых в Интернете.
Во всем мире действует несколько тысяч Интернет-провайдеров. Таким образом, организационно Интернет – это большой кооператив, а провайдерство – коммерческая деятельность. Провайдеры, взаимодействуя между собой как коммерческие организации, заключают между собой коммерческие договоры. Предмет такого коммерческого договора – это информация, точнее, объем передаваемой информации в единицу времени (т.н. трафик).
Каждый провайдер имеет свою магистральную сеть, или бэкбоун (Backbone (англ.) – дословно – хребет). На рис. 2 мы условно изобразили магистральную сеть некоего провайдера ISP-A. Его магистральная сеть показана зеленым цветом.
Рисунок 2 – Схема подключения домашнего компьютера к сети Интернет
Обычно ISP-провайдеры – это крупные компании, которые в ряде регионов имеют так называемые точки присутствия (POP, Point of Presence), где происходит подключение локальных пользователей.
Обычно крупный провайдер имеет точки присутствия (POP) в нескольких крупных городах. В каждом городе находятся аналогичные модемные пулы, к которым подключены (на которые звонят) локальные клиенты этого ISP в данном городе. Провайдер может арендовать волоконно-оптические линии у телефонной компании для соединения всех своих точек присутствия (POP), а может протянуть свои собственные волоконно-оптические линии. Крупнейшие коммуникационные компаний имеют собственные высокопропускные каналы.
Очевидно, что все клиенты провайдера ISP-А могут взаимодействовать между собой по собственной сети, а все клиенты компании ISP-В – по своей, но при отсутствии связи между сетями ISP-A и ISP-B клиенты компании «A» и клиенты компании «В» не могут связаться друг с другом. Для реализации данной услуги компании «A» и «B» договариваются подключиться к так называемым точкам доступа (NAP – Network Access Points) в разных городах, и трафик между двумя компаниями течет по сетям через NAP. На рис. 2 показаны магистральные сети только двух ISP-провайдеров. Аналогично организуется подключение к другим магистральным сетям, в результате чего образуется объединение множества сетей высокого уровня.
Объединение и согласование сетей осуществляется через мосты и шлюзы.
Шлюз - компьютер или программа, предназначенные для перевода данных, принятых в одной сети в формат, принятый в другой сети.
Мост – если объединяют две сети, использующие одинаковые протоколы.
Межсетевой экран (Брандмауэр, Файрвол) - комплекс аппаратных и/или программных средств, осуществляющий контроль и фильтрацию проходящих через него сетевых пакетов в соответствии с заданными правилами. Основная задача - защита компьютерных сетей или отдельных узлов от несанкционированного доступа.
На сегодняшний день существует множество компаний, имеющих собственные опорные сети (бэкбоуны), которые связываются с помощью NAP с сетями других компаний по всему миру. Благодаря этому каждый, кто находится в Интернете, имеет доступ к любому его узлу, независимо от того, где он расположен территориально (рис. 3).
Поскольку невозможно схематически отразить всю совокупность сетей Интернета, ее часто изображают в виде размытого облака, выделяя в нем лишь основные элементы: маршрутизаторы, точки присутствия (POP) и места доступа (NAP).
Скорость передачи информации на различных участках Сети существенно различается. Магистральные линии, или бэкбоуны, связывают все регионы мира (рис. 4) – это высокоскоростные каналы, построенные на основе волоконно-оптических кабелей. Кабели обозначаются OC (optical carrier), например OC-3, OC-12 или OC-48. Так, линия OC-3 может передавать 155 Мбит/с, а OC-48 – 2488 Мбит/с (2,488 Гбит/с). В то же время получение информации на домашний компьютер с модемным подключением 56 K происходит со скоростью всего 56 000 бит/с.
Фактически всемирная Сеть является сложной паутиной меньших локальных сетей. Представьте современную дорожную суперскоростных дорог между большими городами, от которых отходят дороги поменьше, связывающие между собой маленькие города , жители которых путешествуют по узким, медленным проселкам. Этими суперскоростными дорогами для Сети является высокоскоростной Internet так называемый «хребет» – опорные сети или магистральные линии. К компьютерам «хребта» подсоединены меньшие сети, обслуживающие конкретные географические регионы – региональные сети, к которым присоединяются локальные сети или даже индивидуальные компьютеры.
Участок линии связи, соединяющий конечное (клиентское) оборудование с узлом доступа провайдера (оператора связи) в провайдинге называют последней милей. Изобилие технологий последней мили дает возможность подключения любого абонента самыми разнообразными способами – как проводными, так и беспроводными.
Проводные технологии подразделяются по типам кабелей:
Телефонная линия. Для получения компьютером доступа к Интернету телефонная линия подсоединяется к модему (внутреннему или внешнему) – специальному устройству, которое соединяет компьютер с телефонной линией. Внутренний модем – представляет собой электронную плату, которая размещается внутри системного блока. Внутренний модем более дешевый, чем внешний, однако, уступает по скорости передачи информации и удобствам в работе. Внешний модем – это отдельное устройство, которое подключается к компьютеру. Внешний модем имеет большую стоимость, чем внутренний, более быстро передает информацию и предоставляет большие удобства. Услуга доступа в Интернет по телефонным линиями реализуется по технологиям Dial-Up или ADSL. Технология Dial-Up или модемное коммутируемое подключение к сети Интернет по аналоговой абонентской линии телефонной сети предполагает, что пользователь каждый раз для выхода в Интернет осуществляет с помощью модема дозвон по телефонной линии до модемного пула провайдера, что в свою очередь приводит к занятости телефонной линии во время нахождения в Интернете. Скорость соединения по коммутируемым линиям – до 56 Кб/сек. Технология ADSL позволяет (благодаря специальному оборудованию на ATC) из медленной аналоговой телефонной линии организовать высокоскоростной цифровой канал, по которому обеспечивается доступ в Интернет со скоростью до 7,5 Мбит/с. В отличие от обычных модемов, использующих коммутируемый доступ (дозвон до многоканального пула провайдера), АDSL-модем относится к разряду постоянно включенных. Принцип действия ADSL-модема заключается в том, что полоса пропускания телефонного провода разделяется на три независимых потока: один для телефона и два для Интернета (для входящих и исходящих данных). Именно поэтому, собственно, и можно одновременно пользоваться и телефоном и Интернетом.
Коаксиальный кабель (сети кабельного телевидения). При данном подключении так же используют специальный кабельный модем, который посылает и принимает сигналы по сети кабельного телевидения. Компьютер, оборудованный кабельным модемом, присоединяется к сети кабельного телевидения так же как телевизор. Кабельный модем с одной стороны через сетевую карту соединяют с компьютером, а с другой - через стандартный абонентский отвод подключают к телевизионной кабельной сети. Отличие телефонных и кабельных модемов – в их мощности/пропускной способности. Так как телефонные сети предназначены для передачи только голосовых сигналов, пропускная способность частотного диапазона достаточно ограничена. Сеть кабельного телевидения предназначена для передачи полного видео-изображения и имеет большую полосу пропускания. Данное преимущество позволяет передавать больший объем информации за секунду – скорость.
Витая пара и оптоволоконный кабель (выделенная линия). Требует организовать отдельный от телефонной линии цифровой канал связи между персональным компьютером и сетевым узлом провайдера Интернет. Провайдер проводит до компьютера абонента выделенную линию (витая пара или оптоволокно) сетевого кабеля Ethernet и выдает диапазон IP-адресов для выхода абонента в Интернет. Ethernet относится к классу широкополосных (broadband) технологий. Он обеспечивает скорость передачи данных от 10 до 100 Мбит/с. Выделенное подключение в сеть ИНТЕРНЕТ поддерживает технологию Ethernet, ADSL и SDSL.
Беспроводное подключение подразделяют по диапазонам частот (длинам) радиоволн:
Спутниковый канал. Это способ подключения к сети Интернет при помощи технологии спутниковой связи. Существует два
варианта обеспечения доступа: односторонний (асимметричный) и двухсторонний
(симметричный). Односторонний (асимметричный, асинхронный) спутниковый интернет - вид доступа в интернет, при котором
вся входящая информация, которая поступает на компьютер пользователя, передается через спутниковую антенну, а запросы на ее
получение и остальная исходящая информация идут через другой интернет-канал (обычно для этого используется мобильный телефон, который работает по технологии GPRS). То есть спутниковая антенна для одностороннего интернета может только принимать сигнал, но излучать его не может.
Двусторонний спутниковый интернет (VSAT) характеризуется абсолютной независимостью от наземных каналов связи, поскольку прием и передача сигнала выполняется через спутник.
Для подключения «спутникового» интернета необходимо оборудование: спутниковая антенна, спутниковый модем и конвертор для преобразования сигнала. Чаще всего спутниковым Интернетом называют асинхронный (или совмещенный) способ доступа – данные к пользователю поступают через спутниковую тарелку, а запросы (трафик) от пользователя передаются любым другим соединением – GPRS или по наземным каналам (ADSL, dial-up). Главное требование к запросному каналу – надежность соединения. В большинстве случаев лучшим выбором для него является ADSL подключение с бесплатным исходящим трафиком.
Радиоканал. Беспроводная связь, или связь по радиоканалу, осуществляется по технологии RadioEthernet и предусматривает организацию беспроводной связи на ограниченной территории с предоставлением нескольким абонентам равноправного доступа к общему радиоканалу. Свое название Radio-Ethernet получил потому, что по используемым протоколам он аналогичен обычному Ethernet-протоколу, только передача данных происходит не по кабелю, а по радиоканалам. Канал может быть ориентирован на работу в двух диапазонах - 915 МГц и 2,4 ГГц. Недостаток – зависимость качества связи от метеорологических условий, радиопомех, проблема прямой видимости базовой станции, максимальное расстояние между точками абонента и провайдера (с усилителем для антенны) – около 60 км.
Мобильный интернет (Сотовые сети) – это подключение через мобильный телефон либо беспроводной модем, абонентов, местоположение которых меняется. Мобильная телефония, за некоторыми исключениями, осуществляется посредством сотовых сетей – системы сотовой связи, которая строится в виде совокупности ячеек или сот, покрывающих обслуживаемую территорию. В центре каждой ячейки находится базовая станция, обслуживающая все радиотелефонные аппараты в пределах своей ячейки. Каждая базовая станция накрывает ограниченную площадь, но в комплексе они образуют сплошное покрытие. При перемещении абонента из одной ячейки в другую происходит передача его обслуживания от одной базовой станции к другой. В Росси используется 2 системы мобильной связи CDMA и GSM, которые работают в определенном стандарте. Стандарт сотовой связи – это система технических параметров и соглашений для обеспечения функционирования системы сотовой связи на определенной радиочастоте.
