Глобальные сети и приложения сети Интернет

Тема 6 Глобальные сети и приложения сети Интернет 6.1 История появления и развития Под глобальной компьютерной сетью понимается: компьютерная сеть, которая охватывает значительную территорию (страна, континент или континенты). Она предназначена для передачи данных между организациями. При этом используется специальный узел или станция для подключения к глобальной сети. В глобальных компьютерных сетях используются: • Телефонные (коммутируемые и некоммутируемые), • радио, • спутниковые, • прочие, • каналы связи. Наиболее популярной и всемирно известной глобальной сетью является Интернет. История появления глобальных сетей началась в 60-х гг. XXв. в США. При министерстве обороны США было создано Агентство Передовых Исследовательских проектов (ARPA). Одним из направлений его работы было обеспечение безопасности связи и коммуникаций в случае начала ядерной войны. Перед учеными была поставлена задача разработать такую компьютерную сеть, которая бы работала даже в случае её частичного уничтожения. Для её создания использовали компьютеры, расположенные по всей территории США. Созданная в 1967г. сеть получила название ARPANET. Для соединения компьютеров использовались телефонные линии связи. В этой сети отсутствовал централизованный управляющий элемент (главный компьютер) и сеть сама определяла маршруты передачи данных. Отдельные элементы могли выйти из строя, но всегда находился обходной путь для информации, поскольку любая из станций была соединена с другими. Кроме того, информация передавалась довольно быстро и не нужно было ожидать освобождения канала связи. Эксперимент оказался настолько удачным, что к 1975г. сеть ARPANET превратилась из экспериментальной в рабочую. Многие корпорации проявили желание к ней присоединится. Хронология становления и развития глобальных компьютерных сетей: 1969г. – Первая передача сообщения из Калифорнийского университета в Стэндфордский исследовательский центр. К концу этого года уже было 4 узла ARPANET, в 1971г. – уже 15. 1971г. – Рей Томенсон разработал систему электронной почты, рождение суффиксов с @. 1974г. – Первое коммерческое приложение ARPANET – Telnet (доступ к удаленным терминалам). 1977г. – Сеть объединила десятки научных организаций в США и Европе. 1982г. – Объединение ARPANET c EUNet (европейской глобальной сетью). Появился термин Интернет. 1983г. – Стандартизовано использование единых протоколов обмена данными TCP/IP. Разнородные сети получили возможность обмениваться данными. 1986г. – В США к глобальной сети подключились суперкомпьютеры (NSFNet). Эта сеть была построена на оптоволоконных соединениях с использованием радио и спутниковой связи. До 1995г. она была основой (хребтом) американской части глобальных компьютерных сетей. Первоначально она была доступна только для зарегистрированных пользователей: университетов и других научных организаций. 1996г. – сеть NSFNet была приватизирована и научные организации стали рядовыми пользователями Интернета. До 90-х Интернет был черно-белым и текстовым, доступным довольно узкому академическому кругу. Первый браузер с графическим интерфейсом Netscape Navigator появляется только в 1993г. Добавление графики, цвета, анимации, звука и видео позволило привлечь большое число организаций к размещению своей информации в Интернете. Большое число информации привлекло новых пользователей, дальнейшее развитие идёт по спирали. Появление и популяризация мобильных компьютерных устройств значительно расширило число пользователей Интернета. 3G и 4G устройства позволяют выйти в Интернет всё большему количеству людей. Классификация глобальных компьютерных сетей В глобальных компьютерных сетях используются следующие способы коммутации: • использование выделенных каналов связи (арендуемых у крупных телефонных и телекоммуникационных компаний), • коммутация каналов (аналоговых и цифровых), • коммутация пакетов, существует несколько технологий(x.25, frame relay, atm, tcp/ip и т.д.) Такое разнообразие обусловлено тем, что глобальные компьютерные сети соединяют в себе: отдельные компьютеры, терминалы, корпоративные сети, городские сети и т.д. Выделенные каналы связи глобальных сетей Использования выделенного канала гарантирует пропускную способность сети. Поэтому выделенные линии можно использовать двумя способами: • построить сеть определённой технологии, при этом выделенные линии будут соединять промежуточные территориально расположенные узлы, • соединить с помощью выделенных каналов глобальной сети или конечных объектов. Преимущества: высокая пропускная способность, надёжность, скорость передачи данных. Недостатки: при большом числе территориально отдаленных точек соединение требует большое число арендуемых каналов, => высокие затраты. 