Локальные и глобальные сети Internet

IP - телефония

ICQ

IRC

Общение в сети Internet (IRC, ICQ, IP-телефония)

Группа новостей (телеконференция)

Электронная почта

FTP - ресурсы Internet

WWW - ресурсы Internet

Как известно, современная эра информационных технологий связана с изобретением компьютера. Однако информация, накапливаемая на одном компьютере доступна только человеку, работающему на нем. Конечно, есть возможность передачи информации с помощью магнитных или оптических дисков, но это не самый удобный и быстрый способ. Поэтому со временем возникла идея обмена информацией между компьютерами через линии связи. Введем определение компьютерной сети:

Сеть представляет собой совокупность компьютеров, объединенных средствами передачи данных. Средства передачи данных в общем случае могут состоять из следующих элементов: связных компьютеров, каналов связи (спутниковых, телефонных, цифровых, волоконно-оптических, радио- и других), коммутирующей аппаратуры, ретрансляторов, различного рода преобразователей сигналов и других элементов и устройств.

Архитектура сети ЭВМ определяет принципы построения и функционирования аппаратного и программного обеспечения элементов сети.

Современные сети можно классифицировать по различным признакам: по удаленности компьютеров, топологии, назначению, перечню предоставляемых услуг, принципам управления (централизованные и децентрализованные), методам коммутации (без коммутации, телефонная коммутация, коммутация цепей, сообщений, пакетов и дейтаграмм и т. д.), видам среды передачи и т. д.

В зависимости от удаленности компьютеров сети условно разделяют на локальные и глобальные.

Произвольная глобальная сеть может включать другие глобальные сети, локальные сети, а также отдельно подключаемые к ней компьютеры (удаленные компьютеры) или отдельно подключаемые устройства ввода-вывода. Глобальные сети бывают четырех основных видов: городские, региональные, национальные и транснациональные. В качестве устройств ввода-вывода могут использоваться, например, печатающие и копирующие устройства, кассовые и банковские аппараты, дисплеи (терминалы) и факсы. Перечисленные элементы сети могут быть удалены друг от друга на значительное расстояние.

В локальных вычислительных сетях (ЛВС) компьютеры расположены на расстоянии до нескольких километров и обычно соединены при помощи скоростных линий связи со скоростью обмена от 1 до 100 и более Мбит/с (не исключается случай соединения компьютеров и с помощью низкоскоростных телефонных линий). ЛВС обычно развертываются в рамках некоторой организации (корпорации, учреждения). Поэтому их иногда называют корпоративными системами или сетями. Компьютеры при этом, как правило, находятся в пределах одного помещения, здания или соседних зданий.

Итак, для того, чтобы создать компьютерную сеть, нужны компьютеры, линии связи, а также специальные устройства для подключения компьютеров к линиям связи. Наконец, необходимо установить специальное программное обеспечение для управления совместной работы в сети.

На сегодняшний день для соединения компьютеров в сети используются самые разнообразные линии связи: всевозможные кабели (коаксиальный, витая пара), телефонные линии связи, оптоволоконные линии, радиосвязь, в том числе и спутниковая связь. Главной характеристикой линии связи является скорость передачи данных, измеряемая в битах в секунду. Для сравнения, кабели обеспечивают скорость порядка 10 Мбит/сек, телефонные линии существенно менее скоростные - несколько десятков Кбит/секунду. Оптоволоконные линии - самые скоростные (10-400 Мбит/секунду), но достаточно дорогостоящие, спутниковая связь обеспечивает скорость передачи в пределах 10-100 Мбит/секунду.

Для подключения компьютеров к линиям связи используются специальные устройства, назначение которых преобразование компьютерной цифровой информации в соответствующий сигнал, способный распространяться по данной линии связи. Для физического подключения компьютера к локальной сети используется сетевая карта (сетевой адаптер).

Сетевая карта (адаптер) - устройство для физического подключения компьютера к локальной сети.

Для подключения к другим линиям связи используются модемы. Наибольшее распространение получили модемы, ориентированные на подключение к коммутируемой телефонной линии.