Важным фактором развития мобильной связи является совершенствование технологий на основе цифровизация сетей. Технологии сотовой связи насчитывают 4 поколения и обозначаются буквой ―G‖ («generation» – поколение):
1G –аналоговый стандарт связи (диапазон частот от 453 до 468 МГц),
2G – цифровая сотовая связь (частоты 900 и 1800 МГц),
3G – широкополосная цифровая сотовая связь объединяет в себе высокоскоростной доступ в интернет и канал передачи данных для радиосвязи (частоты дециметрового диапазона около 2 ГГц).
4G – основан на протоколах пакетной передачи данных (по всей ширине спектра частот от 700 МГц до 2,7 ГГц).
Каждое поколение содержит около десятка технологий и стандартов связи.
Если мобильные сети первого поколения (1G – 80е гг.) позволяли передавать только голос, то второе поколение систем сотовой связи (2G – 90е гг.), основанное на стандарте GSM, предоставляли и другие «неголосовые» услуги: передача коротких текстовых сообщений – SMS и ограниченный доступ к сети Интернет. Но и первое (1G) и второе (2G) поколение сетей мобильной связи строились подобно проводным телефонным сетям на основе технологии коммутации каналов.
Доступ осуществлялся по голосовому каналу и только к адаптированным для сотовых телефонов Интернет-страницам так называемым WAP-сайтам, написанных на языке WML. При этом использовалась технология передачи данных с коммутацией каналов (CSD), которую можно сравнить с dial-up, поскольку она также занимает канал, используемый для голосового трафика и, как следствие, блокирует линию для звонка во время подключения к сети Интернет. При низкой скорости доступа оплата осуществляется посекундно по тарифу обычного телефонного разговора.
Для того, чтобы предоставить полноценный скоростной доступ к сети Интернет, не занимая при этом телефонную линию , в 1997 г. была создана технология GPRS реализующая пакетный способ передачи данных. При использовании GPRS информация собирается в пакеты и передаѐтся через неиспользуемые в данный момент голосовые каналы. Принцип разделения каналов для передачи голоса и данных позволил при доступе к Интернету оплачивать не длительность соединения, а лишь объем переданных и полученных данных, т.е. трафик. Под трафиком понимается объѐм информации, передаваемой по сети за определенный период времени. Приоритетным трафиком в единственном канале является передача голосовых сообщений. Загруженность сети голосовым трафиком приводит к возникновению очереди на передачу пакетов, и, как следствие, снижение скорости доступа к сети Интернет. В целом на скорость доступа к Интернет в мобильных сетях второго поколения зависит от: модели телефонного аппарата, загруженности сети 2G голосовым и интерет-трафиком и помехи на пути радиосигнала (физические препятствия – например, железобетонные строения, проезжающий транспорт и т.д.). Максимальную скорость в сетях 2G можно получить только в тихую безветренную лунную ночь в поле, сидя в одиночестве под базовой станцией).
Мобильные сети третьего поколения (3G – 2001 г.) характеризуется переходом от узкополосных услуг, предлагаемых сегодня операторами сетей GSM и GPRS, к мультимедийным широкополосным (на скоростях до 2 Мбит/с) услугам, включая потоковое видео, мобильный Интернет, приложения мобильного бизнеса и т. д. Под мобильной сетью третьего поколения понимается интегрированная мобильная сеть, которая обеспечивает: для неподвижных абонентов скорость обмена информацией не менее 2048 кбит/с, для абонентов, движущихся со скоростью не более 3 км/ч – 384 кбит/с, для абонентов, перемещающихся со скоростью не более 120 км/ч – 144 кбит/с. При глобальном спутниковом покрытии сети 3G должны обеспечивать скорость обмена не менее 64 кбит/с.. По концепции развития сетей 3G основной доход операторов сотовой связи в сетях третьего поколения будет не от предоставления услуг связи, а от использования абонентами дополнительных сервисов.
Преимущественно мобильные сети 3G представлены стандартом UMTS (универсальная система мобильной электросвязи), который был разработан для модернизации сетей GSM. В основе стандарта UMTS лежит технология CDMA множественного доступа с кодовым разделением каналов, которая дает возможность абонентам использовать всю ширину канала. Вот почему поколение 3G называют сетями с мобильным широкополосным (broadband – широкополосная передача) доступом, позволяющих одновременно и на высоких скоростях принимать («загружать») и передавать («сгружать») информацию (сигналы) различных служб, например, данные, голос и видео.
Главным отличием 3G от сетей второго поколения является переход от узкополосных услуг к мультимедийным широкополосным, индивидуализация, то есть, присвоение каждому абоненту IP-адреса, подобно Интернету и постоянное пребывание абонентов в сети. Покрытие территории сетями сотовой связи третьего поколения, уступает покрытию сетями 2G. Развертывание сетей 3G требует строительство дополнительных базовых станций, что связано со снижением радиуса их действия, по сравнению с действующими сетями GSM.
Однако основные надежды участников рынка связаны четвертым поколением мобильной связи (4G – 2008 г.), как следующим этапом развития беспроводной телекоммуникации, которая позволит достичь скорости передачи данных до 1 Гбит/с в условиях стационарного применения и до 100 Мбит/с в условиях обмена данными с мобильными устройствами доступа. Технология 4G, в частности, позволит абонентам смотреть многоканальные телетрансляции высокой четкости и управлять домашней бытовой техникой с помощью мобильного устройства, совершать дешѐвые междугородные
телефонные звонки. Системы связи 4G основаны на пакетных протоколах передачи данных. Для пересылки данных используется протокол IPv4, а также, в будущем планируется поддержка IPv6. С технической точки зрения, основное отличие сетей четвѐртого поколения от третьего заключается в том, что технология 4G полностью основана на протоколах пакетной передачи данных, в то время как 3G соединяет в себе как пакетную коммутацию, так и коммутацию каналов. В мобильной сети 4G отсутствует канал для передачи голоса – 100% их пропускной способности используется для услуг передачи данных.
Одним из стандартов сети четвертого поколения был утвержден LTE, в качестве следующего после UMTS стандарта широкополосной сети мобильной связи, который обеспечит более высокие скорости передачи данных и откроет пути для внедрения инновационных услуг, требующих широкой полосы пропускания. Операторы позиционируют LTE как дальнейшее развитие GSM с сохранением обратной совместимости. Для LTE это разумеющееся преимущество, так как заинтересованные в ней операторы располагают внушительными финансовыми возможностями и устоявшимися отношениями с пользователями.
В качестве главного стандарта 4G ряд аналитиков называет LTE, за которым следом идут технологии Wi-Fi и WiMax, подразумевающие интеграцию в единую беспроводную сеть широкого спектра устройств. Мобильный WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), стандартизированная институтом IEEE технология широкополосной беспроводной связи, дополняющая линии DSL и кабельные технологии в качестве альтернативного решения проблемы "последней мили" на больших расстояниях. Технологию WiMAX можно использовать для реализации широкополосных соединений «последней мили», развертывания точек беспроводного доступа, организации высокоскоростной связи между филиалами компаний и решения других подобных задач. Если стандарт LTE служит развитием существующих сетей, то WiMAX требует строительства новой сети.
Для того, чтобы подключиться к мобильному интернету необходим модем, который обеспечивает подключение к Интернету в мобильной сети. В качестве модема может выступать:
USB устройства
Мобильный телефон с поддержкой GPRS и EDGE протоколов и средства связи с компьютером – USB кабель, Bluetooth, инфракрасный порт
доступ в Интернет может осуществляться и с мобильного телефона, смартфона или планшета благодаря встроенному модему
Все модемы можно разделить на две основные категории – универсальные и операторские. Универсальные модемы не зависят от конкретных операторов, и в них можно вставить любую SIM-карту. Операторские модемы настроены на частоту работы сотового оператора и зависят от технологий поколения сотовой сети, которое поддерживает сотовый
оператор. Относительно старые телефоны подключаются по медленной и дорогой технологии GPRS, а современные телефоны, работающие в стандартах сотовой связи третьего (3G) и четвертого (4G) поколения используют более скоростные: CDMA, UMTS, LTE, WiMAX, для которых, в качестве альтернативы, возможно использование USB-модема. Качество связи и скорость передачи данных в значительной мере зависят от расстояния до базовой станции сотового оператора, поддерживающей стандарты более высокого поколения и обеспечивающей зону покрытия мобильного доступа в Интернет.
Wi-Fi – это специфический вид беспроводного подключения к «точкам доступа». Точка доступа – это беспроводная базовая станция, предназначенная для обеспечения беспроводного доступа к уже существующей сети (беспроводной или проводной) или создания совершенно новой беспроводной сети. Беспроводная связь осуществляется посредством технологии Wi-Fi. Проводя аналогию, точку доступа можно условно сравнить с вышкой сотового оператора, с той оговоркой, что у точки доступа меньший радиус действия и связь между подключенными к ней устройствами осуществляется по технологии Wi-Fi. Радиус действия стандартной точки доступа – примерно 200-250 метров, при условии, что на этом расстоянии не будет никаких препятствий (например металлоконструкций, перекрытий из бетона и прочих сооружений плохо пропускающих радио волну). Скорость доступа к Интернету по технологии Wi-Fi распределяется в равных пропорциях между подключившимися к ней клиентами, поэтому, чем больше клиентов подключено к точке доступа – тем меньше скорость каждого из них. Чаще всего эту технологию используют как дополнительную бесплатную услугу подключения к Интернету в публичных местах: кафе и аэропортах. С появлением мобильных сетей 3-го поколения бесплатный Wi-Fi-интернет выделяют и в транспорте. Для этого в общественном транспорте устанавливается специальный 3G-роутер, которым он подключается к сети Интернет через сигнал сотовой связи и распространяет его для пассажиров через точку доступа Wi-Fi.
Для доступа к информационному компоненту Интернета необходимо, чтобы компьютер был подключен к глобальной сети Интернет. На компьютере должны быть установлены все программные и аппаратные средства, необходимые для работы в сети Интернет, а так же физическое соединение (проводное или беспроводное) этого компьютера с одним из провайдеров (компанией, компьютерная сеть которой является частью Интернета). Для поиска и просмотра информации в Интернете на компьютере должна быть установлена программа-обозреватель веб-браузер для запроса из Сети Интернет web-страниц, их обработки, вывода и перехода от одной страницы к другой.