6.2 Глобальные сети с коммутацией каналов Коммутация канала предполагает предварительное установление соединения между узлами или абонентами. Примером такого типа соединения является телефонная сеть. Для передачи голоса техника коммутации каналов оказалась эффективной, поскольку сочетает хорошее качество передачи с дешевизной и простотой оборудования. При передаче компьютерных данных возникают т.н. пульсации трафика, для которых неэффективна передача посредствам коммутации каналов. Поэтому коммутацию каналов используют в основном как промежуточное звено пакетной сети. Можно выделить: • аналоговую связь посредствам традиционных телефонных сетей, • цифровые сети с интеграцией услуг isdn. Аналоговая связь сейчас постепенно замещается цифровой, поскольку аналоговые АТС уступают место цифровым. На аналоговых линиях связи можно использовать и аналоговую и цифровую коммутацию, но конечное подключение для аналоговых всегда аналоговое, а в цифровых –цифровое (DSL). Для аналоговых сетей максимальная скорость передачи данных (тональный режим) до 56 кбит/с. Второй тип: ISDN – цифровые сети с интегральными услугами. При использовании коммутационных каналов в таких сетях данных обрабатываются в цифровой форме. Архитектура сети ISDN предусматривает несколько типов служб: выделенные цифровые каналы (некоммутированые соединения), передача голоса (коммутированные соединения), передача данных с коммутацией каналов, передача данных с коммутацией пакетов, передача данных с трансляцией кадров (frame relay), средства контроля и управления работой сети, прикладные службы (факсимильная связь, телексная связь, видео связь). Базовая скорость ISDN сети – 64 кбит/с. Поскольку ISDN сети в основном предназначены для телефонного трафика, то за адресация в таких сетях приближена к телефонному стандарту. Преимущества: цифровые сети ISDN разработаны для объединения в одной сети различных транспортных и прикладных служб и предоставляеют абонентом услуги выделенных каналов, коммутируемых соединений, коммутации пакетов и Frame Relay. Недостатки: построение глобальных связей на основе ISDN в корпоративной сети ограничено организацией удалённого доступа и объединенных больших локальных сетей на основании служб коммутации каналов, т.е. использование как и телефонной сети. • • • • • • • 6.3 Глобальные сети с коммутацией пакетов Как и для локальных сетей с коммутацией пакетов, для глобальных применимы изученные ранее методы коммутации, методы управления потоком, методы надёжной доставки пакетов и т.д. Основные отличия состоят в том, что принципы маршрутизации основаны на организации виртуальных каналов и протоколов TCP/IP. Требования, предъявляемые к глобальной сети, делают их отличными от локальных IP – сетей. Пример архитектуры глобальной компьютерной сети с коммутацией пакетов приведен на рис. 6.1, где: Рис. 6.1. Архитектура глобальной компьютерной сети с коммутацией пакетов S – switch – коммутатор, K – компьютер, R – router – маршрутизатор, MUX – мультиплексор, UNI – интерфейс user – network, NNI – интерфейс network – network, – аппаратура передачи данных. Базовые технологии ГКС с коммутацией пакетов: X.25, Frame Relay, ATM, IP-сети. При этом IP-сети занимают особое место, т.к. они играют роль технологии объединения сетей любого типа. Х.25 – самая старая технология. Хорошо работает на ненадёжных линиях благодаря протоколу с установленным соединением и коррекцией ошибок на 2-х уровнях – канальном и сетевом. Изначально Х.25 – «стандарт интерфейса между конечным оборудованием данных и аппаратурой передачи данных, работ в пакетном режиме в сетях передача данных общего пользования». Таким образом, стандарт определён только пользовательским интерфейсом. Стек протоколов – трехуровневый (включает физический, канальный, сетевой уровни). Поддерживается групповое подключение к сети простых алфавитно-цифровых (не графических) терминалов. Адресация – может быть практически любая. Длина поля адреса – до 16 байт. В основном используют адрес стандарта Х.121 (10 десятичных цифр, из них четыре – код идентификации сети: код страны – 3, номер сети – 1). На надёжных линиях связи – технология Х.25 избыточна и неэффективна. Frame relay. Сравнительно новые сети. Больше подходят для передачи пульсирующего трафика, по сравнению с Х.25. Их основные преимущества: низкая протокольная избыточность и дейтаграммный режим работы. Отсюда следует высокая пропускная способность и малые задержки. При этом надёжная доставка не обеспечивается. Специально разрабатывались для общественных сетей, соединяющих в себе локальные сети. Скорость – до 2 Мбит/с. Гарантируется поддержка средней скорости передачи данных по виртуальному каналу при допустимых пульсациях трафика. Стек протоколов двухуровневый (физический и канальный уровни). Отсюда и название – дословно передача фрейма (кадра). Пакеты локальной сети сразу оформляются в кадры, а не в сетевые пакеты. Frame Relay - это одна из самых простых технологий, иона создавалась специально для пульсирующего трафика. Предварительно рассчитывается пропускная возможность каждого коммутатора, отбрасываются кадры, которые посылаются слишком интенсивно – поэтому гарантируется поддержка заказанных параметров Технология АТМ. АТМ (асинхронный режим передачи) – единый универсальный транспорт для сетей нового поколения с интеграцией услуг, т.