Глобальная информационная сеть Интернет

Локальные и глобальные электронные сети

Основные термины

Рабочая станция - компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ресурсам сети.

Сервер - компьютер сети, выделенный для обработки запросов от всех станций сети и предоставляющий этим станциям доступ к общим системным ресурсам. Другое определение Сервера называется абонент (узел) сети, который предоставляет свои ресурсы другим абонентам, но сам не использует ресурсы других абонентов, то есть служит только сети. Серверов в сети может быть несколько, и совсем не обязательно сервер - это самый мощный компьютер. Под сервером и клиентом часто понимают также не сами компьютеры, а работающие на них программные приложения. В этом случае то приложение, которое только отдает ресурс в сеть, является сервером, а то приложение, которое только пользуется сетевыми ресурсами, является клиентом.

Выделенный сервер - это сервер, занимающийся только сетевыми задачами. Невыделенный сервер может заниматься помимо обслуживания сети и другими задачами. Специфический тип сервера - это сетевой принтер.

Клиентом называется абонент сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не отдает, то есть сеть его обслуживает. Компьютер-клиент также часто называют рабочей станцией. В принципе каждый компьютер может быть одновременно как клиентом, так и сервером.

Хост - главный компьютер вычислительной сети.

Единица измерения скорости передачи данных в единицах информации в секунду бит/с.

Единица измерения скорости передачи данных в знаках в секунду бод.

Протокол – набор четко определенных правил, которые одинаково реализуются в различных системах (программах, шлюзах, пакетах данных и др.). Благодаря этому в местах взаимодействия этих систем, например, при инициировании соединения программы-клиента с программой-сервером или при попадании передаваемого пакета данных на машину-шлюз, все происходит по заранее определенному сценарию. Полную совокупность таких протоколов, необходимых для успешного взаимодействия разных элементов в рамках сети данного типа, принято называть семейством или стеком. Интернет работает под семейством протоколов ТСР/IР, которое имеет многоуровневую структуру.

Локальные сети

Некоторые авторы определяют локальную сеть как «систему для непосредственного соединения многих компьютеров». При этом подразумевается, что информация передается от компьютера к компьютеру без посредников и по единой среде передачи. Однако говорить о единой среде передачи в современной локальной сети не приходится. Например, в пределах одной сети могут использоваться как электрические кабели различных типов, так и оптоволоконные кабели. Определение передачи «без посредников» также не слишком четко, ведь в современных локальных сетях используются самые разнообразные концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, мосты, которые порой производят довольно сложную обработку передаваемой информации. Не совсем понятно, считать их посредниками или нет.

Компьютеры, связанные локальной сетью, объединяются, в один виртуальный компьютер, ресурсы которого могут быть доступны всем пользователям, причем этот доступ не менее удобен, чем к ресурсам, входящим непосредственно в каждый отдельный компьютер. Скорость передачи по локальной сети растет по мере роста быстродействия наиболее распространенных компьютеров. Сравнительно недавно вполне приемлемой считалась скорость обмена в 1-10 Мбит/с, то сейчас среднескоростной считается сеть, работающая на скорости 100 Мбит/с и активно разрабатываются и внедряются средства для скорости больше 1000 Мбит/с. При меньших скоростях передачи связь станет узким местом, будет чрезмерно замедлять работу объединенного сетью виртуального компьютера.

Отличительные признаки локальной сети:

· высокая скорость передачи, большая пропускная способность;

· низкий уровень ошибок передачи (или, что то же самое, высококачественные каналы связи). Допустимая вероятность ошибок передачи данных должна быть порядка 10"7 - 10~8;

· эффективный, быстродействующий механизм управления обменом;

· ограниченное, точно определенное число компьютеров, подключаемых к сети.

Топология локальных сетей

Под топологией (компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи. Важно отметить, что понятие топологии относится прежде всего к локальным сетям, в которых структуру связей можно легко проследить. В глобальных сетях структура связей обычно скрыта от пользователей не слишком важна, так как каждый сеанс связи может производиться по своему собственному пути.

Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, возможные и наиболее удобные методы управления обменом, надежность работы, возможности расширения сети. И хотя выбирать топологию пользователю сети приходится нечасто, знать об особенностях основных топологий, их достоинствах и недостатках, наверное, надо всем.