Каждый источник информации в сети Интернет имеет свой адрес, который необходимо ввести в поле адреса веб-браузера. Например, чтобы узнать, выставил ли преподаватель оценки по проведенной недавно контрольной точке, вы обращаетесь к сайту WWW.STUD.SSSU.RU - информационному ресурсу ЮРГУЭС.
После того, как вы набрали имя и нажали клавишу Enter, ваш компьютер отправляет запрос к указанному вами источнику информации. Запрос путешествует по сети, пока не достигнет компьютера, на котором расположен веб-сайт. На этом компьютере запрос принимается и обслуживается специальной программой веб-сервером. По отношению к веб-серверу браузеры выступают клиентами. В ответ на поступивший запрос веб-сервер сайта WWW.STUD.SSSU.RU передает информацию, размещенную на его главной странице, который и выводит ее на экран вашего компьютера.
Принципы организации связи между компьютерами в сети Интернет
Взглянем не Internet как на сеть, а не «паутину» линий связи и множестве приемо-передатчиков. Сеть Internet состоит, в основном, из выделенных телефонных линий. Казалось бы, Internet вполне аналогична телефонной сети, и модель телефонной сети достаточно адекватно отражает ее структуру и работу. В самом деле, обе они электронные, обе позволяют устанавливать связь и передавать информацию. И Internet тоже состоит, в первую очередь, из выделенных телефонных линий. Но это не так, поскольку телефонная сеть представляет собой сеть с коммутацией каналов – когда при вызове абонента с ним устанавливается физическое соединение на все время сеанса связи. При этом выделяется (и занимается) часть сети, которая для других уже не доступна (даже если абоненты молчат, а другие абоненты хотели бы поговорить по действительно неотложному делу). Это приводит к нерациональному использованию очень дорогих ресурсов - линий связи.
Internet же является сетью с коммутацией пакетов, что принципиально отличается от сети с коммутацией каналов.
Для Internet более подходит модель обыкновенной государственной почтовой службы. Почта является сетью пакетной связи, где нет никакой выделенной абоненту части этой сети. Почтовое послание перемешивается с посланиями других пользователей, кидается в контейнер, пересылается в другое почтовое отделение, где снова сортируется. Хотя технологии сильно разнятся, почта является прекрасным и наглядным примером сети с коммутацией пакетов. Модель почты удивительно точно отражает суть работы и структуру Internet.
В Интернете все соединенные между собой сети (Ethernet, Token Ring, сети на телефонных линиях, пакетные радиосети и т.п.), по сути, выступают аналогами железных дорог, самолетов почты, почтовых отделений и почтальонов. Посредством их почта движется с места на место. Маршрутизаторы сетей Интернета – аналоги почтовых отделений, где принимается решение, как перемещать данные («пакеты») по сети, точно так же, как почтовый узел намечает дальнейший путь почтового конверта. Отделения или узлы не имеют прямых связей со всеми остальными. Если вы отправляете почтовое сообщение из города А в город Б, почта не станет нанимать самолет, который полетит из ближайшего к городу А аэропорта в аэропорт города Б. Вместо этого местное почтовое отделение отправляет послание на подстанцию в нужном направлении, та в свою очередь, дальше в направлении пункта назначения на следующую подстанцию. Таким образом, письмо станет последовательно приближаться к пункту назначения, пока не достигнет почтового отделения, в ведении которого находится нужный объект и которое доставит сообщение получателю. Для работы такой системы требуется, чтобы каждая подстанция знала о наличествующих связях и о том, на какую из ближайших подстанций оптимально следует передать адресованный туда-то пакет. Примерно также и в Internet: маршрутизаторы отвечают маршрут отправления пакета данных.
На каждой почтовой подстанции определяется следующая подстанция, куда будет далее направлена корреспонденция, т.е. есть намечается дальнейший путь (маршрут) - этот процесс называется маршрутизацией. Для осуществления маршрутизации каждая подстанция имеет таблицу, где адресу пункта назначения (или индексу) соответствует указание почтовой подстанции, куда следует посылать далее эту корреспонденцию. Их сетевые аналоги называются таблицами маршрутизации. Эти таблицы рассылаются почтовым подстанциям централизовано соответствующим почтовым подразделением. Время от времени рассылаются предписания по изменению и дополнению этих таблиц. В Интернет составление и модификация таблиц маршрутизации определяются
соответствующими правилами - протоколами ICMP (Internet Control Message Protocol), RIP (Routing Internet Protocol) и OSPF (Open Shortest Path First). Узлы, занимающиеся маршрутизацией, называются маршрутизаторами.
Почтовые отправления (письмо, бандероль, посылка), пересылаемое в рамках почтового обмена, должно отвечать определенным требованиям к его предельной массе, допустимому вложению и предельным размерам.
В Internet также имеется набор правил – протоколов по обращению с пересылаемой информацией, которая из-за ограничений оборудования, делится на части (по границам байтов), раскладываемые в отдельные пакеты. Длина информации внутри пакета обычно составляет от 1 до 1500 байт. Это защищает сеть от монополизации каким-либо пользователем и предоставляет всем примерно равные права. Для примера рассмотрим следующую ситуацию: как переслать книгу по почте , если та принимает только письма и ничего более? Очевидный метод: просто разодрать книгу на страницы и отправить их отдельными конвертами. Получатель, руководствуясь номерами страниц, легко сможет книгу восстановить. Схема передачи для этого случая представлена на рис. 5.
Протоколы определяют, как данные из приложения разбиваются на пакеты для передачи по кабелю и какие электрические сигналы представляют данные в сетевом кабеле. В широком смысле протокол - это заранее оговоренное правило (стандарт), по которому тот, кто хочет использовать определенный сервис, взаимодействует с последним. Применительно к Интернету протокол - это правило передачи информации в Сети.
Следует различать два типа протоколов: базовые и прикладные. Базовые протоколы отвечают за физическую пересылку сообщений между компьютерами в сети Интернет. Прикладными называют протоколы более высокого уровня, они отвечают за функционирование специализированных служб, например для передачи гипертекстовых сообщений, файлов, электронной почты.
Набор протоколов разных уровней, работающих одновременно, называют стеком протоколов. Каждый нижележащий уровень стека протоколов имеет свою систему правил и предоставляет сервис для вышележащих.
Такое взаимодействие можно сравнить со схемой пересылки обычного письма. Например, директор фирмы «А» пишет письмо и отдает его секретарю. Секретарь помещает письмо в конверт, надписывает адрес и относит конверт на почту. Почта доставляет письмо в почтовое отделение. Почтовое отделение связи доставляет письмо получателю – секретарю
директора фирмы «B». Секретарь распечатывает конверт и передает письмо директору фирмы «В». Информация (письмо) передается с верхнего уровня на нижний, обрастая на каждой стадии дополнительной служебной информацией (пакет, адрес на конверте, почтовый индекс, контейнер с корреспонденцией и т.д.), которая не имеет отношения к тексту письма.
Нижний уровень - это уровень почтового транспорта, которым письмо перевозится в пункт назначения. В пункте назначения происходит обратный процесс: корреспонденция извлекается, считывается адрес, почтальон несет конверт секретарю фирмы «B», который достает письмо, определяет его срочность, важность и в зависимости от этого передает информацию выше. Директора фирм «А» и «Б», передавая друг другу информацию, не заботятся о проблемах пересылки этой информации, подобно тому как секретаря не волнует, как доставляется почта.
Аналогично каждый протокол в стеке протоколов выполняет свою функцию, не заботясь о функциях протокола другого уровня.
Сетевая инфраструктура технологий Интернет
По проводу можно переслать биты только из одного его конца в другой. Internet же переедет данные в различные точки, расположенные по всему миру благодаря сетевому (межсетевому) уровню в эталонной модели ISO OSI.
В модели OSI, называемой также моделью взаимодействия открытых систем (Open Systems Interconnection - OSI) и разработанной Международной Организацией по Стандартам (International Organization for Standardization - ISO), средства сетевого взаимодействия делятся на семь уровней, для которых определены стандартные названия и функции.
В основе модели OSI – два ключевых принципа:
1. Концепция открытых систем. Каждый уровень модели имеет строго определенные сетевые функции. Это означает, что две различные сетевые системы, поддерживающие функции соответствующего уровня, могут обмениваться данными на этом уровне.
2. Концепция однорангового соединения типа «точка-точка». Данные, сформированные на конкретном уровне модели, предназначены только соответсвующему уровню другого устройства. Иначе говоря, для выполнения закрепленных за ними сетевых функций уровни-посредники не изменяют «чужие» данные, а просто добавляют свою информацию к обнаруженным в пакете данным.
Пытаясь упорядочить подход к рассмотрению сетевых протоколов, Международная организация по стандартизации (International Standards Organization, ISO) создала семиуровневую модель, определяющую основные функции сети, которая называется эталонной моделью взаимодействия открытых систем – OSI Reference Model.
Предмет и задачи курса Основы Интернет-технологий Предметом данного курса являются технологии глобальной сети World Wide Web В рамках курса будут рассмотрены такие вопросы как: Структура и принципы Веб (базовые понятия, архитектура, стандарты и протоколы); Технологии сети Веб (языки разметки и программирования веб-страниц – HTML, CSS и Java. Script, PHP, инструменты разработки и управления веб-контента и приложений для Веб, средства интеграции веб-контента и приложений в Веб). Сеть Веб представляет собой глобальное информационное пространство, основанное на физической инфраструктуре Интернета и протоколе передачи данных HTTP. Зачастую, говоря об Интернете, подразумевают именно сеть Веб.
История развития Интернет Хронология развития Интернета (с 1966 по 2000 г.) Год Событие 1966 Эксперимент с коммутацией пакетов управления ARPA 1969 Первые работоспособные узлы сети ARPANET 1972 Изобретение распределенной электронной почты 1973 Первые компьютеры, подключенные к сети ARPANET за пределами США 1975 Сеть ARPANET передана в ведение управления связи министерства обороны США 1980 Начинаются эксперименты с TCP/IP 1981 Каждые 20 дней к сети добавляется новый хост 1983 Завершен переход на TCP/IP 1986 Создана магистраль NSFnet 1990 Сеть ARPANET прекратила существование 1991 Появление Gopher 1991 Изобретение Всемирной паутины. Выпущена система PGP. Появление Mosaic 1995 Приватизация магистрали Интернета 1996 Построена магистраль ОС-3 (155 Мбит/с) 1998 Число зарегистрированных доменных имен превысило 2 млн. 2000 Количество индексируемых веб-страниц превысило 1 млрд.
