Типы информации и файлы, используемые в WWW

Таблица 1.1

Классификационный признак	Вид компьютерной сети
Занимаемая территория	· Локальная · Глобальная
Логика соединений (установления канала связи)	· С жесткой логикой соединений. · С программируемой (коммутируемой) логикой соединений
Число уровней иерархии сети	· Одноуровневая (одноранговая) · Многоуровневая
Аппаратно-программная платформа	· Однородная (гомогенная) · Неоднородная (гетерогенная)
Назначение	· Общего назначения · Специального назначения

По территориальному признаку сети делятся на локальные (Local Area Network, LAN) и глобальные (Wide Area Network, WAN). К локальным относят сети, организованные в пределах существенно ограниченной территории (комната, этаж, здание, соседние здания). Глобальные сети простираются на расстояния от десятков до десятков тысяч километров, переплетаются между собой и могут объединять сотни локальных сетей. Понятия «локальная сеть» и «глобальная сеть» очерчивают собой область различных решений КС.

В частности, можно выделять региональную сеть, т.е. КС, расположенную на обширном участке местности (город, район и т.д.). Из раскрытых понятий видно, что четкую грань между сетями различного типа провести достаточно трудно, и это деление представляется достаточно условным.

Чтобы обеспечить быструю передачу больших объемов информации в рамках региональных и глобальных компьютерных сетей используются так называемые опорные сети. Они создаются на базе высокоскоростных каналов связи (оптоволоконные линии, спутниковая связь и т. д.).

Традиционно в локальных сетях использовалась жесткая логика соединений: специальный канал связи стандартной топологии (шина, кольцо, звезда), тогда как в глобальных сетях – программируемая (коммутируемая) логика соединений. Именно поэтому до недавнего времени утверждалось (а отдельные авторы до сих пор утверждают) в качестве существенного отличия локальных сетей от глобальных наличие только одного пути доставки информации (наличие альтернативных путей в глобальных сетях не отрицалось с момента их зарождения). Бурное развитие глобальных сетей в связи с «открытием» Интернет изменило представление о возможностях и принципах построения локальных сетей. Сейчас локальная сеть может быть миниатюрной копией глобальной сети (технология Интранет).Интранет - распределенная корпоративная вычислительная сеть, предназначенная для обеспечения теледоступа сотрудников к корпоративным информационным ресурсам и использующая программные продукты и технологии Интернет.

Глобальные сети реализуют многоуровневый принцип организации сети. В таких сетях каждый следующий (от пользователя) уровень реализует заявки предыдущего. В этом смысле каждый компьютер предыдущего уровня, посылающий заявки на услуги, рассматривается как клиент, а каждый компьютер последующего уровня, предоставляющий услуги клиентам – сервер. В одноуровневых сетях один и тот же компьютер (по отношению к другим) может быть и клиентом, и сервером.

С момента создания первой КС сменилось два поколения компьютеров, резко возросло число их производителей и конструктивных решений. Это явилось объективной причиной появления неоднородных КС.

«Перерождение» однородных сетей в неоднородные следует рассматривать как естественный результат эволюционного развития любой КС.

В зависимости от назначения КС делят на КС общего и специального назначения. Специализация современных КС обычно производится на прикладном уровне (за счет прикладных программ пользователей). Тем не менее, в военной области и банковской сфере имеется множество примеров специализации сетей за счет конструктивных решений. Обычно специализированные КС являются «персональными» сетями организации, или корпоративными сетями. Однако это понятие (корпоративная сеть) в литературе не корректно связывают только с одним классом «персональных» сетей – сетей Интранет, программное обеспечение которых основано на стандартах Интернет.