Существует три основных топологии сети:

· шина (bus), при которой все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи и информация от каждого компьютера одновременно передается всем остальным компьютерам (рис. 1);

· звезда (star), при которой к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию связи (рис. 1);

· кольцо (ring), при которой каждый компьютер передает информацию всегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера, и эта цепочка замкнута в «кольцо» (рис. 1).

На практике нередко используют и комбинации базовых топологий, но большинство сетей ориентированы именно на эти три. Рассмотрим теперь кратко особенности перечисленных сетевых топологий.

Глобальная информационная сеть Интернет

Глобальные сети отличаются от локальных тем, что рассчитаны на неограниченное число абонентов и используют, как правило, не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления обменом в них в принципе не может быть гарантированно быстрым. В глобальных сетях гораздо важнее не качество связи, а сам факт ее существования.

Каждый ресурс в Интернете имеет структуру определенного типа, базируется на машине со своей операционной системой (платформой) и специальной программой обслуживания доступа к ней - программой-сервером. Машину, непрерывно функционирующую в Сети, где исполняется такая программа, также часто называют сервером. Само соединение пользователя с сервером происходит с помощью соответствующей программы, запускаемой на его компьютере (программы-клиента), и выполняется такое соединение на основе заранее определенного свода правил, или протоколавзаимодействия между клиентом и сервером. Таким образом, для начала работы в Сети необходимо:

1. Иметь какую-либо программу - клиент на своем компьютере.

2. Располагать адресом хотя бы одного сервера (например, из книжного справочника, такого, как знаменитые Желтые страницы Интернет), к которому можно обратиться по протоколу, поддерживаемому собственной программой - клиент.

3. Владеть набором команд, используемых в рамках данного протокола.

Пользователь Интернет может получить доступ к ресурсам других сетей благодаря существованию межсетевых шлюзов. Под шлюзом(gateway) принято понимать специализированный узел (рабочую станцию, компьютер) локальной сети, обеспечивающий доступ других узлов данной локальной сети к внешней сети передачи данных и другим вычислительным сетям. Межсетевой шлюзэтоаппаратные и программные средства, обеспечивающие межсетевую связь.

Передача информации в Интернет происходит небольшими порциями данных, имеющими строго определенную структуру и называемыми пакетами. Сообщение может быть разбито на несколько пакетов, размер которых может варьироваться, но, как правило, не превышает 1500 байт.

Важнейшим моментом при функционировании Интернет является стандартизированный свод правил передачи пакетов данных в Сети и за ее пределы в рамках межсетевого обмена, закрепленный базовым транспортным протоколом ТСР (Transmission Control Protocol) и межсетевым протоколом IР (Internet Protocol). Протокол ТСР дает название всему семейству протоколов ТСР/IР, главной задачей которых является объединение в сети пакетных подсетей через шлюзы. Каждая сеть работает по своим собственным законам, однако предполагается, что шлюз может принять пакет из другой сети и доставить его по указанному адресу. Реально, пакет из одной сети передается в другую подсеть через последовательность шлюзов, что становится возможно благодаря реализации во всех узлах сети протокола межсетевого обмена IР.

Величину потока информации (объем последней измеряется в битах или байтах и единицах, им кратных), прошедшего за определенный промежуток времени через выделенный канал связи, шлюз или другую систему, принято называть трафиком.

В Интернет каждой машине (host'у) приписан определенный адрес, по которому к ней и осуществляется доступ в рамках одного из стандартных протоколов, причем существует одновременно как числовая адресация (так называемый IР - адрес, состоящий из набора четырех чисел, разделенных точками, например 144.206.160.32), так и более удобная для восприятия человеком система осмысленных доменных имен (например, аро11о.ро.su). Пользователь для обращения к машине может использовать, как и ее IР- адрес, так и ее имя. Для упрощения работы в сети используется специальная система DNS (Domain Name System), представляющая собой базу данных, которая обеспечивает преобразования доменных имен компьютеров в числовые IР- адреса, поскольку базовым элементом адресации для семейства протокола ТСР/IР являются IР- адреса, а доменная адресация выполняет роль сервиса.