Стандартизация в Интернет Результат работы по стандартизации воплощается в документах RFC (англ. Request for Comments) - документ из серии пронумерованных информационных документов Интернета, содержащих технические спецификации и Стандарты, широко применяемые во Всемирной сети. Примеры популярных RFC-документов. Номер RFC 768 RFC 791 RFC 793 RFC 822 RFC 959 RFC 1034 RFC 1035 RFC 1591 RFC 1738 RFC 1939 RFC 2026 RFC 2045 RFC 2231 RFC 2616 RFC 2822 RFC 3501 Тема UDP IP TCP Формат электронной почты, заменен RFC 2822 FTP DNS - концепция DNS - внедрение Структура доменных имен URL Протокол POP версии 3 (POP 3) Процесс стандартизации в Интернете MIME Кодировка символов HTTP Формат электронной почты IMAP версии 4 издание 1 (IMAP 4 rev 1)
Консорциум W 3 C - организация, разрабатывающая и внедряющая технологические стандарты для Интернета и WWW. Миссия W 3 C формулируется следующим образом: "Полностью раскрыть потенциал Всемирной паутины путем создания протоколов и принципов, гарантирующих долгосрочное развитие Сети". Две другие важнейшие задачи Консорциума - обеспечить полную "интернационализацию Сети" и сделать ее доступной для людей с ограниченными возможностями. W 3 C разрабатывает для WWW единые принципы и стандарты, называемые "Рекомендациями", которые затем внедряются разработчиками программ и оборудования. Благодаря Рекомендациям достигается совместимость между программными продуктами и оборудованием различных компаний, что делает сеть WWW более совершенной, универсальной и удобной в использовании. Все Рекомендации W 3 C открыты, то есть, не защищены патентами и могут внедряться любым человеком без каких-либо финансовых отчислений Консорциуму. Для удобства пользователей Консорциумом созданы специальные программывалидаторы (англ. Online Validation Service), которые доступны по сети и могут за несколько секунд проверить документы на соответствие популярным Рекомендациям W 3 C.
Метод аналізу граничних умов Загальні правила методу аналізу граничних умов: побудувати тести для границь множини допустимих значень вхідних даних і тести з недопустимими значеннями, що відповідають незначному виходу за межі цієї множини. Наприклад, для множини [-1. 0; 1. 0] будуються тести -1. 0; -1. 001; На практиці з метою локалізації несправностей створюють також тести, що відповідають допустимим значенням, тобто є внутрішніми для множини та ті, що незначно відхиляються від граничних значень: -1. 0; -1. 001; 0. 999; - 0. 999
Структура и принципы WWW Сеть WWW образуют миллионы веб-серверов, расположенных по всему миру. Веб-сервер является программой, запускаемой на подключенном к сети компьютере и передающей данные по протоколу HTTP. Для идентификации ресурсов (зачастую файлов или их частей) в WWW используются идентификаторы ресурсов URI (Uniform Resource Identifier). Для определения местонахождения ресурсов в этой сети используются локаторы ресурсов URL (Uniform Resource Locator). Такие URL-локаторы представляют собой комбинацию URI и системы DNS. Доменное имя (или IP-адрес) входит в состав URL для обозначения компьютера (его сетевого интерфейса), на котором работает программа вебсервер. На клиентском компьютере для просмотра информации, полученной от вебсервера, применяется специальная программа - веб-браузер. Основная функция веб-браузера - отображение гипертекстовых страниц (веб-страниц). Для создания гипертекстовых страниц в WWW изначально использовался язык HTML. Множество веб-страниц образуют веб-сайт.
Прокси-серверы Прокси-сервер (proxy-server) - служба в компьютерных сетях, позволяющая клиентам выполнять косвенные запросы к другим сетевым службам. Сначала клиент подключается к прокси-серверу и запрашивает какой-либо ресурс, расположенный на другом сервере. Затем прокси-сервер либо подключается к указанному серверу и получает ресурс у него, либо возвращает ресурс из собственного кеша (если имеется). В некоторых случаях запрос клиента или ответ сервера может быть изменен проксисервером в определенных целях. Также прокси-сервер позволяет защищать клиентский компьютер от некоторых сетевых атак.
Протоколы Интернет прикладного уровня Самый верхний уровень в иерархии протоколов Интернет занимают следующие протоколы прикладного уровня: DNS - распределенная система доменных имен, которая по запросу, содержащему доменное имя хоста сообщает IP адрес; HTTP - протокол передачи гипертекста в Интернет; HTTPS - расширение протокола HTTP, поддерживающее шифрование; FTP (File Transfer Protocol - RFC 959) - протокол, предназначенный для передачи файлов в компьютерных сетях; FTP позволяет подключаться к серверам FTP, просматривать содержимое каталогов и загружать файлы с сервера или на сервер; кроме того, возможен режим передачи файлов между серверам; FTP позволяет обмениваться файлами и выполнять операции над ними через TCP-сети. Данный протокол работает независимо от операционных систем. Telnet (TELecommunication NETwork - RFC 854) - сетевой протокол для реализации текстового интерфейса по сети; Протокол telnet работает в соответствии с принципами архитектуры "клиент-сервер" и обеспечивает эмуляцию алфавитно-цифрового терминала, ограничивая пользователя режимом командной строки. Приложение telnet предоставило язык для общения терминалов с удаленными компьютерами. SSH (Secure Shell - RFC 4251) - протокол прикладного, позволяющий производить удаленное управление операционной системой и передачу файлов. В отличие от Telnet шифрует весь трафик; Сходен по функциональности с протоколами telnet и rlogin, но, в отличие от них, шифрует весь трафик, включая и передаваемые пароли. SSH-клиенты и SSH-серверы имеются для большинства операционных систем.
Почтовые протоколы. POP 3(Post Office Protocol Version 3 - RFC 1939) – протокол почтового клиента, который используется почтовым клиентом для получения сообщений электронной почты с сервера; IMAP (Internet Message Access Protocol - RFC 3501) - протокол доступа к электронной почте в Интернет. Аналогичен POP 3, однако предоставляет пользователю богатые возможности для работы с почтовыми ящиками, находящимися на центральном сервере. Электронными письмами можно манипулировать с компьютера пользователя (клиента) без необходимости постоянной пересылки с сервера и обратно файлов с полным содержанием писем; SMTP(Simple Mail Transfer Protocol - RFC 2821) – протокол, который используется для отправки почты от пользователей к серверам и между серверами для дальнейшей пересылки к получателю. Для приема почты почтовый клиент должен использовать протоколы POP 3 или IMAP; .
Протокол HTTP (Hyper. Text Transfer Protocol - RFC 1945, RFC 2616) - протокол прикладного уровня для передачи гипертекста. Все программное обеспечение для работы с протоколом HTTP разделяется на три основные категории: Серверы - поставщики услуг хранения и обработки информации (обработка запросов). Клиенты - конечные потребители услуг сервера (отправка запросов). Прокси-серверы для поддержки работы транспортных служб. Основными клиентами являются браузеры например: Internet Explorer, Opera, Mozilla Firefox, Google Chrome, Safari и другие. Наиболее популярными реализациями веб-серверов являются: Internet Information Services (IIS), Apache, lighttpd, nginx. Наиболее известные реализации прокси -серверов: Squid, User. Gate, Multiproxy, Naviscope.
Cхема HTTP-сеанса Установление TCP-соединения. Запрос клиента. Ответ сервера. Разрыв TCP-соединения. Таким образом, клиент посылает серверу запрос, получает от него ответ, после чего взаимодействие прекращается. Обычно запрос клиента представляет собой требование передать HTML-документ или какой-нибудь другой ресурс, а ответ сервера содержит код этого ресурса. В состав HTTP-запроса, передаваемого клиентом серверу, входят следующие компоненты. Строка состояния (строка-статус или строка запроса). Поля заголовка. Пустая строка. Тело запроса. Строку состояния вместе с полями заголовка иногда называют также заголовком запроса.
Методы запроса Метод, указанный в строке состояния, определяет способ воздействия на ресурс, URL которого задан в той же строке. Метод может принимать значения GET, POST, HEAD, PUT, DELETE и т. д. Несмотря на обилие методов, для веб-программиста понастоящему важны лишь два из них: GET и POST. GET - предназначается для получения ресурса с указанным URL. Получив запрос GET, сервер должен прочитать указанный ресурс и включить код ресурса в состав ответа клиенту. Ресурс, URL которого передается в составе запроса, не обязательно должен представлять собой HTML-страницу, файл с изображением или другие данные. URL ресурса может указывать на исполняемый код программы, который, при соблюдении определенных условий, должен быть запущен на сервере. В этом случае клиенту возвращается не код программы, а данные, сгенерированные в процессе ее выполнения. Несмотря на то что, по определению, метод GET предназначен для получения информации, он может применяться и в других целях. Метод GET вполне подходит для передачи небольших фрагментов данных на сервер. POST - основное назначение - передача данных на сервер. Однако, подобно методу GET, метод POST может применяться по-разному и нередко используется для получения информации с сервера. Как и в случае с методом GET, URL, заданный в строке состояния, указывает на конкретный ресурс. Метод POST также может использоваться для запуска процесса. Методы HEAD и PUT являются модификациями методов GET и POST.
Элементы заголовка запроса (продолжение) Версия протокола HTTP, как правило, задается в следующем формате: HTTP/версия. модификация Поля заголовка, следующие за строкой состояния, позволяют уточнять запрос, т. е. передавать серверу дополнительную информацию. Поле заголовка имеет следующий формат: Имя_поля: Значение Назначение поля определяется его именем, которое отделяется от значения двоеточием.
Поля заголовка запроса HTTP. Поля заголовка Значение HTTP-запроса Host Доменное имя или IP-адрес узла, к которому обращается клиент Referer URL документа, который ссылается на ресурс, указанный в строке состояния From Адрес электронной почты пользователя, работающего с клиентом Accept MIME-типы данных, обрабатываемых клиентом. Это поле может иметь несколько значений, отделяемых одно от другого запятыми. Часто поле заголовка Accept используется для того, чтобы сообщить серверу о том, какие типы графических файлов поддерживает клиент Accept-Language Набор двухсимвольных идентификаторов, разделенных запятыми, которые обозначают языки, поддерживаемые клиентом Accept-Charset Content-Type Content-Length Перечень поддерживаемых наборов символов MIME-тип данных, содержащихся в теле запроса (если запрос не состоит из одного заголовка) Число символов, содержащихся в теле запроса (если запрос не состоит из одного заголовка) Range Присутствует в том случае, если клиент запрашивает не весь документ, а лишь его часть Connection Используется для управления TCP-соединением. Если в поле содержится Close, это означает, что после обработки запроса сервер должен закрыть соединение. Значение Keep-Alive предлагает не закрывать TCP-соединение, чтобы оно могло быть использовано для последующих запросов Информация о клиенте User-Agent
Пример HTML-запроса, сгенерированного браузером GET http: //oak. oakland. edu/ HTTP/1. 0 Connection: Keep-Alive User-Agent: Mozilla/4. 04 (Win 95; I) Host: oakland. edu Accept: image/gif, image/x-xbitmap, image/jpeg, image/png, */* Accept-Language: en Accept-Charset: iso-8859 -l, *, utf-8 Получив от клиента запрос, сервер должен ответить ему. Знание структуры ответа сервера необходимо разработчику веб-приложений, так как программы, которые выполняются на сервере, должны самостоятельно формировать ответ клиенту.