1.3. Локальная сеть и ее основные компоненты

Физическая передающая среда в локальных вычислительных сетях (ЛВС) представлена тремя типами кабелей:

· витая пара –состоит из двух изолированных проводов, свитых между собой; скручивание проводов уменьшает влияние внешних электромагнитных полей на передаваемые сигналы; самый дешевый тип кабеля, скорость передачи информации 0,25–1 Мбит/сек;

Рис. 1.2. Витая пара

· коаксиальный кабель – отличается более высокой механической прочностью, помехозащищенностью и обеспечивает скорость передачи информации 10–50 Мбит/сек;

Рис. 1.3. Коаксиальный кабель

· оптоволоконный кабель идеальная передающая среда, он не подвержен действию электромагнитных полей, скорость передачи информации более 50 Мбит/cек.

Рис. 1.4. Оптоволоконный кабель

Информационные системы, построенные на базе компьютерных сетей, обеспечивают решение следующих задач:

· хранение данных,

· обработка данных,

· организация доступа пользователей к данным,

· передача данных и результатов обработки данных пользователям.

Обработка данных в компьютерных сетях распределена между двумя объектами: клиентом и сервером.

Сервер – компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами.

Серверы обычно делятся по функциональному назначению (но могут совмещать функции):

1. файловый сервер – служит для хранения файлов общего использования;

2. сервер печати – печатает на подключенных к нему принтерах файлы, отправляемые на печать с рабочих станций;

3. сервер приложений – позволяет с рабочих станций запускать приложения (сетевые), записанные на сервере;

4. сервер удаленного доступа – оснащается средствами передачи/приема информации по телефонной линии (модемом) и обеспечивает возможность удаленной работы с сетью (из дома, другого города, страны);

5. факс-сервер – хранит, получает и рассылает факсимильные сообщения;

6. архивационный сервер – служит для резервного копирования программного обеспечения и данных;

7. и др.

Клиент – задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети.

В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных процедур, чтения из файла, поиска информации в базе данных и т.д.

Архитектура клиент-сервер может использоваться как в одноранговых локальных сетях, так и в сетях с выделенным сервером.

Одноранговая сеть – сеть, в которой нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого устройства для хранения данных. Сетевая операционная система распределена по всем рабочим станциям. Каждая станция сети может выполнять функции как клиента, так и сервера. Она может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть. Пользователю сети могут быть доступны все устройства, подключенные к другим станциям (диски, принтеры).

Достоинства одноранговых сетей:

· низкая стоимость;

· высокая надежность.

Недостатки одноранговых сетей:

· зависимость эффективности работы от количества станций;

· сложность обеспечения защиты информации;

· трудности обновления и изменения программного обеспечения станций.

Сеть с выделенным сервером – сеть, в которой один из компьютеров выполняет функции хранения данных, предназначенных для использования всеми рабочими станциями, управления взаимодействием между рабочими станциями и ряд сервисных функций. Такой компьютер – сервер. Взаимодействие осуществляется через сервер.

Достоинства сетей c выделенным сервером:

· надежная система защиты информации;

· высокое быстродействие;

· отсутствие ограничений на число рабочих станций;

· простота управления по сравнению с одноранговыми сетями.

Недостатки сетей c выделенным сервером:

· более высокая стоимость, т.к. нужно выделять один компьютер под сервер;

· меньшая гибкость по сравнению с одноранговыми сетями.

Топология сетей – геометрическая схема соединений узлов сети.

ЛКС имеет геометрическую схему соединения узлов и каналов связи (конфигурацию физического подключения), называемую топологией сети. Выделяют три базовых варианта топологии сети: шина, кольцо, звезда. Другие топологии являются производными от перечисленных.

Шина (рис. 1.5). Канал связи, объединяющий узлы в сеть, образует ломаную линию – шину. Любой узел может (если у него есть на то разрешение) принимать информацию в любое время, а передавать – только тогда, когда шина свободна. Примером использования шинной топологии является сеть Ethernet.