Информационные ресурсы Интернет – это вся совокупность информационных технологий и баз данных, доступных при помощи этих технологий и существующих в режиме постоянного обновления. К их числу относятся, например:

· электронная почта;

· система телеконференций Usenet;

· система файловых архивов FTP;

· базы данных WWW;

· базы данных Gopher;

· базы данных WAIS;

· информационные ресурсы LISTSERV;

· справочная служба WHOIS;

· информационные ресурсы TRICLE;

· поисковые машины Open Техt Index, Alta Vista, Yahoo, Lycos и др.

Интернет - это главным образом возможность получить информацию в тот же момент, когда она нужна, т.е. в режиме on-line. Но если нет возможности работать в on-line, то для доступа к услугам большинства информационных серверов Интернет можно воспользоваться электронной почтой, хотя в этом случае все будет происходить не так быстро, как в стандартном режиме telnet, ftp или WWW.

Общий принцип доступа к любому информационному ресурсу через электронную почту заключается в том, что пользователь посылает сообщение почтовому роботу (специальному почтовому серверу), который реализует стандартный доступ к ресурсу и отправляет ответ по почте пользователю.

При такой схеме доступа общение между пользователем и почтовым роботом происходит в режиме работы электронной почты, а между почтовым роботом и сервером (ftp, WAIS или WWW) по протоколу робота этого сервера.

Отметим, что многие информационные ресурсы Сети имеют программы-роботы, которые способны общаться с почтовыми клиентами по схеме, представленной на рис. 1. Дадим краткую характеристику этих ресурсов.

Usenet - это система телеконференций Интернет. Система построена по принципу электронных досок объявлений, когда любой пользователь может поместить свою информацию в одну из групп новостей Usenet и эта информация станет доступной другим пользователям, которые на данную группу новостей подписаны. Именно этим способом распространяется большинство сообщений Интернет, например списки, наиболее часто задаваемых вопросов (FAQ) или реклама программных продуктов. По Usenet можно получить и вирус, если заказывать и распаковывать все подряд, что приходит на ваш почтовый адрес. Usenet – хорошее место для объявления международных конференций и семинаров.

FТР - система файловых архивов -это огромное распределенное (т.е. расположенное на машинах сети, в том числе и функционирующих на разных платформах) хранилище всевозможной информации, накопленной за последние 15 - 20 лет в Сети. Любой пользователь может воспользоваться услугами анонимного доступа к этому хранилищу и скопировать интересующие его материалы. Кроме программ в FТР - архивах можно найти стандарты Интернет - RFC (Request for Comments)), пресс-релизы, книги по различным отраслям знаний, главным образом по компьютерной проблематике, и многое другое.

Информация в FТР – архивах разделена на три категории:

1. Защищенная информация, режим доступа к которой определяется ее владельцами и разрешается по специальному соглашению с потребителем. К этому виду ресурсов относятся коммерческие архивы (например, коммерческие версии программ в архиве ftp.microsoft.com, закрытые национальные и международные некоммерческие ресурсы, частная некоммерческая информация со специальными режимами доступа (например, частные благотворительные фонды).

2. Информационные ресурсы ограниченного использования, к которым относятся, например, программы класса shareware (Trumpet Winsock, Netscape Communicator и т.п.). В данный класс могут входить ресурсы ограниченного времени использования или ограниченного времени действия, т.е. пользователь может использовать текущую версию на свой страх и риск, но никто не будет оказывать ему поддержку.

3. Свободно распространяемые информационные ресурсы или freeware, если речь идет о программном обеспечении. К этим ресурсам относится все, что можно свободно получить по сети без специальной регистрации. Это может быть документация, программы или что-либо еще. Следует отметить, что свободно распространяемое программное обеспечение не имеет сертификата качества, но, как правило, его разработчики открыты для обмена опытом.

World Wide Web - распределенная гипертекстовая информационная система-это последний хит Интернет, темпы развития которого стремительно нарастают. World Wide Webпредставляет удобный доступ к большинству информационных архивов Сети. Особенностью системы является механизм гипертекстовых ссылок, который позволяет просматривать материалы в порядке выбора этих ссылок пользователем. Многие интерфейсы данной технологии позволяют выбирать интересующие материалы простым нажатием кнопки манипулятора «мышь» на нужном слове или поле графической картинки. Система универсальных адресов позволяет проадресовать практически все информационные ресурсы Интернет. Многие издательства взяли WWW на вооружение для электронных версий своих журналов. В WWW существует большое количество различного рода каталогов, которые позволяют ориентироваться в сети, кроме этого пользователи могут выполнить даже удаленные программы или смотреть фильмы по сети. Такой сервис не обеспечивается другими информационными системами Интернет.