Модем - устройство, предназначенное для обмена информацией между удаленными компьютерами по каналам связи. Модем для подключения к коммутируемой телефонной линии выполняет преобразование компьютерных данных в звуковой аналоговый сигнал для передачи по телефонной линии (модуляция), а также обратное преобразование (демодуляция).

Модемы бывают внутренние и внешние. Внутренние модемы, судя по названию, вставляются внутрь системного блока компьютера. Внешние модемы представлены в виде отдельного устройства, которое соединяется кабелем с последовательным портом компьютера, таким же, к какому часто подключают мышь. Внутренние модемы содержат встроенный последовательный порт и получают питание от компьютера, внешние имеют отдельный блок питания. Внутренние модемы дешевле внешних при прочих равных характеристиках, основной из которых является скорость. Если вы покупаете новый модем, необходимо, чтобы он поддерживал протокол V.34 (скорость до 33600 бит/с), и желательно, чтобы он поддерживал V.90 (до 57600 бит/с в сторону пользователя и до 33600 в обратную сторону). Из фирм-производителей модемов следует упомянуть US Robotics, Motorola, ZyXEL.

Для того, чтобы все компьютеры в сети понимали друг друга, разработаны единые правила передачи данных, называемые сетевыми протоколами. Введем следующее определение:

Сетевой протокол - набор правил и соглашений, используемый при передаче данных между компьютерами в сети.

Локальная компьютерная сеть - компьютерная сеть для ограниченного круга пользователей, объединяющая компьютеры в одном помещении или в рамках одного предприятия.

Локальные сети получили широкое распространение, начиная с 80-х годов. Локальная компьютерная сеть позволяет легко обмениваться информацией внутри отдельной организации. Локальные сети предоставляют своим пользователям прежде всего такие услуги, как совместное хранение файлов для коллективной работы, и совместное использование принтеров.

Основными аппаратными компонентами ЛВС являются:

· рабочие станции;

· серверы;

· интерфейсные платы;

· кабели.

Рабочие станции (PC) - это, как правило, персональные ЭВМ, которые являются рабочими местами пользователей сети.

Серверы в ЛВС выполняют функции распределения сетевых ресурсов. Обычно его функции возлагают на достаточно мощный ПК, мини-ЭВМ, большую ЭВМ или специальную ЭВМ-сервер. В одной сети может быть один или несколько серверов.

При наличии в ЛВС нескольких серверов каждый из них управляет работой подключенных к нему PC. Совокупность компьютеров сервера и относящихся к нему PC часто называют доменом. Иногда в одном домене находится несколько серверов. Обычно один из них является главным, а другие - выполняют роль резерва (на случай отказа главного сервера) или логического расширения основного сервера.

Конфигурация соединения элементов в сеть (топология) во многом определяет такие важнейшие характеристики сети, как ее надежность, производительность, стоимость, защищенность и т. д.

Существует два основных принципа управления в локальных сетях: централизация и децентрализация. Согласно этим принципам локальные сети бывают одноранговыми и серверными.

Одноранговая сеть - сеть, в которой компьютеры равноправны.

Серверная сеть - сеть с компьютерами, выполняющими разные роли.

Сервер - компьютер, выделенный для совместного использования участниками сети, поставляющий ресурсы и услуги.

Клиент - компьютер, использующий ресурсы и услуги сервера.

Каждый компьютер сети имеет уникальное сетевое имя, позволяющее однозначно его идентифицировать. Для каждого пользователя серверной сети необходимо иметь свое сетевое имя и сетевой пароль. Имена компьютеров, сетевые имена и пароли пользователей прописываются на сервере.

Для удобства управления локальной компьютерной сетью, несколько компьютеров, имеющих равные права доступа, объединяют в рабочие группы.

Совокупность приемов разделения и ограничения прав доступа участников компьютерной сети к ресурсам называется политикой сети. Обеспечением работоспособности сети и ее администрированием занимается системный администратор - человек, управляющий организацией работы локальной сети.

Естественно, в локальной сети ваше информационное пространство ограниченно ее ресурсами. Для выхода в мировое информационное пространство необходимо подключиться к глобальной компьютерной сети, самой известной из которых является Интернет. Введем определение.