Ответ сервера также состоит из четырех перечисленных ниже компонентов. Строка состояния. Поля заголовка. Пустая строка. Тело ответа. Ответ сервера клиенту начинается со строки состояния, которая имеет следующий формат: Версия_протокола Код_ответа Пояснительное_сообщение Версия_протокола задается в том же формате, что и в запросе клиента, и имеет тот же смысл. Код_ответа - это трехзначное десятичное число, представляющее в закодированном виде результат обслуживания запроса сервером. Пояснительное_сообщение дублирует код ответа в символьном виде. Это строка символов, которая не обрабатывается клиентом. Она предназначена для системного администратора или оператора, занимающегося обслуживанием системы, и является расшифровкой кода ответа.
Код ответа сервера Из трех цифр, составляющих код ответа, первая (старшая) определяет класс ответа, остальные две представляют собой номер ответа внутри класса. Например, если запрос был обработан успешно, клиент получает следующее сообщение: HТТР/1. 0 200 ОК За версией протокола HTTP 1. 0 следует код 200. В этом коде символ 2 означает успешную обработку запроса клиента, а остальные две цифры (00) - номер данного сообщения. В используемых в настоящее время реализациях протокола HTTP первая цифра не может быть больше 5 и определяет следующие классы ответов: 1 - специальный класс сообщений, называемых информационными. Код ответа, начинающийся с 1, означает, что сервер продолжает обработку запроса. При обмене данными между HTTP-клиентом и HTTP-сервером сообщения этого класса используются достаточно редко. 2 - успешная обработка запроса клиента. 3 - перенаправление запроса. Чтобы запрос был обслужен, необходимо предпринять дополнительные действия. 4 - ошибка клиента. Как правило, код ответа, начинающийся с цифры 4, возвращается в том случае, если в запросе клиента встретилась синтаксическая ошибка. 5 - ошибка сервера. По тем или иным причинам сервер не в состоянии выполнить запрос.
Классы кодов ответов сервера Код 100 Расшифровка Continue Интерпретация Часть запроса принята, и сервер ожидает от клиента продолжения запроса 200 OK 201 202 Created Accepted Запрос успешно обработан, и в ответе клиента передаются данные, указанные в запросе В результате обработки запроса был создан новый ресурс Запрос принят сервером, но обработка его не окончена. Данный код ответа не гарантирует, что запрос будет обработан без ошибок. 206 Partial Content 301 Multiple Choice 302 400 403 404 405 500 501 Moved Permanently Moved Temporarily Bad Request Forbidden Not Found Method Not Allowed Internal Server Error Not Implemented 503 505 Сервер возвращает часть ресурса в ответ на запрос, содержавший поле заголовка Range Запрос указывает более чем на один ресурс. В теле ответа могут содержаться указания на то, как правильно идентифицировать запрашиваемый ресурс Затребованный ресурс больше не располагается на сервере Затребованный ресурс временно изменил свой адрес В запросе клиента обнаружена синтаксическая ошибка Имеющийся на сервере ресурс недоступен для данного пользователя Ресурс, указанный клиентом, на сервере отсутствует Сервер не поддерживает метод, указанный в запросе Один из компонентов сервера работает некорректно Функциональных возможностей сервера недостаточно, чтобы выполнить запрос клиента Service Unavailable Служба временно недоступна HTTP Version not Supported Версия HTTP, указанная в запросе, не поддерживается сервером
Поля заголовка ответа веб-сервера. Имя поля Server Описание содержимого Имя и номер версии сервера Age Время в секундах, прошедшее с момента создания ресурса Allow Список методов, допустимых для данного ресурса Content. Language Языки, которые должен поддерживать клиент для того, чтобы корректно отобразить передаваемый ресурс Content-Type MIME-тип данных, содержащихся в теле ответа сервера Content-Length Число символов, содержащихся в теле ответа сервера Last-Modified Дата и время последнего изменения ресурса Date Дата и время, определяющие момент генерации ответа Expires Дата и время, определяющие момент, после которого информация, переданная клиенту, считается устаревшей Location В этом поле указывается реальное расположение ресурса. Оно используется для перенаправления запроса Cache-Control Директивы управления кэшированием. Например, no-cache означает, что данные не должны кэшироваться
Пример ответа на запрос HTTP/1. 1 200 OK Server: Microsoft-IIS/5. 1 X-Powered-By: ASP. NET Date: Mon, 20 OCT 2008 11: 25: 56 GMT Content-Type: text/html Accept-Ranges: bytes Last-Modified: Sat, 18 Oct 2008 15: 05: 44 GMTE Tag: "b 66 a 667 f 948 c 92: 8 a 5 « Content-Length: 426
ГБПОУ КК
«Краснодарский монтажный техникум»
ЛЕКЦИЯ:
Модем. Единицы измерения.
Интернет технологии.
Преподаватель
информационных технологий
Несмелова А.Р.
Краснодар2015
Модем. Единицы измерения.
Интернет технологии.
Пояснительная записка
Данное методическое пособие предназначено для изучения теоретических знаний по теме «Модем. Единицы измерения. Интернет технологии.» в курсе дисциплины «Информатика и ИКТ» для первых курсов технических специальностей, ориентированной на реализацию федерального компонента государственного образовательного стандарта (далее – ФГОС) среднего (полного) общего образования по информатике на базовом уровне в пределах основной образовательной программы среднего профессионального образования с учетом профиля получаемого профессионального образования.
Содержание основных разделов лекции:
Введение
Модем
Единицы измерения
История появления Интернета
Офлайновые технологии
Онлайновые технологии
Заключение
Цель: ознакомление обучающихся с теоретическими основами создания и работы сети Интернет, раскрытие основных понятий глобальной сети, изучение особенностей различных интернет технологий.
Задачи: дать понятие сети Интернет и изучить ее возможности, основных средств и способов организации связи, сравнить особенности различных интернет технологий, изучить основные единицы измерения скорости передачи данных, научиться рассчитывать объем переданной информации
Введение
Интернет – это всемирная система компьютерных сетей, которые объединены между собой и работают с использованием маршрутизации пакетов данных и протоколов IP . На основе Интернета образовано глобальное информационное пространство и World Wide Web (Всемирная паутина). Кстати очень часто Интернет также называют Всемирной паутиной, однако это ошибочно, так как «Интернет» и «Всемирная паутина» означают совсем разные понятия. Также на основе Интернет - технологий создано множество других протоколов передачи данных. Без Интернета информационное развитие общества не было бы столь стремительным и плодотворным, как это можно наблюдать сегодня. Регулярно пользуется Интернетом более 1,5 млрд. человек в сутки, хотя эта цифра весьма приблизительна, ведь с каждым днем число пользователей сетью неуклонно растет.
Рассматривая принцип работы Интернета и, соответственно, отвечая на вопрос, что такое Интернет, следует отметить, что основными его компонентам и являются правительственные и домашние компьютерные сети. Чтобы объединить все эти сети, был придуман интернет-протокол (IP ) и принцип маршрутизации пакетов данных.
Задача маршрутизаторов на стыке сетей, независимо от того, они программные или аппаратные – в автоматическом режиме сортировать и перенаправлять пакеты данных, основываясь на IP -адрес получателя пакета. Благодаря протоколу IP , образуется во всем мире единое адресное пространство, однако собственное подпространство существует в каждой отдельной сети. Такая адресная организация позволяет избежать конфликтов между отдельными сетями в едином мировом пространстве, что позволяет передавать данные беспрепятственно и точно.
Для связи удаленных друг с другом компьютеров могут использоваться обычные телефонные сети, которые в той или иной степени покрывают территории большинства государств. Телекоммуникация – дистанционная передача данных на базе компьютерных сетей и современных технических средств связи. Единственной проблемой в этом случае является преобразование цифровой (дискретной) информации, с которой оперирует компьютер, в аналоговую (непрерывную).
Модем – устройство, присоединяемое к персональному компьютеру и предназначенное для пересылки информации (файлов) по сети (локальной, телефонной). Модем осуществляет преобразование аналоговой информации в дискретную и наоборот. Работа модулятора модема заключается в том, что поток битов из компьютера преобразуется в аналоговые сигналы, пригодные для передачи по телефонному каналу связи. Демодулятор модема выполняет обратную задачу. Факс-модем – устройство, сочетающее возможность модема и средства для обмена факсимильными изображениями с другими факс-модемами и обычными телефаксными аппаратами.
Таким образом, данные, подлежащие передаче, преобразуются в аналоговый сигнал модулятором модема «передающего» компьютера. Принимающий модем, находящийся на противоположном конце линии, «слушает» передаваемый сигнал и преобразует его обратно в цифровой при помощи демодулятора. После того, как эта работа выполнена, информация может передаваться в принимающий компьютер.
Оба компьютера, как правило, могут одновременно обмениваться информацией в обе стороны. Этот режим работы называется полным дуплексным.
Дуплексный режим передачи данных– режим, при котором передача данных осуществляется одновременно в обоих направлениях.
В отличие от дуплексного режима передачи данных, полудуплексны й подразумевает передачу в каждый момент времени только в одном направлении.
Кроме собственно модуляции и демодуляции сигналов модемы могут выполнять сжатие и декомпрессию пересылаемой информации, а также заниматься поиском и исправлением ошибок, возникнувших в процессе передачи данных по линиям связи.
Единицы измерения. Одной из основных характеристик модема является скорость модуляции (modulation speed), которая определяет физическую скорость передачи данных без учета исправления ошибок и сжатия данных. Единицей измерения этого параметра является количество бит в секунду (бит/с), называемое бодом.
Бит в секунду (англ.Bits persecond, bps) - базовая единица измерения скорости передачи информации, используемая на физическом уровне сетевой модели OSI или TCP/IP.
На более высоких уровнях сетевых моделей, как правило, используется более крупная единица - байт в секунду (Б/c или Bps, от англ. bytes per second) равная 8 бит/c.