Все сервера WWW используют язык HTML (язык г разметки гипертекста) для отображения гипертекстовых документов (Web страниц формата *.html, *.htm, *.xhtml, *.xhtm). Язык HTML имеет тэговую (тэг – контейнер) структуру. Большинство тэгов парные. Внутри парного тэга помещается объект, тэги определяют структуру (вид) объекта в него помещенного. Название тега помещается между знаков <> и закрывается </> (<тэг> объект</тэг>).

Программы браузеры для просмотра Web страниц (например, такие как Internet Explorer) позволяют загружать веб-страницы по протоколу HTTP и файлы по протоколу FTP

Для описания сценариев Web страниц (скрипты или аплеты - подпрограммки управляющие поведением элементов Web страниц или работой с базами данных в сети) Web страниц используются языки VBScript (Microsoft Visual Basic Scripting Edition), JavaScript, Perl и др.

Gopher- это еще одна распределенная информационная система Интернет. В основу ее интерфейсов положена идея иерархических каталогов. Внешне Gopher выглядит как огромная файловая система, которая расположена на машинах сети. Первоначально Gopher задумывался как информационная система университета с информационными ресурсами факультетов, кафедр, общежитий и т.п. До сих пор основные информационные ресурсы Gopher сосредоточены в университетах. Gopher считается простой системой, легкой в установке администрировании, достаточно надежной и защитной. В России Gopher -серверы не так распространены, как во всем мире: профессионалы предпочитают World Wide Web.

Wais- это распределенная информационно-поисковая система Интернет. Родилась Wais как перспективная разработка четырех ведущих американских компаний и первое время была коммерческим продуктом, пока не появилась ее свободно-распространяемая версия Wais. В основу системы положен принцип поиска информации с использованием логических запросов, основанных на применении ключевых слов. Клиент «обшаривает» все серверы Wais на предмет наличия в них документов, удовлетворяющих запросу. Wais широко применяется как поисковая машина в других информационных серверах Интернет, например WWW и Gopher. Наиболее известным проектом, где была применена Wais, является электронная версия энциклопедии «Британика».

LISTSERV - система почтовых списков сети ВIТ-NЕТ (сеть образовательных учреждений). Однако это очень популярный ресурс в глобальных компьютерных сетях, и в Интернет существуют шлюзы для доступа к нему. LISTSERV специально ориентирован на применение в качестве транспорта электронной почты. Доступ к нему в интерактивном режиме затруднен. В мире насчитываются многие сотни списков LISTSERV, которые организованы по группам интересов, например существуют группы разработчиков программ ядерно-физических расчетов или группы любителей научной фантастики.

LISTSERV довольно сильно пересекается с Usenet, однако это не мешает существованию как одной, так и другой системы.

WHOIS – служба содержит информацию о пользователях сети, их электронные и обычные адреса, идентификаторы и реальные имена. В последнем случае дается краткое описание основных направлений их деятельности. WHOIS -распределенная система. Это значит, что запросы отправляются по всему множеству серверов WHOIS в Интернет, если только не указан адрес конкретного сервера.

TRICKLE - это доступ по почте к архивам FТP, который организован через специальный шлюз. Этот шлюз имеет специальные навигационные средства для поиска нужной информации в Сети, пользователь может вести с ним своеобразный диалог по почте, выбирая нужную информацию путем ввода специальных команд TRICKLE.

Поисковые машины Open Техt Index, Alta Vista, Yahoo, Lycos и другие представляют собой мощные информационно-поисковые системы, размещенные на серверах свободного доступа, специальные программы которых непрерывно в автоматическом режиме сканируют информацию Сети на основе заданных алгоритмов, проводя индексацию документов. В последующем поисковые машины предоставляют пользователю на основе созданных баз данных доступ к распределенной на узлах Сети информации через выполнение поискового запроса в рамках собственного интерфейса.