Интернет (Internet) - всемирная информационная компьютерная сеть. Самая большая в мире совокупность разнотипных компьютерных сетей.

Примечание. Несмотря на то, что в переводе Internetозначает межсеть, в русском языке слово Интернет мужского рода.

История Интернета начинается с 1969 года, когда была создана первая сеть национального масштаба в США под названием ARPANET для обеспечения связи и управления в условиях, приближенных к военным. В середине 70-х годов для ARPANET были разработаны новые стандарты передачи данных, которые позволяли объединять между собой сети произвольной архитектуры. В основе этих стандартов были реализованы две идеи. Первая идея заключалась в том, что любой компьютер должен всегда иметь альтернативный маршрут для отправки информации, чтобы выход из строя одного компьютера не приводил к разрыву всей сети. Вторая идея заключалась в том, что при передаче любого массива информации, он разбивается на нужное число небольших порций (пакетов), каждому пакету присваивается номер и он снабжается адресом отправителя, адресом получателя и некоторой служебной информацией. Далее пакеты передаются по сети независимо от всех остальных, и, в принципе, они могут следовать разными маршрутами. После прибытия всех пакетов на место назначения, из них, согласно полученным номерам, собирается исходное сообщение. Целостность пакетов проверяется, и если в процессе транспортировки произошло повреждение информации, встречающая система запрашивает повторную передачу только одного маленького пакетика, а не всего массива информации. Подобная модель передачи информации называется коммутацией пакетов. Для сравнения, в телефонной сети используется так называемая коммутация каналов. Это означает, что после дозвона между вами и вашим абонентом устанавливается постоянный канал связи, который больше никем не используется на все время ваших переговоров.

Именно эти стандарты, впоследствии получившие название протокола TCP/IP, заложили основу для роста глобальной компьютерной сети путем объединения уже существующих сетей. Следующим этапом в развитии Интернета было созданию глобальной сетевой инфраструктуры под названием NSFNET для системы высшего образования США (1985-88). Национальный научный фонд (NSF) создал сеть скоростных магистральных каналов связи и выделял средства на подключение к ней американских университетов, при условии, что университет обеспечивал доступ к сети для всех подготовленных пользователей. Настоящий расцвет Интернета начался в 1992 году, когда была изобретена новая служба, получившая название "Всемирная паутина" (World Wide Web, или WWW, или просто Web (веб)). WWW позволял любому пользователю Интернета представлять свою информацию в мультимедийной форме, связывая их с публикациями других авторов и предоставляя удобную систему навигации (быстрого перехода по ссылкам от одной публикации к другой).

Рассмотрим основные ресурсы (службы) Интернета. Самым популярным ресурсом Интернета является всемирная паутина или WWW, которая представляет собой огромное количество (свыше миллиарда) мультимедийных документов, отличительной особенностью которых кроме прекрасного внешнего вида является возможность ссылаться друг на друга. Это означает присутствие в текущем документе ссылки, реализующей переход на любой документ WWW, который физически может быть размещен на другом компьютере сети Интернет.

WWW (World Wide Web, всемирная паутина) - совокупность взаимосвязанных гипермедийных документов.

Следующим ресурсом сети является FTP, который является хранилищем и системой пересылки всевозможных файлов.

FTP (File Transfer Protocol, протокол передачи файлов) - хранилище и система пересылки всевозможных файлов.

Старейшим ресурсом Интернета является E-mail (электронная почта).

E-mail (электронная почта) - система пересылки электронных писем.

Для ведения дискуссий в сети предназначена глобальная распределенная система под названием Группы новостей.

Группы новостей - глобальная распределенная система для обмена сообщениями и ведения дискуссий. Одной из самых популярных систем подобного рода являются группы новостей Usenet.

Служба telnet позволяет вам подключиться к удаленному компьютеру и работать с его ресурсами.

Telnet - сервис для удаленного управления компьютерами.

Наконец, в Интернете есть система IRC (Chat), реализующая живое общение пользователей в реальном режиме времени посредством ввода текста с клавиатуры.

IRC (Chat) - служба для живого общения пользователей Интернета в реальном режиме времени посредством ввода текста с клавиатуры.