В отличие от бодов (baud; при двоичном кодировании боды также обозначают количество бит в секунду), битами в секунду измеряется эффективный объём информации, без учёта служебных битов (стартовые/стоповые/чётность) применяемых при асинхронной передаче. В некоторых случаях (при синхронной двоичной передаче) скорость в бодах может быть равной скорости в битах в секунду.
Любой канал связи имеет ограниченную пропускную способность (скорость передачи информации), это число ограничивается свойствами аппаратуры и самой линии (кабеля).
Объем переданной информации вычисляется по формуле Q=q*t, где q– пропускная способность канала (в битах в секунду), а t – время передачи.
История появления интернета
Первые упоминания об Интернете, как надёжной системе передачи информации, были сделаны Министерство обороны США в 1957 году. Американские вооруженные силы были обеспокоены тем, что Америка должна иметь систему передачи военной информации, если произойдет война..
Все разработки финансировало Министерство Обороны, и в итоге появилась сеть ARPANET . С годами ARPANET усовершенствовалась, что привело ее к использованию в ученом мире, но впервые ARPANET была установлена в Калифорнийском университете Лос-Анджелеса, в 1969 году, 2 сентября. Между установкой первого сервера и первым его запуском прошло почти два месяца. Второй сервер сети был установлен в Стэнфордском исследовательском центре, причем расстояние между двумя серверами составляло 640 километров.
В 9 часов вечера, 29 октября 1969 года была осуществлена первая попытка передачи данных от первого сервера ко второму. Конечно же, не все происходило гладко с использованием ARPANET , в частности, запуск сети с первого раза не удался – ученые смогли отправить только LOG вместо LOGON (означает «вход в систему»). Спустя 1,5 часа, в 22:30 вторая попытка была удачной. Именно этот день можно назвать датой рождения Интернета.
В 1971 году американцы предложили первую программу, которая стала очень популярной - это была первая электронная почта. В принципе, и сегодня самой востребованной среди пользователей Интернета является электронная почта, однако современный пользователь имеет право выбора, так как представлено несколько программ в сети по отправке электронных писем.
В 1973 году Интернет становится международным, потому что именно в этом году, американцы подключили к своей сети ARPANET несколько иностранных организаций, расположенных в Норвегии и Британии. Использование сети в основном основывалось на пересылке электронных писем. Но в тоже время, в 70-н годы появляются первые доски объявлений и рассылки новостей. Активное развитие протоколов обозначилось к концу 70-х, началу 80-х годов, и уже в 1983 году протоколы IP были стандартизированы. Первоначально, сеть ARPANET работала на протоколе NCP , но благодаря Джону Постелу и некоторым другим программистам, ARPANET перешла на TCP / IP , который оправдал надежды своих авторов, ведь мы его применяем и сегодня. С 1983 года мир заговорил о сети ARPANET , как об Интернете.
Понятие «система доменных имен» вошло в обиход в 1984 году. В это же время, ARPANET получила сильнейшего соперника – NSFNet , сеть, основанную Национальным научным фондом США. NSFNet – это обширная межуниверситетская сеть, имеющая больше возможностей, чем ARPANET . Сеть NSFNet смогла за год подключить к себе 10 000 компьютеров, что привело к переименованию сети в Интернет. Спустя 4 года пользователи Интернета смогли общаться вживую, то есть, в чате, благодаря разработанному протоколу Internet Relay Chat .
Британского учёного Тима Бернерс Ли по праву можно назвать «крестным отцом» концепции Всемирной паутины, так как именно этот человек в 1989 году в Европейском совете по ядерным исследованиям предложил Всемирную паутину. К 1991 году Тим Бернерс Ли разрабатывает URI , протокол HTTP и HTML . Годом ранее, в 1990 году прекращает существование первая сеть, поскольку конкуренция с NSFNet стала для ARPANET проигрышной. С 1990 года Интернет начинает использовать для подключения телефонную линию.
Спустя 20 лет, многие специалисты сходятся во мнении, что историю Интернета можно разделить на две эпохи . Первая – до появления веб-браузера NCSA Mosaic , который был представлен в 1993 году; вторая – после появления NCSA Mosaic . За год браузер позволил распространиться Интернету по всему миру. С 1995 года Всемирная паутина - основной поставщик информации в Интернете, причем со значительным отрывом, опережая протокол по пересылке файлов FTP . Прочно занимает лидирующую позицию понятие «Всемирная паутина» в 1996 году, оставляя позади себя определение «Интернет».
Обзор основных Интернет технологий
Интернет технологии, также как и промышленные или финансовые технологии, определяют средства и форму, в которых реализуется совместная деятельность людей ради достижения определенных целей.
Интернет технологии объединяют информационные потоки от большого количества действующих лиц для достижения большей согласованности своих действий, а также более точного определения содержания своих будущих действий. Интернет технологии открывают новые широкие горизонты для совершенствования коммуникаций и обмена информацией между людьми в глобальных масштабах.
Эти технологии можно разделить на две основные категории:
1)офлайновые технологии - средства распространения сообщений, обеспечивающие коммуникации в режиме off-line (т.е. допускающие существенную асинхронность в обмене сообщениями);
2)онлайновые технологии синхронных коммуникаций в реальном времени (on-line).
Офлайновые технологии
Самым статичным представителем перового вида являются классические веб-страницы, которые несут информацию (возможно, достаточно часто обновляемую) от источника к потребителю, но не содержат удобных средств для двух- или многостороннего взаимодействия авторов и пользователей информации (в более поздних модификациях технологии веб-страниц этот недостаток постепенно устраняется).
Более динамичным представителем первого типа технологий являются телеконференции, или как их еще называют "группы новостей" (newsgroups), и близкие к ним "списки рассылки" (mailing lists), которые позволяют в течение нескольких часов распространять сообщения отдельных людей среди гигантской аудитории и дают достаточно удобные возможности для проведения массовых обсуждений и обмена мнениями.
Рассмотрим подробнее три наиболее используемых способа реализации асинхронных коммуникаций:
Списки рассылки (mailing list) являются наиболее старым представителем интерактивных Интернет технологий. Для участия в них достаточно иметь собственный адрес электронной почты и знать адрес нужного списка рассылки. На этот адрес посылается письмо, текст которого состоит из некоторых команд или сообщения для пользователей данного списка рассылки. Для получения списка команд, как правило, достаточно послать на адрес списка рассылки письмо из одного слова help. Заголовок писем с командами для списка рассылки обычно должен быть пустым. Если вы послали письмо с командой подписаться на данный список рассылки (чаще всего эта команда - subscribe), то ваш адрес, который берется из служебных заголовков вашего письма, помещается в список адресов, по которым будут дублироваться все приходящие сообщения за исключением писем с командами.
Группы новостей (newsgroups), в России их чаще называют телеконференции, являются технически более развитым средством, чем списки рассылки и поэтому, часто, включают возможности последних. Главное отличие групп новостей от списков рассылки - пользователь может не получать их на свой компьютер по электронной почте, а может просматривать их прямо на так называемых серверах новостей (newsserver). Для этого требуется специальное программное обеспечение. Просмотр различных групп новостей становится более простым и оперативным по сравнению со списками рассылки.С технической точки зрения, группы новостей существуют за счет того, что все мировые сервера новостей обмениваются между собой поступающими от их пользователей сообщениями по пересекающимся спискам групп новостей. Разные сервера могут хранить для своих пользователей разные наборы групп новостей и с разной продолжительностью. Например, сервер новостей Инфотека хранит около 1500 групп новостей, а аналогичный сервер НГУ не несколько сот групп больше. По разным группам срок хранения сообщений может варьироваться от одного дня (группа "test" в НГУ) до нескольких месяцев.
Веб-форумы (web forums) являются следующим этапом развития описанных выше технологий и представляют из себя интеграцию возможностей списков рассылки, групп новостей с веб-страницами. В результате, привычные веб-страницы, которые по средствам выразительности превосходят другие технологии, получают дополнительно достаточно мощные интерактивные свойства.
Онлайновые технологии
Ко второму типу технологий, обеспечивающих синхронный обмен информацией в реальном времени, относятся, так называемые, "разговорные каналы" (chat channels), а также пока еще мало используемые аудио- и видео- конференции. Есть оценки, что примерно треть времени проводимого пользователями в сети Интернет тратится на "кибербеседы", осуществляемые с помощью "разговорных каналов". Растущая популярность этой технологии "живых" коммуникаций объясняется ее простотой (пользователь получает на экран своего компьютера тексты реплик от всех участников кибербеседы и может тут же вводить свой текст, который занимает свое место в последовательности реплик данной беседы), разнообразием выразительных средств (кроме текстов, таким же образом, в "разговор" могут встраиваться картинки, аудио- и видеоклипы и т.п.), а также возможной анонимностью собеседников, что придает таким "разговорам" живость и непосредственность. Количество разговорных каналов исчисляется несколькими тысячами, многие из которых функционируют круглосуточно.
Облачные вычисления (англ. Cloud computing) - технология распределённой обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности предоставляются пользователю как интернет-сервис».
Сплайн-офисы представляют собой приложения, реализуемые по инновационной Интернет технологии «программное обеспечение как услуга» (англ., Software as a Service - SaaS), при которой программное обеспечение создается и сопровождается как веб-приложение на сервере разработчика, предоставляя пользователям доступ к программам через Интернет. Примерами таких офисов могут служить Microsoft Office 365. Еще одна «облачная технология Google Docs, ее функции: создание офисных документов в виде текста, таблиц, презентаций и диалоговых форм, предоставление памяти в объёме до 1 гигабайта с возможностью создания иерархии папок и коллекций для хранения файлов, экспорт-импорт документов в известных форматах (DOC, XLS, ODT, ODS, RTF, CSV, PPT, в том числе форматах MS Office 2007/2010). возможность сохранения офисного документа в HTML-версии для публикации в Интернет, предварительный просмотр и печать документа.
Однако если Интернет и сети становятся более доступными, то Интернет технологии это сложнейшие системы объединяющие, как физические, так и логические компоненты.
Физические составляющие имеют материальную ценность, что позволяет развивать бизнес Интернет технологий.
Физические элементы Интернет технологии включают в себя:
Сетевые технологии. Сервера. Дата центры;
Программное обеспечение Интернет;
Топология Интернет (взаимодействие компьютеров и серверов в сети);
Сетевые службы (электронная почта, служба DNS, протокол FTP и т.п.);
Локальные и домашние сети, маршрутизаторы.
Логические составляющие позволяют создать практически любой Интернет ресурс в сети: веб - сайт, веб - приложение, веб-портал.