е. широкополосных сетей ISDN. Технология должна обеспечивать однородность сети, для этого передача трафика, чувствительного к задержкам (мультимедиа) должна быть обеспечена в соответствии с его потребностями. Для этого существует иерархия скоростей (от нескольких Гбит/с до 10 Мбит/с) с гарантированной пропускной способностью и общие транспортные протоколы для локальных и глобальных сетей. Также этому способствуют сохранение инфраструктуры физических каналов и протоколов и взаимодействие с унаследованными протоколами локальных и глобальных сетей. Технология АТМ совмещает в себе преимущества коммутации каналов и коммутации пакетов. Предусмотрены классы трафика: А – голосовой или видео; В – сжатые голос или видео; С – трафик компьютерных сетей с протоколами по установлению соединений (Х.25, ТСР, frame relay), D – трафик сетей с протоколами без установления соединений (IP, Ethernet, DNS), X – трафик, параметры которого выбираются пользователем. Стек протоколов трехуровневый: уровень адаптации АТМ, уровень АТМ, физический уровень. Технология АТМ сама не определяет стандарты для физического уровня, а пользуется существующими. Технология АТМ – дальнейшее развитие идей резервирования пропускной способности (frame relay). IP – сети. Изначально проектировались как экономичные дейтаграммные сети. Бывают двух видов: • чистые IP (рассматривались ранее), • IP поверх АТМ или Frame Relay (они ещё называются оверлейными). В этой разновидности подсети объединяются не физическими, а виртуальными каналами АТМ или Frame Relay. Это позволяет более рационально загрузить сеть и воспользоваться системой служб АТМ, что и является их основным преимуществом. 6.4 Стеке протоколов TCP/IP TCP/IP – сетевая модель передачи данных. Модель описывает способ передачи данных от источника информации к получателю. Название TCP/IP происходит из двух важнейших протоколов семейства – Transmission Control Protocol (TCP) и Internet Protocol (IP), которые были первыми разработаны и описаны в данном стандарте. Протокол TCP относится к протоколам транспортного уровня. Протоколы транспортного уровня (Transport layer) могут решать проблему негарантированной доставки сообщений («дошло ли сообщение до адресата?»), а также гарантировать правильную последовательность прихода данных. В стеке TCP/IP транспортные протоколы определяют, для какого именно приложения предназначены эти данные. О протоколе «TCP» TCP – «гарантированный» транспортный механизм с предварительным установлением соединения, предоставляющий приложению надёжный поток данных, дающий уверенность в безошибочности получаемых данных, пере запрашивающий данные в случае потери и устраняющий дублирование данных. TCP позволяет регулировать нагрузку на сеть, а также уменьшать время ожидания данных при передаче на большие расстояния. Более того, TCP гарантирует, что полученные данные были отправлены точно в такой же последовательности. В этом его главное отличие от UDP. Размер окна. Window Size определяет количество байт данных (payload), после передачи которых отправитель ожидает подтверждения от получателя, что данные получены. Иначе говоря, получатель пакета располагает для приёма данных буфером длиной "размер окна" байт. По умолчанию размер окна измеряется в байтах, поэтому ограничен 216 (65535) байтами. Однако благодаря TCP опции Window scale option этот размер может быть увеличен до 1 Гбайта. Чтобы задействовать эту опцию, обе стороны должны согласовать это в своих SYN сегментах. Контрольная сумма (Checksum). Поле контрольной суммы – это 16-битное дополнение к сумме всех 16-битных слов заголовка (включая псевдозаголовок) и данных. Если сегмент, по которому вычисляется контрольная сумма, имеет длину не кратную 16-битам, то длина сегмента увеличивается до кратной 16-ти, за счёт дополнения к нему справа нулевых битов заполнения. Биты заполнения (0) не передаются в сообщении и служат только для расчёта контрольной суммы. При расчёте контрольной суммы значение самого поля контрольной суммы принимается равным 0. Механизм действия протокола TCP. В отличие от традиционной альтернативы – UDP, который может сразу же начать передачу пакетов, TCP устанавливает соединения, которые должны быть созданы перед передачей данных. TCP-соединение можно разделить на 3 стадии: • Установка соединения • Передача данных • Завершение соединения Процесс установки соединения. 