Глобальная сеть интернет

Глава 14 ГЛОБАЛЬНАЯ СЕТЬ ИНТЕРНЕТ

 

Интернет (Internet) — это  всемирная информационная сеть. Иногда Интернет называют просто и уважительно  Сеть. Это направление компьютерной технологии сейчас стремительно развивается.

Сегодня практически любой  человек, обладающий доступом к компьютеру с простейшим модемом, может использовать в своей деятельности огромные информационные ресурсы, предоставляемые Интернетом.

Телекоммуникации в широком смысле — это общение между субъектами (людьми, приборами, компьютерами), находящимися в удалении друг от друга, исключающее непосредственный контакт («теле» — удаленный, «коммуникация» — связь, сообщение). Рассмотрим базовые понятия современных телекоммуникаций, а именно:

• что такое сеть Интернет и как она работает;
• основные службы всемирной сети и «всемирная паутина» (WWW);
• навигатор Internet Explorer и принципы работы с электронной почтой.

 

14.1. ИСТОРИЯ ВЕЛИКОЙ СЕТИ

 

В 1973 г. Агентство исследований в области обороны США DAPSA начало разрабатывать проект Интернет. DAPSA изучало технику передачи пакетной информации по сетям различного вида. Эти работы были нацелены на создание протокола обмена информации по линиям различной физической природы. Так была создана сеть ARPAnet — «бабушка» Великой Сети.

В своей работе ARPAnet использовала набор протоколов под названием Протоколы управления передачей/Протоколы Интернета. По-английски они называются так: Transmission Control Protocols/ Internet Protocols или сокращенно TCP/IP. Протокол — это всего

лишь набор правил, по которым абоненты сети обмениваются данными. Если все абоненты сети будут соблюдать установленные протоколом правила, то связь будет осуществляться без перебоев.

 

Это интересно

Расчеты показывают, что в всемирной сети может  быть использовано 4 294 967296 возможных IP-адресов.

 

Первое десятилетие сетью  пользовались всего несколько сотен  ученых и инженеров государственных  учреждений США. В 1986 г. одно из научных  государственных учреждений США, а  именно Национальный научный центр  — NSF (National Science Foudation), начало разработки NSF-сети. Этот момент можно считать  рождением всемирной сети.

Коренной поворот событий  произошел в 1991 г., когда NSF сократил финансирование на разработки и разрешил использование своих разработок коммерческим организациям. Коммерциализация позволила быстро реагировать на возникающие потребности в информационном обслуживании пользователей, что привело к частичному отходу от операционной системы UNIX к системам Windows, более удобным для широкого круга пользователей.

Глобальная компьютерная сеть Интернет не является новым видом  физической сети. На самом деле это  метод взаимного соединения физических сетей и набор соглашений для использования сетей, которые позволяют компьютерам взаимодействовать друг с другом.

 

14.2. ДВА ПОДХОДА К СЕТЕВОМУ  ВЗАИМОДЕЙСТВИЮ

 

Коммуникационные сети независимо от того, обеспечивают ли они соединение между компьютерами или между  компьютерами и терминалами, могут быть разделены на два основных типа: сети с коммутацией каналов и сети с коммутацией пакетов.

Сети с коммутацией  каналов работают, образуя выделенное соединение (канал) между двумя точками. Телефонная сеть большинства стран использует технологию с коммутацией каналов: телефонный вызов устанавливает канал от вызывающего телефона через локальную АТС по линиям связи к удаленной АТС и, наконец, к отвечающему телефону. Пока существует канал, телефонное оборудование постоянно опрашивает микрофон, кодирует полученное значение в цифровой форме и передает его по этому каналу к получателю.

Канал обеспечивает скорость 64 Кбит/с (достаточную для передачи оцифрованного голоса), поэтому отправителю гарантируется, что опросы будут доведены и воспроизведены. Преимущество коммутации каналов заключается в ее гарантированной пропускной способности: как только канал создан, ни один сетевой процесс не может уменьшить пропускную способность этого канала. Недостаток при коммутации каналов — высокая стоимость, ведь платы за каналы являются фиксированными и независимыми от трафика.

 

Это интересно

Трафик (Traffic) —  объем передаваемой по сети информации.

 

Сети с коммутацией  пакетов используют совершенно другой подход. В сетях с коммутацией пакетов трафик сети делится на небольшие части, называемые пакетами, которые объединяются в высокоскоростных межмашинных соединениях. Пакет, который чаще всего содержит только несколько сотен байт данных, имеет идентификатор, который позволяет компьютерам в сети узнавать, предназначен ли он им, и если нет, то помогает им определить, как послать его в указанное место назначения.

