Организация глобальных сетей

 

1.2. Программное обеспечение Интернета

 

 

Работа Сети поддерживается определенным программным обеспечением (ПО). Это ПО функционирует на серверах и на персональных компьютерах пользователей. Как вам должно быть известно из базового курса информатики, основой всего программного обеспечения компьютера является операционная система, которая организует работу всех других программ. Программное обеспечение узловых компьютеров очень разнообразно. Условно его можно разделить на базовое (системное) и прикладное. Базовое ПО обеспечивает поддержку работы сети по протоколу TCP/IP — стандартному набору протоколов Интернета, т. е. оно решает проблемы рассылки и приема информации. Прикладное ПО занимается обслуживанием разнообразных информационных услуг Сети, которые принято называть службами Интернета. Служба объединяет серверы и клиентские программы, обменивающиеся данными по некоторым прикладным протоколам. Для каждой службы существует своя сервер-программа: для электронной почты, для телеконференций, для WWW и пр. Узловой компьютер выполняет функцию сервера определенной службы Интернета, если на нем работает сервер-программа этой службы. Один и тот же компьютер в разное время может выполнять функции сервера различных услуг; все зависит от того, какая сервер-программа на нем в данный момент выполняется. На ПК пользователей сети обслуживанием различных информационных услуг занимаются программы — клиенты. Примерами популярных клиент-программ являются: Outlook Express — клиент электронной почты, Internet Explorer — клиент службы WWW (браузер). Во время работы пользователя с определенной службой Интернета между его клиент-программой и соответствующей сервер-программой на узле устанавливается связь. Каждая из этих программ выполняет свою часть работы в предоставлении данной информационной услуги. Такой способ работы Сети называется технологией «клиент-сервер».

 

 

 

1.3. Как работает Интернет

 

 

В Интернете используется пакетная технология передачи информации. Чтобы в этом лучше разобраться, представьте себе следующую ситуацию. Вам нужно переслать товарищу в другой город какой-то многостраничный документ (например, распечатку романа, который вы сочинили). Полностью в конверт весь ваш роман не помещается, а посылать бандеролью вы не хотите — слишком долго будет идти. Тогда вы делите весь документ на части по 4 листа, вкладываете каждую часть в почтовый конверт, на каждом конверте пишете адрес и всю эту пачку конвертов опускаете в почтовый ящик. Например, если ваш роман занимает 100 страниц, то вам придется отправить 25 конвертов. Вы даже можете опустить конверты в разные почтовые ящики на разных узлах связи (для интереса, чтобы узнать, какие дойдут быстрее). Но поскольку на них указан один и тот же адрес, то все конверты должны дойти до вашего товарища. А еще, чтобы товарищу было удобно собрать роман целиком, на конвертах желательно указать порядковые номера.

Аналогично работает пакетная передача информации в Интернете. За ее работу отвечает протокол TCP/IP, о котором уже говорилось раньше. Пора разобраться, что же обозначают эти загадочные буквы.

Фактически речь идет о двух протоколах. Первый —ТСР-протокол расшифровывается так: Transmission Control Protocol — протокол управления передачей. Именно согласно этому протоколу всякое сообщение, которое нужно передать по Сети, разбивается на части. Эти части называются TCP-пакетами. Для доставки пакеты передаются протоколу IP, который к каждому пакету дописывает IP-адрес его доставки и еще некоторую служебную информацию. Таким образом, TCP-пакет — это аналог конверта с «кусочком» романа и адресом получателя. Каждый такой пакет будет самостоятельно перемещаться по сети независимо от других, но все они вместе соберутся у адресата. Далее, согласно протоколу TCP, происходит обратный процесс: из отдельных пакетов собирается исходное сообщение. Здесь, очевидно, необходимы те самые порядковые номера на конвертах; аналогичные номера содержатся и в TCP-пакетах. Если какой-то из пакетов не дошел или был испорчен при транспортировке, его передача будет запрошена повторно.

Согласно протоколу TCP, передаваемое сообщение разбивается на пакеты на отправляющем сервере и восстанавливается в исходном виде на принимающем сервере.

Назначение IP-протокола (Internet Protocol) — доставка каждого отдельного пакета до места назначения. Пакеты передаются, как эстафетные палочки, от одного узла к другому. Причем маршруты для разных пакетов из одного и того же сообщения могут оказаться разными. Описанный механизм передачи пакетов отображен на рис. Вопрос о маршруте решается отдельно для каждого пакета. Все зависит от того, куда его выгоднее передать в момент обработки. Если на каком-то участке Сети произошел «обрыв», то передача пакетов пойдет в обход этого участка.