1. Клиент, который намеревается установить соединение, посылает серверу сегмент с номером последовательности и флагом SYN. Сервер получает сегмент, запоминает номер последовательности и пытается создать сокет (буферы и управляющие структуры памяти) для обслуживания нового клиента. В случае успеха сервер посылает клиенту сегмент с номером последовательности и флагами SYN и ACK, и переходит в состояние SYN-RECEIVED. В случае неудачи сервер посылает клиенту сегмент с флагом RST. 2. Если клиент получает сегмент с флагом SYN, то он запоминает номер последовательности и посылает сегмент с флагом ACK. Если клиент одновременно получает и флаг ACK (что обычно и происходит), то он переходит в состояние ESTABLISHED. Если клиент получает сегмент с флагом RST, то он прекращает попытки соединиться. Если клиент не получает ответа в течение 10 секунд, то он повторяет процесс соединения заново. 3. Если сервер в состоянии SYN-RECEIVED получает сегмент с флагом ACK, то он переходит в состояние ESTABLISHED. В противном случае после тайм-аута он закрывает сокет и переходит в состояние CLOSED. Процесс называется «трёхэтапным рукопожатие» (англ. three way handshake), так как несмотря на то что возможен процесс установления соединения с использованием четырёх сегментов (SYN в сторону сервера, ACK в сторону клиента, SYN в сторону клиента, ACK в сторону сервера), на практике для экономии времени используется три сегмента. Процесс передачи данных. При обмене данными приёмник использует номер последовательности, содержащийся в получаемых сегментах, для восстановления их исходного порядка. Приёмник уведомляет передающую сторону о номере последовательности, до которой он успешно получил данные, включая его в поле «номер подтверждения». Все получаемые данные, относящиеся к промежутку подтверждённых последовательностей, игнорируются. Если полученный сегмент содержит номер последовательности больший, чем ожидаемый, то данные из сегмента буферизируются, но номер подтверждённой последовательности не изменяется. Если впоследствии будет принят сегмент, относящийся к ожидаемому номеру последовательности, то порядок данных будет автоматически восстановлен исходя из номеров последовательностей в сегментах. Для того, чтобы передающая сторона не отправляла данные интенсивнее, чем их может обработать приёмник, TCP содержит средства управления потоком. Для этого используется поле «окно». В сегментах, направляемых от приёмника передающей стороне, в поле «окно» указывается текущий размер приёмного буфера. Передающая сторона сохраняет размер окна и отправляет данных не более, чем указал приёмник. Если приёмник указал нулевой размер окна, то передача данных в направлении этого узла не происходит, пока приёмник не сообщит о большем размере окна. 1. 2. 3. 4. Процесс завершения соединения Завершение соединения можно рассмотреть в три этапа: Посылка серверу от клиента флага FIN на завершение соединения. Сервер посылает клиенту флаги ответа ACK , FIN, что соединение закрыто. После получения этих флагов клиент закрывает соединение и в подтверждение отправляет серверу ACK , что соединение закрыто. Internet Protocol (IP) – маршрутизируемый протокол сетевого уровня стека TCP/IP. Именно IP стал тем протоколом, который объединил отдельные компьютерные сети во всемирную сеть Интернет. Неотъемлемой частью протокола является адресация сети. IP объединяет сегменты сети в единую сеть, обеспечивая доставку пакетов данных между любыми узлами сети через произвольное число промежуточных узлов (маршрутизаторов). Он классифицируется как протокол сетевого уровня по сетевой модели OSI. IP не гарантирует надёжной доставки пакета до адресата – в частности, пакеты могут прийти не в том порядке, в котором были отправлены, продублироваться (приходят две копии одного пакета), оказаться повреждёнными (обычно повреждённые пакеты уничтожаются) или не прийти вовсе. Гарантию безошибочной доставки пакетов дают некоторые протоколы более высокого уровня – транспортного уровня сетевой модели OSI, – например, TCP, которые используют IP в качестве транспорта. Фрагментация IP пакетов При доставке IP пакета он проходит через разные каналы доставки. Возможно возникновение ситуации, когда размер пакета превысит возможности узла системы связи. В этом случае протокол предусматривает возможность дробления пакета на уровне IP в процессе доставки. Соответственно, к конечному получателю пакет придет в виде нескольких пакетов, которые необходимо собрать в один перед дальнейшим анализом. Возможность дробления пакета с последующей сборкой называется IP фрагментацией. В протоколе предусмотрена возможность запрета фрагментации конкретного пакета. Если такой пакет нельзя передать через сегмент связи целиком, то он уничтожается, а отправителю направляется ICMP сообщение о проблеме. Адресация в IP-сетях: • Физический, или локальный адрес узла, определяемый технологией, с помощью которой построена сеть, в которую входит узел. Для узлов, входящих в локальные сети - это МАС–адрес сетевого адаптера или порта маршрутизатора. • Сетевой, или IP-адрес - используется на сетевом уровне. Он назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. • Символьный адрес, или DNS-имя - адрес назначается администратором и состоит из нескольких частей, например, имени машины, имени организации, имени домена. Такой адрес используется на прикладном уровне, например, в протоколах FTP или telnet. 