Рис. 1.5. Шинная топология

Кольцо (рис. 1.6). Узлы объединены в сеть замкнутой кривой. Передача данных осуществляется только в одном направлении. Каждый узел, помимо всего прочего, реализует функции ретранслятора. Он принимает и передает все сообщения, воспринимает только адресованные ему. Такую топологию используют в сети Token Ring.

Рис. 1.6. Кольцевая топология

Звезда (рис. 1.7). Узлы сети объединены с "центром" лучами. Вся информация передается через центр, что позволяет относительно просто выполнять поиск неисправностей и добавлять новые узлы без прерывания работы сети. Однако расходы на организацию каналов связи здесь обычно выше, чем у шины и кольца. Пример данной топологии – Arcnet.

Рис. 1.7. Звездообразная топология

Комбинация базовых топологий – гибридная топология – обеспечивает получение широкого спектра решений, аккумулирующих достоинства и недостатки базовых.

Выбор той или иной топологии определяется областью применения ЛКС, географическим расположением ее узлов и размерностью сети в целом.

Маршрутизатор (роутер)– устройство, соединяющее сети разного типа, но использующие одну операционную систему.

Маршрутизатор выбирает наилучший путь для передачи сообщения абоненту сети, фильтрует информацию, проходящую через него, направляя в одну из сетей только ту информацию, которая ей адресована.

Маршрутизаторы конструктивно выполняются в виде плат, которые устанавливаются в компьютерах.

1.4. Сеть Интернет. Адресация компьютера в Интернет. Понятие протокола передачи информации

Интернет – это сеть, соединяющая отдельные сети. Тип компьютера и используемая им операционная система значения не имеют. Основные ячейки Интернет – это локальные вычислительные сети. Важная особенность сети Интернет в том, что она, объединяя различные сети, не создает никакой иерархии, все компьютеры равноправны.

Для иллюстрации возможной структуры некоторого участка сети Интернет приведена схема соединения различных сетей (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Иерархия компьютерных сетей

Рис. 1.9. Схема подключения локальной сети к Интернет

К адресам станций предъявляются специальные требования. Адрес должен иметь формат, позволяющий вести его обработку автоматически и должен нести некоторую информацию о своем владельце.

Самый распространенный способ подключения к Интернет – это IP-подключение: постоянное (по выделенной линии) или сеансовое (по коммутируемой линии). IP означает Internet Protocol – Межсетевой протокол. Этот протокол относится к типу протоколов без установления соединения, т.е. никакой управляющей информации кроме той, что содержится в самом IP-пакете, по сети не передается. Кроме того, протокол IP не гарантирует надежной доставки сообщений.

Каждый компьютер, включенный в сеть Интернет, имеет уникальный IP-адрес, на основании которого протокол IP передает пакеты в сети. -адрес имеет длину 32 бита. Для удобства разделен на 4 блока по 8 битов, которые можно записать в десятичном виде. 2 блока – адрес сети, 1 блок – адрес подсети, 1 блок – адрес компьютера. Например, 210.101.2.230. Такие адреса, однако, неудобны для людей, поэтому и существует параллельно система доменных имен DNS (Domain Name Service). DNS имеет иерархическую структуру. Доменный адрес, в отличие от цифрового, читается в обратном порядке. Сначала имя компьютера, потом имя сети, где он находится. Составные части отделяются друг от друга точкой. Например, kit.mikby.com или tut.by.

В системе адресов Internet приняты домены, представленные географическими регионами. Они имеют имя, состоящее из 2-х букв: Беларусь – by, Россия – ru, США – us, Франция – fr, Канада – ca. Кроме того,несколько имен доменов первого уровня закреплено для различных типов организаций, они имеют 3‑буквенное сокращение:

· edu – образовательные организации;

· com – коммерческие организации;

· gov – правительственные учреждения;

· org – некоммерческие организации;

· net – организации, поддерживающие сети.