Например, файл, передаваемый между двумя компьютерами, может  быть разбит на большое число пакетов, которые посылаются по сети по одному. Оборудование сети доставляет пакеты к указанному месту назначения, а сетевое программное обеспечение собирает пакеты опять в один файл.

Главным преимуществом коммутации пакетов можно считать одновременную  работу большого числа соединений между  компьютерами, так как межмашинные соединения разделяются между всеми парами взаимодействующих машин. Недостатком ее является то, что по мере возрастания активности данная пара взаимодействующих компьютеров получает все меньше сетевой пропускной способности. Таким образом, всякий раз, когда сеть с коммутацией пакетов становится перегруженной, компьютеры, использующие сеть, должны ждать, пока они смогут послать следующие пакеты.

Причинами широкого использования  сетей с коммутацией пакетов  являются стоимость и производительность. Поскольку к сети может быть подключено большое число машин, требуется  меньше соединений, и стоимость работы сети остается низкой. С пропускной способностью обычно проблем не возникает, ведь инженеры смогли создать высокоскоростное сетевое оборудование.

 

14.3. СОВРЕМЕННАЯ СТРУКТУРА СЕТИ  ИНТЕРНЕТ

 

Основу сети Интернет в  настоящее время составляют высокоскоростные магистральные сети. Независимые сети подключаются к магистральной сети через точки сетевого доступа NAP (Network

Access Point). Независимые сети  рассматриваются как автономные  системы, т. е. каждая из них  имеет собственное административное  управление и собственные протоколы  маршрутизации. Деление сети Интернет  на автономные системы позволяет распределить информацию о топологии всей сети и существенно упростить маршрутизацию.

Автономная система должна состоять не менее чем из 32 меньших по размеру сетей. Обычно в качестве автономных систем выступают крупные национальные сети. Примерами таких сетей являются сеть EUNet, охватывающая страны центральной Европы, сеть RUNet — Российская сеть. Автономные сети могут образовывать компании, специализирующиеся на предоставлении услуг доступа в сеть Интернет, — провайдеры. Таким провайдером является, например, компания Relcom в России.

Внутри автономной системы  данные передаются от одной сети к  другой, пока не достигнут точки  сопряжения с другой автономной системой. Обмен данными возможен только в том случае, если между автономными системами существует соглашение о предоставлении транзита. По этой причине время доступа к одному и тому же ресурсу для пользователей разных автономных систем может существенно отличаться.

Важным параметром, определяющим качество работы Интернета, является скорость доступа к ресурсам. Она определяется пропускной способностью каналов связи внутри автономной системы и между ними.

Для модемного соединения, используемого для большинства  домашних компьютеров, пропускная способность  канала невелика — от 19,2 до 57,6 Кбит/с; для выделенных телефонных линий, используемых для подключения небольших локальных компьютерных сетей — от 64 Кбит/с до 2 Мбит/с; для спутниковых и оптико-волоконных каналов связи — свыше 2 Мбит/с.

 

14.4. ОСНОВНЫЕ ПРОТОКОЛЫ СЕТИ  ИНТЕРНЕТ

 

Интернет многогранен, и  нельзя четко определить, что это  такое. С технической точки зрения Интернет — это объединение транснациональных компьютерных сетей, работающих по самым разнообразным протоколам, связывающих всевозможные типы компьютеров, физически передающих данные по телефонным проводам и оптическому волокну, через спутники и радиомодемы. Подавляющее большинство компьютеров в Интернете связано по протоколам TCP/IP, и именно это вкупе с требованием наличия подключения к глобальной сети является критерием присутствия в Интернете.

Рассмотрим структуру  протоколов TCP/IP с точки зрения модели OSI оценкам их более 30 млн. Скорость роста WWW даже выше, чем у самой сети Интернет.

WWW — это всемирное  хранилище информации, в котором  информационные объекты связаны  структурой гипертекста. Гипертекст — это прежде всего система документов с перекрестными ссылками, способ представления информации при помощи связей между документами. Поскольку система WWW позволяет включить в эти документы не только тексты, но и графику, звук и видео, гипертекстовый документ превратился в гипермедиа-документ.

Гипертекст или гипертекстовые ссылки являются «ключевой фигурой» в способе представления информации в WWW.

Немного истории WWW. «Всемирная паутина» (WWW) — одна из важных составных частей всемирной сети. И у нее — своя история.