6.5 Сетевое программное обеспечение Сетевые приложения - это программное обеспечение, отвечающее за стабильную работу компьютерной сети организации. Сетевые программы решают широкий спектр задач: анализ работоспособности сети, программного обеспечения; контроль над правильным использованием сетевых ресурсов; обеспечение информационной безопасности сети; организация общих сетевых ресурсов; инвентаризация оборудования и многое другое. Они представлены общим, системным и специальным программным обеспечением. (рис. 6.2) Общее сетевое программное обеспечение Общее сетевое программное обеспечение включает в себя: 1. Браузер – программа просмотра веб-страницы (пример – Internet Explorer). Браузер содержит следующие средства: программу для работы с электронной почтой (чтение, создание, редактирование и отправка почтовых сообщений); программу для работы с сервером новостей (подписка на группу новостей, чтение новостей, создание и пересылка сообщений), редактор текста; 2. HTML-редакторы – редакторы, предназначенные для создания веб-страниц; 3. Графические веб-средства – средства, предназначенные для оптимизации графических элементов веб-страниц; 4. Машинные переводчики – программные средства, предназначенные для просмотра веб-страниц на различных языках; Антивирусные сетевые программы – программы, предназначенные для предотвращения попадания программных вирусов на компьютер пользователя или распространения его по локальной сети фирмы. Рис. 6.2. Сетевые программы Системное программное обеспечение включает в себя: 1. Операционную систему – обязательная часть системного программного обеспечения, гарантирующая эффективное функционирование ЭВМ в различных режимах, организующая выполнение программ и взаимодействие пользователя и внешних устройств с ЭВМ; 2. Сервисные программы – программы, которые расширяют возможности ОС, предоставляя пользователю и его программам набор дополнительных услуг; 3. Систему технического обслуживания – система, которая облегчает диагностику, тестирование оборудования и поиск неисправностей в ПК. Для управления сетью существуют специальные сетевые ОС, которые по своей организации можно разделить на одноранговые (Peer-To-Peer Network) и с выделенным сервером (Dedicated File Server Network). К одноранговым относятся следующие сетевые ОС: NetWare Lite, Personal NetWare (Novell), Windows for Workgroups (Microsoft), LANtastic (Artisoft). В сетях с выделенным сервером сетевая ОС инсталлируется и загружается на отдельной станции, которую называют файловым сервером (File Server). Рабочие станции имеют доступ к общим данным и другим ресурсам, хранящимся на файловом сервере. К операционным системам, которые устанавливаются на файловом сервере, относятся: Vines (Banyan), OS/2 LAN Server Advanced (IBM), Windows NT Server (Microsoft), NetWare (Novell). Для устранения недостатков, присущих сетям рассмотренных типов, часто на одном сегменте сети устанавливают две операционные системы: одноранговую и с выделенным сервером. В одноранговых сетях на каждой WS сети могут быть загружены две группы модулей: модули сервера и клиента. На серверах функционируют сетевые ОС, позволяющие совместно использовать ресурсы сервера, на клиентах – программное обеспечение доступа к сети, обеспечивающее работу с разделяемыми ресурсами. Загрузка в оперативную память рабочей станции модулей сервера обеспечивает доступ других пользователей к ресурсам этого компьютера, а наличие модулей клиента позволяет пользователю иметь доступ к ресурсам других рабочих станций сети. В функции модуля клиента ОС входит: 1. Исполнение пользовательских приложений; 2. Реализация интерфейса пользователя с сетью; 3. Обеспечение соединения с сетью. К функциям модуля сервера ОС относят: 4. Управление учетными записями; 5. Защиту доступа; 6. Централизованное лицензирование; 7. Защиту данных; 8. Многозадачность и многопроцессорную обработку. Сетевое приложение – это программное обеспечение распределенной обработки данных в локальной сети, разработанное для автоматизации делопроизводства, т.е. поддерживает работу в сети. Для чего в сетевых приложениях должны быть предусмотрены средства: 1. Блокировки файлов, т.е. невозможность доступа к файлу одновременно несколькими пользователями; 2. Защиты файлов от несанкционированного доступа, т.