В профессиональной деятельности в Интернете можно проводить поиск информации по интересующей вас тематике, организовывать совместные проекты с профильными фирмами. В Интернете есть специализированные серверы, помогающие искать работу. Кроме того, фирмы, представленные во всемирной паутине, как правило, публикуют информацию о вакантных должностях.

По желанию можно разместить во всемирной паутине собственный документ с информацией, которую вы хотели бы сообщить миру о себе.

Интернет можно эффективно использовать в сфере образовательных услуг. Во-первых, вы можете найти материалы для диссертационной работы, курсовых и дипломных проектов. В отличие от зачастую ограниченных книжных ресурсов местной библиотеки к вашим услугам мировые информационные сокровища. Через Интернет можно найти коллег по работе в разных странах и организовать совместный научный проект. Обратившись напрямую через представительство образовательных учреждений в WWW, вы сможете найти информацию об интересующих научных конференциях, а также о возможности обучения или стажировки за рубежом.

С появлением Интернета новый импульс получило заочное образование. Использование современных сетевых технологий позволяет сейчас получить полноценное образование или пройти переподготовку. В Интернете появляется все больше и больше виртуальных университетов, предлагающих образовательные услуги. Этот способ получил название дистанционного обучения.

В сфере коммерческой деятельности через Интернет можно найти деловых партнеров, получить информацию о конкурентах, проводить со специальными мерами защиты биржевые и банковские операции, развернуть рекламную компанию, получать консультационную поддержку и проводить маркетинговые исследования. Наконец, вы можете совершить любые покупки в on-line или Интернет-магазинах.

В Интернете можно найти собеседника, познакомиться и подружиться с ним, завязать переписку. Библиотеки файлов содержат огромное количество компьютерных игр, которые можно чаще всего бесплатно переписать на свой компьютер. С помощью современных push-технологий можно организовать постоянно-периодическую доставку новостей прямо на рабочий стол вашего компьютера.

Для передачи информации в сети Интернет используется связка протоколов TCP/IP.

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol, протокол управления передачей протокол Интернета/протокол Интернета) - протокол (семейство протоколов), являющийся стандартом для передачи данных между сетями, в том числе в Интернете.

Протокол TCP (протокол управления передачей) разбивает информацию на порции (пакеты) и нумерует их. Затем протокол IP (протокол Интернета) добавляет к каждой порции служебную информацию с адресами отправителя и получателя и обеспечивает доставку всех пакетов.

Благодаря такому способу передачи информации, в Интернете, как и в обычной почте, нет понятия "занято" - каждый компьютер может одновременно принимать пакеты от большого количества других компьютеров. В этом случае нет необходимости устанавливать отдельный канал связи межу двумя компьютерами.

Протоколы и службы Интернета можно использовать и в рамках локальной сети. В этом случае такая сеть имеет название intranet(интрасеть).

Intranet - локальная сеть, в которой для передачи информации используются средства, программное обеспечение и протоколы Интернета.

Для объединения нескольких локальных сетей, работающих по разным протоколам, используют специальные средства - шлюзы.

Шлюз - специальные средства (аппаратные или программные) для связи между собой локальных сетей, работающих по разным протоколам.

При любом виде соединения чрезвычайно важным фактором является безопасность. Интернет используют сотни миллионов людей и не все они исполнены добрых намерений. Поэтому для обеспечения сетевой безопасности между локальной и глобальной сетью устанавливают брандмауэр.

Брандмауэр - специальный компьютер или программа, препятствующая несанкционированному перемещению данных между сетями.

Брандмауэр предотвращает несанкционированный доступ к вашей сети, ограничивает входящий и исходящий трафик, распознает пользователей и регистрирует информацию о трафике.

Чтобы различать компьютеры в Интернет, каждому из них присваивается адрес, представляющий собой уникальную цепочку цифр или соответствующее этой цепочке символьное имя компьютера.

В Интернете есть специальная организация, занимающаяся проверкой и выдачей адресов.

При пересылке информации протоколами TCP/IP используется цифровой (IP-адрес) компьютера, представляющий собой четыре десятичных числа, разделенных точкой, например, 192.168.1.1.