Веб технологии:
Языки разметки (HTML);
Каскадные таблицы стилей (CSS);
Скриптовой язык (JavaScript);
Браузеры;
Веб-страницы DOM (объектная модель документа (DOM);
Языкразметки XML (Extensible Markup Language);
Поисковые системы;
SEO (поисковая оптимизация).
Разделение на физическую и логическую составляющие, несколько условны, потому-то они могут существовать только во взаимосвязи и не имеют особого назначения друг без друга.
Также нужно понимать, что это, конечно же, неполный список элементов Интернет технологии. Но он дает общее представление о таком объемном понятии, как Интернет технологии.
Заключение.
В настоящее время Интернет развивается экспоненциально: каждые полтора-два года его основные количественные показатели удваиваются. Это относится к числу пользователей, числу подключенных компьютеров, объему информации и трафика, количеству информационных ресурсов.
Интернет развивается и качественно. Границы его применения в жизни человека постоянно расширяются, появляются совершенно новые виды сетевого сервиса и телекоммуникационных технологий.
Жизнь современного общества становится все более компьютеризированной. Растут требования к оперативности и надежности информационных услуг. Ученые разрабатывают принципиально новые формы глобальных сетей.
Список литературы
1. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебник 10–11 кл. – М., 2010.
2. Угринович Н.Д. Преподавание курса «Информатика и ИКТ» 7–11 классы. – М., 2010.
3. Бешенков С.А., Кузьмина Н.В., Ракитина Е.А. Информатика. Учебник 11 кл. – М., 2009.
4. Бешенков С.А., Ракитина Е.А. Информатика. Учебник 10 кл. – М., 2009.
5. Максимов Н.В. Партыка Т.П. Попов И.И. Современные информационные технологии- М:Форум, 2012
6. Михеева Е.В. Титова О.И. Информатика. – М. Академия, 2012.
7. Гусева А. «Все об internet » , М, 2008
8. ВикиЗнание: гипертекстовая электронная энциклопедия
9. http :// www . wikiznanie . ru
10. Википедия: свободная многоязычная энциклопедия http://ru.wikipedia.org
11. Газета «Информатика
12. Интернет - среда для совместного обучения
13. Институт новых технологий
14. Коллекция цифровых образовательных ресурсов
Коротко из истории создания Internet. В конце 60-х годов правительство США начало финансирования проекта создания экспериментальной сети, которая обеспечила сохранение коммуникаций в случае ядерной атаки, с одной стороны, и для облегчения сотрудничества различных научно-исследовательских учреждений. Эта сеть получила название – ARPAnet (Advanced Reserth Project Agency). Главные задачи цели исследования создание сети: 1) сохранявшей работоспособность при нарушении связи между отдельными ее узлами; 2)легко исключающей или добавляющей новые узлы с min затратами; 3)предоставляющей пользователям разных компьютеров и ОС легко связываться между собой. Одним из главных итогов развития ARPANET, который унаследовал сегодняшний INTERNET, создание сетевых протоколов TCP/IP - особого языка «общения компьютеров».
В середине 80-х годов Фонд национальной науки США (National Science Foundation - NSF) разработал на основе ARPANET сеть NSFNet для использования в научных исследованиях, образовании, системах связи. Изменение скорости передачи информации говорят о важности полученных разработок: -середина 80-х годов - 56 Кбит/сек; -начало 90-х годов Мбит/сек. Уже в 1983г в США насчитывалось около 200 сетей, объединяющих тысячи компьютеров. В настоящее время в мировом масштабе основы функционирования INTERNET поддерживаются правительственными организациями и частными фирмами.
Количество компьютеров в Internet удваивается каждый год, начиная с 1988г, к середине 1995г около 20 млн пользователей имели доступ к сети Internet. В России в 1990г была создана первая узкопрофессиональная сеть Relcom института ядерной физики им. Курчатого. Эта сеть объединила около 30 организаций, была официально зарегистрирована и подключена к крупнейшей евпропейской сети EUnet. Основное направление работ-научные исследования. В 1996г в России создана сеть Relcom, которая стала крупнейшим провайдером в более чем 100 городах страны, обслуживает около 350тысяч абонентов. Сеть Relcom имеет развитую инфраструктуру, имеет два канала выхода за рубеж: Москва-Санкт-Петербург- Хельсинки (1024 Кбит/сек) и Москва-Амстердам (256Кбит/cек). Сеть FREEnet (1991г) - научно-образовательная сеть. Сеть RUNnet (1994г) - федеральная университетская сеть России – главная задача - создание единого информационного пространства ВШ России и его интеграции в мировую информационную систему образования, науки, культуры..
Структура Internet Что такое Internet - множество разнородных сетей, отдельных компьютеров, междугородних и международных линий связи, соединенных между собой для предоставления возможности передавать информацию друг другу. Качество работы в Internet зависит не только скоростью провайдера (поставщика услуг),но и инфраструктурой сервер-провайдера. Самым мелким элементом Internet является локальная вычислительная сеть (ЛВС), состоящая из файл-сервера и подключенных к нему компьютеров, которые могут пользоваться всеми ресурсами файл-сервера.
Компьютер, имеющий самостоятельный выход в Internet называется хост-компьютером (host - хозяин). Каждый подсоединенный к сети хост-компьютер имеет свой адрес, по которому его можно найти из любой точки мира, поэтому Internet представляет собой совокупность физически взаимосвязанных хост- компьютеров. Схема подсоединения ЛВС к Internet Файл-сервер Рабочая станция 1 Рабочая станция 2 Рабочая станция N... Internet Концентраторы, мосты, шлюзы,...
Подсоединение к Internet, как и к другой глобальной сети, может быть 2-х видов: 1)временное подсоединение через обычные коммутируемые телефонные линии; 2)постоянное подсоединение через выделенный канал связи (выделенную телефонную или оптоволоконную линию, спутниковый канал связи). Виды доступа: SLIP (Serial Line IP IP для последовательных линий) и PPP (Point to Point Protocol протокол «точка-точка»). CSLIP (Compressed SLIP сжатый SLIP), Dial-Up Access (доступ по вызову). Доступ через другие сети.
Принципы функционирования сети Основное, что отличает Интернет от других сетей, - это ее протоколы – TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol - протокол управления передачей/ сетевой протокол). TCP сводится к стандартизации следующих процедур: разбиение передаваемых данных на пакеты (части); адресация пакетов и передача их по определенным маршрутам в пункт назначения; сборка пакетов в форму исходных данных. IP отвечает непосредственно за передачу данных по сети и адресацию.
При отправке сообщений (запросов) в Internet система сама определяет наиболее благоприятный в данный маршрут движения потока сообщений, при этом учитывается какие сети имеются в распоряжении системы и какова их загрузка в данный момент времени. Все сообщение чаще всего разбивается на отдельные пакеты данных, которые будут двигаться к точке запроса разными маршрутами. Именно возможность автоматического выбора наиболее приемлемого маршрута передачи данных обеспечивает сохранение функционирования Internet в случае повреждения или повышенной загрузки отдельных коммуникационных путей. Для подключения компьютеров к глобальной сети необходимо специальное сетевое оборудование: концентраторы (локальная сеть), маршрутизаторы (компьютер, позволяющий определять оптимальный в данный момент маршрут передачи данных одного формата), мосты (компьютер, управляющие передачей данных между одинаковыми сетями), шлюзы (компьютер, осуществляющий перевод форматов данных)
Передача данных в Internet идет по определенным правилам (протоколам). IP (Internet Protocol)- протокол разделяет данные на определенные пакеты, которые снабжаются заголовками. TCP (Transmission Control Protocol) управляет передачей данных в сетях, контролирует полноту и завершенность доставки данных адресату. информацияинформация часть 1 часть 2 Часть n... заголовок INTERNETINTERNET часть 1 заголовок часть 2 заголовок часть n информацияинформация
Система адресации в Интернете Каждый компьютер, подключенный к сети, имеет свой 32-битный IP уникальный адрес. IP-адрес состоит из четырех десятизначных идентификаторов, или октетов, по одному байту каждый, разделенных точкой. (например,)
КЛАССЫ СЕТЕЙ Класс сети Диапазон значений первого октета Возможное количество подсетей Возможное количество узлов АВСDЕАВСDЕ
DNS доменная система имен Domain Name System (DNS) – ставит в соответствие числовому IP-адресу компьютера уникальное имя. Домен это некий логический уровень Интернета, то есть группа сетевых ресурсов, имеющая собственное имя и управляемая своей сетевой станцией. Домены первого уровня подразделяются на географические, по месту положения страны (двухбуквенные), и административные (трехбуквенные).
Система адресации в Internet Ключом к получению информации в Internet являются адреса ресурсов. Каждый компьютер сети должен иметь свой уникальный адрес. Уникальность адреса компьютера достигается за счет микросхемы ROM или другого подобного элемента, имеющих уникальный идентификатор, который и становится частью адреса. Адреса компьютеров представляются в двух видах: машинном и доменном. При подсоединении к Internet необходимо запросить часть адреса у организации InterNIC (Internet Network information Center). Для пользователей удобнее и понятнее доменный адрес - адрес в виде текста. Доменная система имен разделяет адреса по иерархии различных доменов. Примеры географических доменов: at - Австрия au - Австралия be - Бельгия ca - Канада de - Германия es - Испания fr - Франция In - Индия it - Италия pl - Польша ru - Россия se - Швеция uk-Великобритания us - США Примеры тематических доменов com - коммерческие предприятия edu - учебные заведения gov - невоенные правит.учрежден. mil - военные учреждения net - сетевые организации org - прочие организации
Виды информационного сервиса, представленного в Интернет удаленный доступ, передачу файлов, электронную почту, доски объявлений, поиск данных и программ, поиск людей, Gopher, WAIS, всемирную паутину (WWW), Общение(ICQ, IRC,NetMeeting, IPhone (IP- телефонию) и др.
World Wide Web (WWW)(всемирная паутина) Одной из новейших и многообещающих разработок в Internet является система WWW. WWW (World Wide Web, «Всемирная паутина») – это десятки миллионов серверов Интернета, содержащих Web-страницы, в которых применяется технология гипертекста. Суть технологии гипертекста состоит в том, что текст структурируется, т. е. в нем выделяются слова-ссылки, активизируя которые совершается переход на заданный фрагмент документа (текст, фото, картинка, кнопка и т.д.) либо на другой Web-документ, находящийся на удаленном компьютере. Для работы с этой системой необходима специальная программа browse (браузер).