е. возможность предоставлять пользователям различные уровни доступа; 3. Обмена данными по электронной почте. Категории сетевых приложений: 4. Электронная почта и обмен сообщениями; 5. Планирование; 6. Групповое программное обеспечение. Существует два типа сетевых приложений: чисто сетевые и обособленные. Чисто сетевые приложения разработаны для применения в сетях. Использование их на отдельных компьютерах не имеет смысла. Наоборот, обособленные приложения призваны работать на отдельном компьютере. Для расширения возможностей они перестроены для работы в сетях Чисто сетевые приложения – эти приложения были созданы для использования возможностей сетей. Каждое из них имеет свой отдельный пользовательский интерфейс и требует выполнения некоторой последовательности "сетевых" команд, индивидуальных для каждого приложения. 1. Эмуляция терминала; Эмуляция терминала была одним из первых чисто сетевых приложений. До появления сетей терминалы использовались для доступа к прикладным программам на больших ЭВМ и миникомпьютерах. Когда на смену терминалам пришли ПК, потребовался метод доступа к прикладным программам на существующих больших ЭВМ и миникомпьютерах. Программа эмуляции терминала позволяет представить ПК для большой ЭВМ как подключенный к ней терминал. 2. Передача файла; (Передача файла является основным приложением практически во всех сетях.) 3. Электронная почта; (Электронная почта дает возможность пользователю ввести сообщение на ПК или локальной рабочей станции и оправить его к кому-нибудь по сети.) 4. Групповые приложения. (Групповые приложения используют сети для электронной автоматизации административных функций современного офиса. Групповые приложения позволяют пользователям координировать календарь, встречи, телефонные звонки и другие задачи электронным путем. Они могут предлагать чисто сетевые либо обособленные административные функции.) Обособленные приложения – в последнее время многие известные обособленные приложения были адаптированы для функционирования в среде клиент-сервер. Примерами могут служить текстовые процессоры, редакторы электронных таблиц, базы данных, презентационная графика и управление проектами. Когда обособленные приложения адаптируются для работы в сетевой среде, они разбиваются на две части. Первая часть приложения включает пользовательский интерфейс и связующую обработку и работает на станции-клиенте. Вторая часть приложения, работающая на сервере, включает операции, требующие значительных процессорных затрат. Поводом к переводу традиционных обособленных приложений в сетевую среду послужили следующие соображения: простота использования; разделение файлов; ограничение ресурсов; экономия от масштабирования. Пользователи могут получать доступ к важным файлам, таким, как большие базы данных, сохраняемым в общем разделяемом пространстве. Поскольку только одна копия Успешное использование сети Интернет в значительной степени зависит от правильного выбора программного обеспечения. К сожалению, не представляется возможным дать какие бы-то ни было универсальные рекомендации по этому поводу. Во-первых, потому что очень многое зависит от специфики Ваших интересов, конфигурации Вашего компьютера и избранной операционной системы. Во-вторых, Интернет постоянно развивается, меняются лидеры в программном обеспечении, возникают новые стандарты и новые методы их реализации. На сегодняшний день программное обеспечение Интернета условно можно разбить на несколько больших групп: 1. Браузеры (browsers)– исследователи Всемирной Паутины (WWW). Это программы, позволяющие находить и просматривать гипертекстовые документы, опубликованные в Сети и на Вашем компьютере: Microsoft Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera. 2. Почтовые программы (e-mail programmes)– специальные программы для принятия, отправки, сортировки и просмотра электронной почты: Eudora, MS Outlook, OutlookExpress, Pegasus. 3. FTP-клиенты – программы для обмена файлами: CuteFTP, WS_FTP. 4. Менеджеры загрузки (download manager) – программы для перекачки файлов из Сети: Go!Zilla, ReGet, GetRight. 5. Программы общения (chat programmes)– программы, предоставляющие возможность вести переговоры в Сети как в текстовом режиме, так и в режиме аудио и видео обмена: MicroIRC, ICQ, IPhone, EasyTalk, NetMeeting. 6. Программы дозвона (dialer programmes) – программы для соединения с провайдером по одному или нескольким номерам телефонов: E-type Dialer, Advanced Dialer. 7. HTML-редакторы – программы для подготовки Web-документов: FrontPage 2000, DreamWeaver. 8. Дополнительные программы – для доступа к аудио и видео информации (RealPlayer), для онлайнового перевода гипертекстов на русский язык (Web TranSite), для создания интерактивных описаний (HTML Help), для закачки сайтов и страниц (Teleport Pro). 1. Очевидно, что этим перечнем список программного обеспечения Интернета не ограничивается. Каждая из групп может быть значительно пополнена примерами. 