Протокол TCP/IP

Протокол - это: набор формальных правил передачи данных в сети. Так как IP не гарантирует надежную доставку сообщений, эту задачу решает протокол TCP (TransmissionControlProtocol). В отличие от протокола IP, протокол TCP устанавливает логическое соединение между взаимодействующими процессами. Перед передачей данных посылается запрос на начало сеанса передачи, получателем посылается подтверждение.

Надежность протокола TCP заключается в том, что источник данных повторяет их посылку в том случае, если не получит в определенный промежуток времени от адресата подтверждения их успешного получения. Части, на которые протокол TCP разбивает поток данных, принято называть сегментами.

Для транспортировки сегментов протокол TCP использует протокол IP. Перед отправкой протокол TCP помещает сегменты в оболочку IP-пакета.

Протокол FTP

Для обеспечения перемещения файлов между различными компьютерами используется протокол FTP (File Transfer Protocol). Программное обеспечение FTP разделено на две части. Одна часть выполняется на компьютере, который содержит файлы (FTP-cервере), а другая – на компьютере, которому эти файлы требуются (клиенте). FTP-cервер – компьютер, на котором содержаться файлы, предназначенные для открытого доступа.

1.5. Web-страница, ее адресация. Web-сайт

World Wide Web (WWW) – одна из динамично развивающихся технологий Интернета. Суть WWW заключается в представлении информации в виде расположенных на различных компьютерах (Web-серверах) отдельных текстовых, графических и других файлов (табл. 2.2). Эти файлы объединены между собой гиперсвязями. Такую совокупность файлов (или объектов) будем интерпретировать как Web-сайт. Web-сайт состоит из отдельных Web-страниц. Несколько Web-сайтов располагаются на Web-сервере.

Таблица 1.2.

Типы информации и файлы, используемые в WWW

Тип информации	Расширение	Комментарий
Текст	.htm .html	Формат HTML задает текст и специальные коды форматирования, определяющие отображение информации на экране
Звук	.au .snd .mid .mp3	Форматы звуковых файлов audio, sound, MIDI, MP3 соответственно
Изображение	.gif .jpg .trf	Графические файлы форматов GIF, JPEG и TIFF
Видео	.mpg .mov .avi	Видео-клипы в форматах MPEG, Apple Quicktime, Microsoft Video

Поиск Web-сайта (Web-документа) и обращение к нему выполняется по специальному указателю (идентификатору) – URL (Uniform Resource Locator). Стандартный URL состоит их трех частей, определяющих протокол передачи информации, имя компьютера, на котором находится информация, и путь к ней. Например, структура URL сайта кафедры информационных технологий, выглядит так:

Указывая URL, пользователь однозначно определяет необходимый файл.

1.6. Броузер, его назначение. Системы поиска информации

Для просмотра Web-документов необходимо специальное программное обеспечение. Такое программное приложение называется Web-броузером. Наиболее популярными являются Internet Explorer (разработка фирмы Microsoft) и Netscape Navigator (фирмы Netscape Communications Corp.). Помимо WWW, Web-броузеры допускают обращение к другим ресурсам Интернета (телеконференции USENET, файловые архивы FTP, службы электронной почты и пр.).

Основные функции броузеров следующие:

· установление связи с Web-сервером, на котором хранится документ, и загрузка всех компонентов комбинированного документа;

· интерпретация тегов языка HTML, форматирование и отображение Web-страницы в соответствии с возможностями компьютера, на котором броузер работает;

· предоставление средств для отображения мультимедийных и других объектов, входящих в состав Web-страниц, а также механизма расширения, позволяющего настраивать программу на работу с новыми типами объектов;

· обеспечение автоматизации поиска Web-страниц и упрощение доступа к Web-страницам, посещавшимся ранее;

· предоставление доступа к встроенным или автономным средствам для работы с другими службами Интернета.

Поиск информации в сети

Нахождение необходимой информации в Интернете осуществляется с использованием поисковых систем. Эти системы представляют собой базу данных, информация в которой индексирована по набору ключевых слов. Пользователь, установив связь с подобной системой, формирует запрос, содержащий ключевые слова, и получает информацию о ссылках, присутствующих в базе данных.