Структура окна браузера окно заголовка строка меню адресная строка демонстрацион ное окно Выпадающий список адресов прервать поиск Поисковые системы по англоизычным серверам Печать найденного документа для сохранения ссылок на найденные сайты и документы Открытые сайты
Структура универсального указателя ресурсов (адреса) URL (Uniform Resource Locator) - универсальный указатель ресурсов включает полное описание местонахождения ресурса и его имя Типичный вид URL gov.ru Это адрес сайта органов государственной власти Российской Федерации; Hyper Text Transfer Protocol Протокол передачи гипертекс та признак начала адреса хост- компьютера адрес хост- компьютера домен страны
Адреса некоторых ресурсов: Информцентр InterNic - главный информационный центр сети Internet Это адрес начальной страницы сервера центра Internic, здесь можно найти путеводитель по ресурсам Internet (Infoguide). Адреса наиболее популярных поисковых систем по русскоязычным серверам:
Адреса некоторых сайтов: - сайт г. Оренбурга. - сайт Оренбургской области. - сайт новостей телекомпании НТВ. - сайт Общественного российского телевидения. - сайт государственного телеканала «Россия» - сайт Российского информационного агентства новостей. - сайт новостей. - сайт газеты «Комсомольская правда». - сайт газеты «Аргументы и факты». - сайт газеты «Московский комсомолец».
Протоколы, используемые в URL: ПротоколДоступ к: HTTP(Web)-серверам file:// HTML-документам на вашем жестком диске ftp:// FTP-серверам и файлам gopher:// Gopher-меню и документам News:// Серверам групп новостей Usenet mailto: Определенному адресу электронной почты telnet: Удаленному серверу Telnet
Уже через несколько лет специалисты DARPA начали работу над крупной децентрализованной компьютерной сетью ARPANet ( Advanced Research Project Agency Network ), днем рождения которой считается 29 октября 1969 г., когда была предпринята первая удачная попытка удаленного соединения между двумя компьютерами, находившимися в исследовательском центре Стэнфордского университета и Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. Эти компьютеры и стали первыми узлами будущей сети ARPANet .
С момента появления ARPANet по сегодняшний день Интернет прошел долгий путь , основные вехи которого вкратце представлены ниже. Более подробную информацию об истории возникновения и развития Интернета можно почерпнуть из многочисленных публикаций в Сети.
| 1970-е годы | Разработана первая программа для отправки электронной почты по сети, появились первые списки почтовой рассылки, новостные группы и доски объявлений. К сети подключились первые международные сетевые узлы, расположенные в Великобритании и Норвегии, ARPANet вышла на международный уровень. Начали развиваться протоколы передачи данных TCP/IP. |
| 1980-е годы | Стандартизированы протоколы передачи данных TCP/IP. Сеть ARPANet перешла с протокола NCP на TCP/IP. Разработана система доменных имен, или DNS. Создана магистраль NSFNet . Термин "Интернет" закрепился за сетью ARPANet . |
| 1990-е годы | Сеть ARPANet прекратила свое существование, уступив NSFNet . Всемирная паутина стала доступна в Интернете. Разработаны протокол HTTP, язык HTML и идентификаторы URI. Создан первый графический браузер Mosaic . Образован Консорциум всемирной паутины (W3C). Всемирная паутина полностью подменила собой понятие "Интернет". Число зарегистрированных доменных имен превысило 2 млн. |
Современный Интернет ( Internet , Interconnected Networks - соединенные сети) представляет собой " сеть сетей", узлами которой являются не отдельные компьютеры, а целые компьютерные сети , каждая из которых управляется независимыми операторами. Она не имеет центра управления, однако работает по единым правилам и предоставляет пользователям единые услуги.
В качестве наиболее общего определения термина " Интернет " можно привести следующее определение , взятое из книги "Doctor Bob’s Guide to Offline Internet Access " (" Доступ к Интернет через электронную почту", 1995 г.), в переводе Вадима Федорова: " Internet (сущ.) - бурно разросшаяся совокупность компьютерных сетей, опутывающих земной шар, связывающих правительственные, военные, образовательные и коммерческие институты, а также отдельных граждан, с широким выбором компьютерных услуг, ресурсов, информации. Комплекс сетевых соглашений и общедоступных инструментов Сети разработан с целью создания одной большой сети, в которой компьютеры, соединенные воедино, взаимодействуют, имея множество различных программных и аппаратных платформ".
Основные протоколы сети Интернет
Основными протоколами сети Интернет являются протоколы стека TCP/IP. Термин TCP/IP характеризует все, что связано с протоколами взаимодействия между компьютерами в сети Интернет. Протокол TCP/IP получил свое название от названия двух коммуникационных протоколов :
- Transmission Control Protocol - TCP (протокол контроля передачи данных)
- Internet Protocol - IP (протокол передачи данных между сетями Интернет).
Протокол IP отвечает за адресацию в сети и доставку пакетов данных между компьютерами без установления соединения и гарантий доставки. Каждому компьютеру в сети присваивается уникальный IP-адрес, который представляется как четыре десятичных числа ( октеты ), разделенных точками. Значение любого октета может изменяться от 0 до 255, например, 149.76.12.4. В IP-адресе выделяют две части: сетевую часть (адрес локальной сети) и адрес компьютера в этой локальной сети. Сетевая часть адреса может иметь переменную длину, которая зависит от класса IP-адреса и некоторых других параметров. Выделяют несколько классов IP-адресов.
| Класс А | Сети с адресами от 1.0.0.0 до 127.0.0.0. Сетевой номер содержится в первом октете (1-127), что предусматривает 126 сетей по 1.6 миллионов компьютеров в каждой сети каласса А. |
| Класс В | Сети с адресами от 128.0.0.0 до 191.255.0.0. Сетевой номер находится в первых двух октетах (128.0 – 191.255), что предусматривает 16320 сетей с 65024 компьютерами в каждой. |
| Класс С | Сети с адресами от 192.0.0.0 до 223.255.255.0. Сетевой номер содержится в первых трех октетах (192.0.0 - 223.255.255). Это предполагает почти 2 миллиона сетей по 254 компьютеров в каждой. |
| Классы D | Сети с адресами от 224.0.0.0 до 239.255.255.0. Адреса являются групповыми ( multicast ). Адреса зарезервированы для организации теле- и радиовещания на группы компьютеров. |
| Классы E и F | Сети с адресами от 240.0.0.0 до 254.0.0.0. Являются экспериментальными и не определяют какую-либо сеть. |
IP-адреса могут назначаться вручную или динамически. Для динамической настройки сети используется специальный протокол DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). С его помощью можно настраивать компьютер пользователя несколькими способами. При ручном способе настройки администратор должен настроить соответствие IP-адресов физическим адресам. При использовании статического способа администратор указывает DHCP-серверу диапазон допустимых IP-адресов. При первом соединении клиент получает адрес из этого диапазона, а сервер устанавливает соответствие выданному IP-адресу физического адреса устройства-клиента. В случае динамического способа настройки IP-адрес выдается из допустимого диапазона, но на определенное время. В этом случае можно построить сеть, в которой количество клиентов значительно превышает количество допустимых IP-адресов.
Протокол TCP позволяет устанавливать виртуальный канал передачи данных между компьютерами. В функции данного протокола входит деление данных на пакеты, подтверждение факта получения пакетов принимающей стороной и повторная передача пакетов в случае необходимости. Кроме того, в протоколе TCP реализованы сложные механизмы регулирования загрузки сети и устранения заторов.
Система доменных имен DNS
Несмотря на то, что адресация в рамках сетей TCP/IP происходит строго по IP-адресам, для пользователя более удобно использование символьных или доменных имен.
Доменное имя – это символьный адрес, имеющий строгую иерархическую структуру, например, . В доменном адресе справа указывается домен верхнего уровня, состоящий из двух, трех или четырех букв. Двухбуквенный домен указывает на географическое расположение ресурса, например, ru - Россия, us - США и т.д. Трех- и четырехбуквенные домены используются для обозначения принадлежности организации к различным видам. Например, com - коммерческая организация, edu - образовательное учреждение и т.д.
В сетях TCP/IP соответствие между доменными именами и IP-адресами определяется централизованной службой DNS (Domain Name Service), использующей распределенную базу отображений " доменное имя – IP-адрес". Под распределенностью базы подразумевается то, что DNS-серверы распределены по всему миру, на каждом из которых находится какая-то часть от этой базы.
Алгоритм работы DNS можно описать следующим образом. Пользователь в окне браузера вводит доменное имя определенного ресурса. Компьютер пользователя отправляет запрос об установлении IP-адреса по введенному доменному имени на первый DNS-сервер , IP-адрес которого обычно устанавливается провайдером. Если в базе данных сервера имеется соответствующая запись " доменное имя – IP-адрес", то IP-адрес возвращается компьютеру пользователя. Если же в базе данных такая информация отсутствует, то запрос передается на DNS-сервер более высокого уровня, а в случае необходимости, на DNS-сервер , отвечающий за данную зону доменных имен. Ответ от сервера по цепочке вернется к компьютеру пользователя. Такая схема наиболее распространена, однако возможна и другая. Если в базе данных сервера отсутствует запрашиваемая запись " доменное имя - IP-адрес", то пользователю будет возвращен IP-адрес DNS-сервера более высокого уровня, и компьютер пользователя впоследствии сам выполнит запросы к последующим DNS-серверам.
Всемирная паутина (World Wide Web)
С появлением Интернета стал возможным свободный обмен информацией пользователями во всем мире. Однако долгое время Интернет позволял лишь обмениваться файлами и неформатированным текстом. Лишь после возникновения Всемирной паутины в конце 80-х гг. XX века появилась универсальная среда, с помощью которой стало возможно обмениваться информацией любого типа. Тремя главными компонентами Всемирной паутины стали язык разметки гипертекста HTML ( HyperText Markup Language ), универсальный идентификатора ресурса URL ( Uniform Resource Locator ) и протокол обмена гипертекстовой информацией HTTP ( HyperText Transfer Protocol ).
Всемирную паутину можно определить как распределенную информационную систему, основанную на гипертексте. В распределенных системах информация хранится на так называемых веб-серверах, т.е. компьютерах со специальным программным обеспечением, являющихся узлами сети. Информация во Всемирной паутине представляется в виде веб-страниц, которые хранятся на веб-серверах в виде связанных наборов, называемых сайтами. Пользователи сети получают доступ к этой информации с помощью браузеров, специальных программ-клиентов для просмотра HTML-документов. Браузер обеспечивает взаимодействие с веб-серверами по протоколу HTTP и, получив данные в формате HTML, правильно отображают их на экране.