IP- адрес - четырехбайтовое двоичное число, представляемое в виде четырех десятичных чисел, разделенных точкой и позволяющее однозначно идентифицировать компьютер, подключенный к Интернету.

Однако неискушенному пользователю этот адрес ровным счетом ничего не скажет, поэтому для удобства цифровой адрес можно представить в виде цепочки символов. Это означает, что у компьютера есть имя или доменный адрес. Каждая часть доменного имени называется доменом. Количество доменов может быть разным, но чаще всего их от трех до пяти. Читается доменное имя справа налево и расшифровывается как последовательное уточнение адреса подобно почтовой системе адресов. Домен верхнего уровня располагается в адресе правее. В нашем примере www.ulstu.ru домен верхнего уровня ru указывает на то, что компьютер размещен в России. Следующий уровень определяет домен организации, предоставляющей доступ к Интернету, в нашем случае, это домен ulstu принадлежит Ульяновскому государственному техническому университету.

Доменный адрес - представление адреса компьютера в Интернете в виде нескольких цепочек символов (доменов), разделенных между собой точкой.

Конечно, пользователю Интернета гораздо удобнее использовать доменные адреса, однако компьютерам все равно нужен цифровой формат. Поэтому в Интернете существует база данных DNS, хранящая информацию о соответствии доменных и цифровых адресов, а также программа DNS-сервер, осуществляющая автоматическое преобразование адресов.

Сервер DNS - программа, осуществляющая преобразование доменного адреса в цифровой (IP-адрес).

В Интернете существует соглашение для доменов верхнего уровня. Как правило, это либо двухбуквенный код страны или трехбуквенный код, обозначающий область деятельности фирмы в США. Например,

com - коммерческие организации США

edu - учебные заведения

gov - правительственные организации

net - сервисные центры Интернет

mil- военные организации

org - прочие организации

или
ru (Россия)
ua (Украина)
и т.д.

Как и в серверной локальной компьютерной сети, в Интернете есть два сорта компьютеров - серверы и клиенты.

Серверы- это мощные, надежные компьютеры, работающие круглосуточно. Они постоянно подключены Интернету, способны хранить и пересылать информацию по запросу других компьютеров, отвечая при этом на десятки и сотни запросов одновременно. Как правило, серверы защищены от сбоев электропитания. Чаще всего они работают под управлением того или иного варианта операционной системы Unix.

Клиенты - это те персональные компьютеры пользователей Интернета, на которых можно составлять и посылать запросы к серверам, получать и отображать информацию. Часто такой компьютер не соединен с Интернетом постоянно, а подключается по мере необходимости.

Терминология клиент/сервер применяется также для программного обеспечения ресурсов Интернета. Это означает, что существует клиентское программное обеспечение, которое взаимодействует с пользователем и формирует запрос, и серверное программное обеспечение, которое отвечает на такие запросы.

Сервер - программное обеспечение, хранящее соответствующую своему ресурсу информацию и отвечающее на запросы клиентского программного обеспечения.

Клиент - программа, устанавливаемая на компьютере пользователя Интернета для составления и посылки запросов соответствующему серверу, получения и отображения информации на компьютере пользователя.

Эти запросы формируются в соответствии с некоторым протоколом. Протокол исполняет роль стандарта, он позволяет корректно взаимодействовать программам, написанным разными авторами для разных типов компьютеров и операционных систем. Для каждого ресурса Интернета существует свой прикладной протокол.

Таким образом, для каждого ресурса Интернета есть своя программа-сервер, соответствующая клиентская программа и свой протокол прикладного уровня, обеспечивающий взаимодействие программы-клиента с сервером.

Для подключения к Интернету необходимо обратиться к услугам специальных организаций - провайдеров услуг Интернета. Это фирмы, которые специализируются на предоставлении услуг по доступу в Интернет. Они соединены с Интернетом постоянными высокоскоростными линиями связи и имеют несколько модемов, которые дежурят на определенных телефонных номерах или на одном многоканальном номере, ожидая звонков пользователей.

В Интернете существуют следующие режимы работы:

On-line - режим работы, означающий непосредственное подключение к сети на все время запроса, поиска, обработки, получения и просмотра информации.