 

Это интересно

В Швейцарии находится  Европейская лаборатория по изучению физических частиц (CERN). В 1980 г. человек по имени Тим Бернес-Ли, работавший в то время в Церне, начал разработку проекта глобальной компьютерной сети, которая обеспечивала бы физикам всего мира доступ к различной информации. На это ушло девять лет.

В 1989 г. после многолетних  технических экспериментов мистер Тим предложил конкретный вариант, который и явился началом World Wide Web, или сокращенно WWW.

 

Со временем многие поняли, что такими услугами смогут пользоваться разные люди, не только физики. WWW стала  быстро расти. Многие люди помогали ей в этом: одни разрабатывали аппаратные средства, другие создавали программное обеспечение, развивающее WWW, третьи улучшали линии связи. Все это позволило ей стать тем, чем она сейчас является — «всемирной паутиной».

Принципы работы клиента и сервера. WWW работает по принципу клиент-сервер, точнее, клиент-серверы: существует множество серверов, которые по запросу клиента возвращают ему гипермедийный документ — документ, состоящий из частей с разнообразным представлением информации (текст, звук, графика, трехмерные объекты и т.д.), в котором каждый элемент может являться ссылкой на другой документ или его часть. Ссылки в документах WWW организованы таким образом, что каждый информационный ресурс в глобальной сети Интернет однозначно адресуется, и документ, который вы читаете в данный момент, способен ссылаться как на другие документы на этом же сервере, так и на документы (и вообще на ресурсы Интернета) на других компьютерах Интернета. Причем пользователь не замечает этого и работает со всем информационным пространством Интернета как с единым целым.

Ссылки WWW указывают не только на документы, специфичные для самой WWW, но и на прочие сервисы и информационные ресурсы Интернета. Более того, большинство программ-клиентов WWW (браузеры, навигаторы) не просто понимают такие ссылки, но и являются программами-клиентами соответствующих сервисов: FTP, gopher, сетевых новостей Usenet, электронной почты и т.д. Таким образом, программные средства WWW являются универсальными для различных сервисов Интернета, а сама информационная система WWW играет интегрирующую роль.

Перечислим некоторые  термины, использующиеся в WWW.

Первый термин — html (hypertext markup language — язык разметки гипертекста). Это формат гипермедийных документов, использующихся в WWW для предоставления информации. Формат этот не описывает то, как документ должен выглядеть, он описывает структуру и связи документа.

html — это набор управляющих  последовательностей команд, содержащихся  в html-документе и определяющих  те действия, которые программа  просмотра (браузер) должна выполнить  при загрузке этого документа.  Это означает, что каждая страница  является обычным текстовым файлом, содержащим текст, который виден всем, и некоторые инструкции для программы, невидимые для людей. Эти инструкции условно можно разделить на два типа: описание внешнего вида документа и ссылки на другие ресурсы (другие страницы, изображения, серверы). Именно эти ссылки и делают из текста гипертекст.

Внешний вид документа  на экране пользователя определяется навигатором. Если вы работаете за графическим  или текстовым терминалами, то в  каждом случае документ будет выглядеть  по-своему, но структура его останется  неизменной, поскольку она задана форматом html. Имена файлов в этом формате обычно оканчиваются на html (или имеют расширение htm в случае, если сервер работает под MS DOS или Windows).

Второй термин — URL (uniform resource locator — универсальный указатель на ресурс). Так называются те самые ссылки на информационные ресурсы Интернета.

Еще один термин — http (hypertext transfer protocol — протокол передачи гипертекста). Это название протокола, по которому взаимодействуют клиент и сервер WWW.

WWW — сервис прямого  доступа, требующий полноценного  подключения к Интернету и,  более того, часто требующий быстрых линий связи в случае, если документы, которые вы читаете, содержат много графики или другой нетекстовой информации. Однако существуют мосты, позволяющие получать информацию, содержащуюся в WWW, посредством электронной почты.

Возможность такая есть, но таких мостов мало, да и толку  от них немного. Чтобы успешно  использовать возможности WWW, требуется  прямой доступ в Интернет, а при  его отсутствии теряются многие плюсы, создавшие WWW сегодняшнюю популярность. Кроме того, некоторые возможности, имеющиеся при обычной работе, просто недоступны через электронную почту. Это, в основном, относится к элементам интерактивности в WWW. Например, в языке html поддерживаются формы. Пользователь вводит в них некоторую информацию, которая затем может передаваться на сервер. Таким образом заполняются анкеты, регистрационные карты, проводятся социологические опросы.