Различают два вида поисковых систем – тематические каталоги ресурсов и поисковые машины.

Каталоги ресурсовпоявились раньше. В этих каталогах информация разбита на ряд категорий. При поиске пользователь выбирает определенную категорию и просматривает ее разделы. Выбрав интересующий раздел, а при необходимости – и подразделы, пользователь получает список URL-файлов, содержащих искомую информацию.

Недостаток таких иерархических тематических каталогов – преимущественно ручное наполнение (группа специалистов просматривает новые ссылки, разбивает на категории и заносит в соответствующие разделы каталога).

Крупнейший поисковый каталог мира – Yahoo!

В поисковых машинахпроисходит автоматический просмотр, отбор и сортировка новых Web-страниц без участия человека. Основной принцип работы поисковой машины заключается в поиске Web-ресурсов по ключевым словам. Пользователь описывает искомый документ с помощью ключевых слов, после чего дает задание на поиск. Поисковая система просматривает свою базу данных и выдает список гиперссылок на Web-страницы, соответствующие запросу. Вместе с гиперссылками выдаются краткие сведения о найденных ресурсах (заголовки, адреса и описания документов) и отрывки (цитаты) из документов, где встречаются искомые слова, на основании которых пользователь может выбрать нужные ему ресурсы.

Сегодня в Интернете имеется около 10 тыс. поисковых машин. Некоторые наиболее известные из них: Alta Vista, Яndex, Google, Rambler.

1.7. Электронная почта

Электронная почта (e-mail – electronic mail) – удобное и надежное средство передачи персональных сообщений с одного компьютера на другой. Главным ее преимуществом является независимость от времени. Электронное письмо приходит сразу же после его отправления и хранится в почтовом ящике до получения адресатом. Кроме текста оно может содержать графические и звуковые файлы, а также двоичные файлы – программы. Электронные письма могут отправляться сразу по нескольким адресам.

Главное преимущество использования электронной почты – скорость. Время пересылки исчисляется часами, минутами, секундами. Немаловажным является то, что отправителю и получателю нет необходимости присутствовать на обоих концах одновременно (известный способ работы off-line).

Для работы с электронной почтой создано большое количество программ. Их можно объединить под обобщающим названием mail. Пожалуй, одна из наиболее удобных и несложных в использовании программ для Microsoft Windows является MS Outlook. Почтовые программы выполняют следующие функции:

· подготовку текста;

· чтение и сохранение корреспонденции;

· удаление корреспонденции;

· ввод адреса;

· комментирование и пересылку корреспонденции;

· импорт (прием и преобразование в нужный формат) других файлов.

Существует три основных типа программ, работающих с электронной почтой: программа-клиент, программа-доставщик и программа-пересыльщик.

Программа-клиент предоставляет интерфейс для работы с почтовой системой, осуществляет компоновку сообщений и их редактирование, работает с адресной книгой.

То есть задачей программы-клиента является получение от пользователя необходимой информации для отправки сообщения и передача сообщения программе-доставщику. Или: получение сообщения от программы-доставщика и предоставление ее пользователю в удобочитаемом виде. Т.е. в соответствии с правильной кодировкой, если сообщение было текстовым или в соответствии с правильным форматом, если сообщение имело другой вид.

Основные представители программ-клиентов: Microsoft Outlook Express, The BAT!, Netscape messenger.

Программа-доставщик: непосредственно общение с программой-клиентом, выполнение роли почтового отделения.

Задачей программы-доставщика является получение сообщения от программы-клиента и/или отправление предназначенного для пользователя сообщения.

Программа-пересыльщик занимается маршрутизацией почты в сети, передачей сообщений для непосредственной доставки пользователю соответствующей программой-доставщиком, а также работает с заголовками писем.