В таком режиме работают большинство служб Интернета, например, WWW.

Off-line - режим работы, подразумевающий подключение к сети только на время отправки запроса или получения информации по запросу режим работы.

В таком режиме работает, например, электронная почта.

Среди способов подключения к Интернету, предлагаемых провайдерами, можно выделить следующие:

· Коммутируемое IP-соединение (Dial-Up IP) - подключение через модем к коммутируемой телефонной линии (временное подключение в режиме on-line). Большинство пользователей подключается к Интернету, именно так. В этом случае вы в удобное для вас время подключаетесь через модем к вашему провайдеру. При этом ваш модем через обычную телефонную линию связывается с одним из модемов провайдера. После установки связи вы становитесь полноправным пользователем Интернета, и вам доступны абсолютно все его ресурсы. Обычно, в этом случае за ежемесячную абонентскую плату предоставляется определенное количество часов пребывания в Интернете, а также вас ждет повременная оплата свыше оговоренных часов.

· Постоянное подключение по выделенной линии (режим on-line). Этот режим обеспечивает существенно более высокие скорости, чем подключение по коммутируемой линии. В качестве выделенных линий можно использовать телефонные или оптоволоконные линии. Стоимость этого варианта настолько велика, что этот вариант используют, как правило, для подключения локальных сетей. В этом случае все клиенты локальной сети могут выходить в Интернет через свой сервер. При подключении локальной сети к глобальной важную роль приобретает обеспечение безопасности данных. Для обеспечения сетевой безопасности между локальной и глобальной сетью устанавливают специальный компьютер или программу (брандмауэр), ограничивающую доступ в локальную сеть извне и несанкционированный выход за пределы локальной сети.

Трафик- это объем информации, передаваемый по сети за определенный период времени.

Некоторые провайдеры услуг Интернет ведут учет трафика своих клиентов и даже взимают дополнительную плату него.

С понятием трафика тесно связано понятие скорости передачи и получения информации. Скорость измеряется в битах в секунду и зависит от многих параметров: от способа подключения к провайдеру, скорости модема и характеристик соединения вашего провайдера с Интернетом. Также скорость получения информации зависит от степени занятости удаленного компьютера, то есть от количества желающим одновременно с вами получить от него информацию.

Как упоминалось выше, одним из направлений использования Интернета является обмен информацией. Рассмотрим основные средства обмена информацией, доступные через глобальную сеть:

· Электронная почта, позволяющая очень быстро отправлять электронные письма на электронные адреса пользователей Интернета.

· Списки рассылки, на которые можно подписаться, как на журнал, и затем периодически получать на свой электронный адрес подборку статей на заданную тему. Впоследствии можно отправлять свои сообщения всем подписчикам.

· Группы новостей, которые позволяют публиковать сообщения по интересам на специальных серверах в сети. Сообщения можно читать, подключившись к серверу и выбрав тему для себя. Далее, по желанию, вы можете ответить автору статьи или послать собственное сообщение. Таким образом, организовывается сетевая дискуссия, носящая новостной характер, поскольку сообщения хранятся небольшой период времени.

· Чрезвычайно популярным ресурсом является IRC, который служит для прямого общения группы людей в режиме реального времени с помощью ввода текста с клавиатуры и немедленного появления его на общей доске.

Разработаны специальные программы для общения в реальном режиме времени, позволяющие после установления связи передавать текст, вводимый с клавиатуры, а также звук, свое изображение и любые файлы. С помощью этих программ можно организовать совместную работу удаленных пользователей с программой, запущенной на локальном компьютере.

· С помощью специального оборудования и программного обеспечения через Интернет можно проводить аудио- и видеоконференции, то есть передавать звук и изображение от одного ко многим.

· В Интернете есть свои пейджинговые системы, в которых можно зарегистрироваться и получить свой персональный номер. Зная персональный номер другого человека, можно через центральный сервер пейджинговой службы отправить ему сообщение с предложением установить соединение и пообщаться. Самой популярной пейджинговой системой в Интернете является система ICQ.

· Интернет-телефонией называется система, позволяющая вести разговор в реальном времени через сеть Интернет.

Дата добавления: 2014-02-26; просмотров: 1890; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!