6.6. Сервис World Wide Web (www) – всемирная паутина World Wide Web – интерактивный сервис Internet, в основу которого положено гипертекстовое представление информации в Сети. На серверах Web структуризация данных происходит не на уровне совокупностей данных (файлов), а внутри них. В самих документах имеются ссылки на другие документы, в которых может находиться пояснение или иллюстрация какой-то мысли или термина в исходном тексте. Такая схема представления данных и называетсягипертекст; ему присуща не древовидная структура хранения данных (как в файловой системе), а сетевая. Отсюда и пошло название серверов Web (паутина). Гипертекст позволяет просматривать информацию, выбирая при каждом доступе к ней новый маршрут (или гипертекстовую связь). Стандарт на правила построения таких документов известен как HTML (HyperText Markup Language). Каждый отдельный HTML-файл называется страницей. WWW – это система клиент/сервер, которая поддерживает эти гипертекстовые связи. Информация на WWW-сервере обычно представлена в виде отдельных страниц, содержащих не только текст, но и графические объекты, звук и видео. В связи с этим, для поддержки данного сервиса требуются быстрые линии связи и соответствующее оборудование (компьютеры, модемы, сетевое оборудование). Клиентская часть для работы с такой информацией, проводник Internet (или browser), позволяет просматривать все эти типы данных, запускать внешние приложения. Существует множество реализаций проводников Internet от разных поставщиков, и от выбора программы просмотра зависит, насколько комфортно смогут чувствовать себя пользователи, работая в глобальной сети. В настоящее время наибольшее распространение получили браузеры фирм Microsoft и Netscape:Internet Explorerи Netscape Navigator соответственно. Схема работы проста: клиент запрашивает информацию, в ответ на запрос сервер посылает информацию клиенту. Для определения запроса в web-браузере необходимо ввести специальную строкуURL – Uniform Resource Locator (универсальный указатель ресурса). Например,http://www.bsu.edu.ru IP-адресация и система доменных имен Для обеспечения уникальности имени каждого узла в сети Интернет применяется специальная система, именуемая IP-адресацией. Различают фиксированные(постоянные) ивременныеIP-адреса. Большинство пользователей, подключающихся к сети через обычные модемы для установления временного сеанса связи, не имеют фиксированного IP-адреса. Им присваивается лишь временный IP-адрес. Компьютеры в организациях, локальные сети которых подключены к Интернету 24 часа в сутки, как правило, имеют свои уникальные фиксированные IP-адреса. Адрес IP (Internet Protocol) – это 32-битный компьютерный адрес, с которым непосредственно работают компьютеры Internet. IP-адрес записывается в виде четырех чисел, разделенных точками, например,196.201.90.0. Каждое из четырех чисел не превышает значение 255. Трактоваться числовой адрес может по-разному. Обычно в нём отражаются класс сети, номер сети и номер компьютера. Цифровая нумерация является языком общения компьютеров, однако очень неудобна для запоминания. Поэтому существует другой тип адресации: система доменных имен. Слово «домен» (domain) можно перевести как «территория, сфера, область». Служба имен доменов – Domain Name System(DNS) – транслирует имена компьютеров в соответствующие адреса IP и обратно. Благодаря этому пользователю не нужно ничего знать о компьютерных IP-адресах. В доменном адресе, как правило, отражаются: имя, определение рода деятельности владельца и код страны. Например, в адресе www.bsu.edu.ru, www указывает на принадлежность узла к Всемирной Информационной Паутине (World Wide Web), bsu– название организации (БелГУ) , аru(Russia) указывает на место дислокации данной организации. Истори- чески сложились следующие сокращения для определения в доменном адресе рода деятельности организации: • comилиco(коммерческие организации), • edu(учебные и научные организации), • gov(правительственные организации), • mil(военные организации), • net(сетевые организации разных сетей, в том числе, провайдеры), • org(другие организации). Для указания страны используются двухбуквенные коды: ru (Россия), ua (Украина), uk (Великобритания), jp (Япония), de (Германия), fr (Франция) и т.д. URL (Uniform Resource Locator) Адрес ресурса записывается в нотации, которая называется URL (Uniform Resource Locator). Запись URL имеет следующий формат: <схема доступа>://<имя_машины .имя_домена/полное_имя_файла>. Примерами значений параметра <схема доступа> могут быть http, ftp, gopher. Вторая часть URL, то есть <имя_машины.