 

 

 

Таким образом, в любой момент времени по любому каналу Сети перемещается «вперемешку» множество пакетов из самых разных сообщений. Использование всякого канала связи стоит денег: междугородние, а тем более международные телефонные разговоры, достаточно дороги. Если бы, работая в Сети, вы в течение всего сеанса связи монопольно занимали международный канал, то расходы вас бы быстро разорили. Однако, согласно описанной технологии, канал вы делите с сотнями (а может — тысячами) других пользователей, и поэтому на вашу долю приходится лишь небольшая часть расходов.

 

 

1.4. Интернет как глобальная информационная система 

 

 

Вернемся к Интернету, о котором уже шла речь в предыдущей главе. Сейчас мы будем говорить об Интернете с точки зрения выполнения им своего главного назначения: быть глобальной информационной системой. Системой, дающей пользователю неограниченные возможности как для информационных коммуникаций с другими людьми, так и для получения любой интересующей его информации.

Средства предоставления определенных информационных услуг для пользователей Сети принято называть службами Интернета. Опишем некоторые самые известные службы, разделив их на коммуникационные и информационные.

Еще раз обратим ваше внимание на то, что каждая служба Сети поддерживается работой определенного сервера и определенного клиента на компьютере пользователя.

Работа связки «сервер-клиент» подчиняется протоколу: стандарту на представление, обработку, передачу информации средствами данной службы.

TCP/IP является  базовым протоколом Интернета. Тогда  протоколы служб можно назвать  прикладными протоколами (иногда их называют протоколами второго уровня).

Поясним смысл еще двух терминов, которые будут дальше использоваться. Режим on-line — это режим работы пользователя в состоянии подключения к какому-либо серверу Сети. Состояние отключенной связи называется режимом off-line. Аналогия: общение по телефону всегда происходит в режиме on-line. При отправлении телеграммы вы заполняете бланк в режиме off-line, затем телеграфист в режиме on-line передает телеграмму по линии связи; а затем получатель читает телеграмму в режиме off-line.

 

 

 

 

1.5. Коммуникационные службы Интернета

 

 

 

Электронная почта — e-mail. Это наиболее старая и одна из самых массовых служб Сети. Ее назначение — поддержка обмена письмами между пользователями.

Схема работы электронной почты отражена на рис. Почтовый сервер — это своеобразное «почтовое отделение», куда поступает входящая корреспонденция зарегистрированных на нем пользователей. Эта корреспонденция помещается в почтовые ящики пользователей — специально отведенные разделы на жестком диске. Каждый пользователь получает персональный почтовый адрес, по которому к нему будут поступать письма.

Сначала пользователь в режиме off-line пишет текст письма, указывает сообщения похож на описанный выше процесс передачи телеграммы адрес получателя. Для этого используется редактор подготовки писем, входящий в клиент-программу электронной почты. Подготовленные письма помещаются в папку Исходящие. Затем устанавливается связь с сервером. Далее происходит автоматическая работа в режиме on-line: сервер по паролю определяет пользователя, принимает все письма из папки Исходящие, передает помещаются в папку Входящие. Сеанс связи заканчивается. Папка Исходящие становится пустой, отправленные письма сохраняются в папке Отправленные. Если используется коммутируемая телефонная линия, то пользователь отключает телефонную связь. После этого он может не спеша просматривать полученную почту.

Почтовый сервер работает постоянно. Он организует передачу по сети исходящих писем. Входящую корреспонденцию почтовый сервер раскладывает по почтовым ящикам.

Клиент-программа кроме функции приема/передачи писем во время сеанса связи выполняет еще множество сервисных функций: подготовку и редактирование писем, организацию адресной книги, просмотр почтового архива, сортировку и удаление писем из почтового архива и пр. Популярным клиентом e-mail является программа Outlook Express, входящая в стандартную поставку операционной системы Windows.

Пример подготовленного к передаче письма в среде Outlook Express приведен на рис.

 

 

  Рис. Окно почтовой программы

 

Из схемы на рис. видно, что сервер и клиент работают по разным протоколам. Безусловно, «язык» у них общий и они «понимают» друг друга. Но функции отличаются. РОРЗ (Post Office Protocol — протокол почтового отделения), кроме прочего, выполняет функцию защиты информации. Во время сеанса связи он устанавливает личность пользователя, обеспечивает связь с его персональным ящиком. Задача клиент - программы — передать на сервер исходящие письма и принять поступившие. Здесь используется более простой протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol — простейший протокол передачи почты).