имя_домена /полное_имя_файла>, определяет удаленный компьютер сети, на котором хранится данная информация и полное указание местоположения файла в файловой системе удаленного компьютера. Название схемы доступа отделяется двумя косыми чертами (//) от Интернет-адреса компьютера, который, в свою очередь, отделен одной косой чертой (/) от полного (с указанием пути) имени файла. Пример: страница издательства Санкт-петербургского государственного медицинского университета имеет URL http://www.spmu.runnet.ru/ publishing/. Рассмотрим, как разделить этот адрес на составляющие: http:– эта последовательность символов означает, что для доступа к ресурсу используется протокол передачи гипертекста (HTTP протокол); www.spmu.runnet.ru– идентифицирует Интернет-адрес компьютера сети, на котором размещен данный ресурс;publishing – имя папки, в которой находятся файлы. Как же программа просмотра WWW использует URL для нахождения страницы в Интернет? Когда программа-просмотрщик (броузер) получает от Вас адрес страницы, например, http://www.med.upenn.edu/ educate/, она выделяет имя домена из этого URL в соответствии с вышеописанной схемой. В нашем случае это med.upenn.edu. Это имя передается серверу DNS вашего провайдера. Система серверов DNS может быть представлена как очень большая база данных. Сервер DNS получает доменное имя и возвращает в ответ соответствующий IP-адрес (в нашем случае – 165.123.128.12). Этот IP-адрес используется не только для идентификации компьютера сети, но и для маршрутизации передаваемого ему запроса. Начальная последовательность цифр адреса, 165, направляет запрос в Северную Америку. Дополнительные маршрутизаторы, связывающие различные сегменты Интернет в Северной Америке, в итоге направят запрос в г. Филадельфию, штат Пенсильвания, в Университет штата Пенсильвания. Как только запрос попадет на маршрутизатор домена с именем med.upenn.edu, он переправляется на компьютер с именем www, в соответствии с первой частью имени домена, и, в итоге, ссылается на соответствующий каталог /educate/ и файл index.html. Компьютер, на котором находится этот файл, направит пакеты с его содержимым по IP адресу Вашего компьютера. Замечание 1.Все имена ресурсов в Интернет – англоязычные. Замечание 2. Как правило, системы, поддерживающие связь компьютеров в Интернет, нечувствительны к регистру букв (СТРОЧНЫЕ/прописные), однако при вводе URL рекомендуется набирать текст в точном соответствии с предлагаемым адресом страницы. Замечание 3. Будьте внимательны! Не всегда URL может начинаться с привычных http:// и www. Что такое прокси (proxy) сервер? Прокси-сервер (от англ. proxy – «представитель, уполномоченный») – служба в компьютерных сетях, позволяющая клиентам выполнять косвенные запросы к другим сетевым службам. Сначала клиент подключается к прокси-серверу и запрашивает какой-либо ресурс (например, файл), расположенный на другом сервере. Затем прокси-сервер либо подключается к указанному серверу и получает ресурс у него, либо возвращает ресурс из собственного кеша (в случаях, если прокси имеет свой кеш). В некоторых случаях запрос клиента или ответ сервера может быть изменён прокси-сервером в определённых целях. Чаще всего прокси-серверы применяются для следующих целей: • Обеспечение доступа с компьютеров локальной сети в Интернет. • Кэширование данных: если часто происходят обращения к одним и тем же внешним ресурсам, то можно держать их копию на прокси-сервере и выдавать по запросу, снижая тем самым нагрузку на канал во внешнюю сеть и ускоряя получение клиентом запрошенной информации. • Сжатие данных: прокси-сервер загружает информацию из Интернета и передаёт информацию конечному пользователю в сжатом виде. Такие прокси-серверы используются в основном с целью экономии внешнего трафика. • Защита локальной сети от внешнего доступа: например, можно настроить проксисервер так, что локальные компьютеры будут обращаться к внешним ресурсам только через него, а внешние компьютеры не смогут обращаться к локальным вообще (они «видят» только прокси-сервер). См. также NAT. • Ограничение доступа из локальной сети к внешней: например, можно запретить доступ к определённым веб-сайтам, ограничить использование интернета каким-то локальным пользователям, устанавливать квоты на трафик или полосу пропускания, фильтровать рекламу и вирусы. • Анонимизация доступа к различным ресурсам. Прокси-сервер может скрывать сведения о источнике запроса или пользователе. В таком случае целевой сервер видит лишь информацию о прокси-сервере, например, IP-адрес, но не имеет возможности определить истинный источник запроса. Существуют также искажающие прокси-серверы, которые передают целевому серверу ложную информацию об истинном пользователе. Многие прокси-серверы используются для нескольких целей одновременно. Некоторые прокси-серверы ограничивают работу несколькими портами: 80 (Браузер), 443 (Шифрованное соединение (HTTPS)), 21 (FTP). В отличие от шлюза прокси-сервер чаще всего не пропускает ICMP-трафик (невозможно проверить доступность машины командами ping и traceroute). Прокси-сервер, к которому может получить доступ любой пользователь сети интернет, называется открытым. Любой канал связи имеет ограниченную пропускную способность, это число ограничивается свойствами аппаратуры и самой линии (кабеля). Объём переданной информации I вычисляется по формуле: I = qt,где q- пропускная способность канала (бит/с) t-время передачи (сек).