Служба телеконференций, другое название — списки рассылки. Это тоже организация почтовой переписки. Но если по электронной почте вы отправляете свое письмо какому-то одному лицу персонально, то в телеконференции письмо направляется одновременно всем ее участникам. В свою очередь, все сообщения, которые поступают в адрес конференции, будут поступать в ваш почтовый ящик и загружаться в компьютер во время сеанса связи. Чтобы стать участником конференции, на нее нужно подписаться. Для этих целей существуют определенные адреса. Телеконференция всегда посвящается определенной теме, поэтому переписка в ней происходит только в рамках темы.

Телеконференция объединяет в себе как коммуникационную, так и информационную функции. С одной стороны, здесь происходит личностное общение, с другой — материалы конференции содержат большой объем полезной информации, которая определенное время хранится на сервере и может рассматриваться как некоторый информационный ресурс (электронная газета). Это особенно важно для специалистов, участвующих в конференциях по профессиональным тематикам, таким как наука, производство, бизнес, торговля и пр. В материалах конференции можно найти ценные советы, консультации, которые помогут в принятии важных решений.

Форумы прямого общения — IRC (Internet Relay Chat). В буквальном переводе — «болтовня» в режиме реального времени (chat-конференции). Общение между участниками происходит в режиме on-line в письменной форме. Так же как в телеконференции, участники chat-конференции делятся по тематическим группам.

На компьютере-сервере работает chat-сервер, на ПК пользователя — chat-клиент. Существует множество различных программ-клиентов, которые распространяются бесплатно через Интернет.

Этой службой больше всего увлекаются молодые люди. Общение в чате они превращают в своеобразную игру, в которой каждый участник зачастую придумывает для себя какой-то образ и обыгрывает его. Впрочем, chat-службой можно воспользоваться и для серьезного общения, как коллективного, так и один на один.

Интернет-телефония — голосовое общение через Сеть в режиме online. Это новая, развивающаяся служба. Ее основное преимущество перед телефоном — низкая цена. Качество пока уступает телефонной связи (задержки во времени, искажение звука), однако нет сомнений, что со временем этот недостаток будет преодолен.

 

1.6. Информационные службы Интернета

 

 

Информационные службы предоставляют пользователям возможность доступа к определенным информационным ресурсам, хранящимся в Интернете. Такими ресурсами являются либо файлы стандартных форматов, либо разного рода документы, которые можно просмотреть, распечатать, сохранить.

Служба передачи файлов. Часто эту службу называют по имени используемого протокола: FTP (File Transfer Protocol — протокол передачи файлов). Со стороны Сети работу службы обеспечивают FTP-серверы, а со стороны пользователей — FTP-клиенты.

Назначение FTP-сервера — хранение набора файлов самого разнообразного назначения (обычно в заархивированном виде). Чаще всего это программные файлы: средства системного и прикладного программного обеспечения. Но в наборах могут храниться файлы и любых других форматов: графические, звуковые, текстовые документы, файлы электронных таблиц и пр. Вся эта информация образует иерархическую структуру папок (каталогов и подкаталогов).

После соединения FTP-клиента с сервером на экране пользователя открывается файловый интерфейс хранилища папок и файлов на сервере (наподобие Проводника Windows). Далее работа происходит так же, как с файловой системой на вашем ПК: папки и файлы можно просматривать, сортировать, копировать на свои диски.

Клиент FTP входит в состав программы Internet Explorer и поэтому всегда имеется на ПК, работающем под управлением Microsoft Windows.

Сеть Интернет развивается и расширяется очень быстрыми темпами, и найти нужную информацию среди миллиардов веб-страниц и файлов становится все сложнее. Для поиска информации используются специальные поисковые серверы, которые содержат достаточно полную и постоянно обновляемую информацию о веб-страницах, файлах и других документах, хранящихся на десятках миллионов серверов сети Интернет. Используются различные механизмы поиска, хранения и предоставления пользователю информации. Поисковые серверы сети Интернет можно разделить на две группы: поисковые системы общего назначения и специализированные поисковые системы.

Современные поисковые системы часто являются информационными порталами, которые предоставляют пользователям не только возможности поиска документов в сети Интернет, но и доступ к другим информационным ресурсам (новостям, прогнозу погоды, курсу валют, географическим картам и т.д.).