Содержание
|
Лекция 1. Введение в сетевые технологии. Сеть Интернет.
Содержание
- Основные сведения о компьютерных сетях (КС).
- Сетевые ресурсы КС.
- Классификация компьютерных сетей.
- Краткая история сети Интернет.
- Организационная характеристика сети Интернет.
- Принципы построения сети Интернет
- Семейство протоколов TCP/IP.
- Адресация в IP-сетях.
Аббревиатуры
Ин – Интернет
КС – компьютерная сеть
ЛКС – локальные компьютерные сети.
ГКС – глобальные компьютерные сети.
РС – рабочая станция
Компьютерная сеть (КС) представляет собой сеть обмена и распределенной обработки информации, образуемая множеством взаимосвязанных РС сети и средствами связи.
Рабочая станция (РС) сети или абонентская система (АС) - система оборудования конечного пользователя сети, включающая сетевой компьютер вместе с периферийными средствами ввода-вывода и программным обеспечением (ПО), средства связи с коммуникационной подсетью компьютерной сети.
Коммуникационная подсеть - это совокупность физической среды передачи информации, аппаратных и программных средств, обеспечивающих взаимодействие РС сети.
С появлением КС разрешены две очень важные проблемы: обеспечение неограниченного доступа к ЭВМ пользователей независимо от территориального расположения и возможность оперативного перемещения больших массивов информации на любые расстояния.
Сетевыми ресурсами можно пользоваться только в том случае, если машина подсоединена к сети. Подсоединение к сети выполняется на физическом и логическом уровнях. Физический уровень обеспечивается сетевой картой и кабелем. Для логического подсоединения необходимо выполнить процедуру регистрации, для чего необходимо указать свое сетевое имя и свой пароль (password). После этого машина окажется подсоединенной к сети, и пользователь получит доступ к сетевым ресурсам.
Все без исключения компьютерные сети имеют одно назначение - обеспечение совместного доступа к общим ресурсам. В зависимости от назначения сети сетевые ресурсы бывают трех типов: аппаратные, программные и информационные.
Информационный ресурс. Сеть позволяет пользоваться общей информацией совместно с другими пользователями сети. В зависимости от того, каким образом установлена сеть, существуют два способа доступа к информации. Прямой способ - передать файл с одного компьютера на другой. Косвенный способ - отправить файл на некоторый промежуточный пункт, где информация будет находиться до тех пор, пока ее не заберет адресат (пользователь другого компьютера). Ярким примером разделения информационного ресурса является использование Интернета.
Аппаратный ресурс означает, что определенные ресурсы компьютера - например, диск, принтер или дисковод CDROM - устанавливаются таким образом, чтобы все машины в сети могли пользоваться ими.
Программный ресурс. Иногда удобнее поместить программу на общий диск, чем хранить ее копию на каждом персональном компьютере. Это касается программ, которые занимают много места и с которыми работают многие пользователи данной сети. Примером являются программы 1С:Предприятие, КонсультантПлюс, Гарант, АудитЭксперт, ПроджектЭксперт.
Локальные компьютерные сети (ЛКС) представляет собой систему обмена информацией и распределенной обработки данных, охватывающую небольшую территорию (этаж, здание, несколько соседних зданий) внутри предприятий и организаций, ориентированных на коллективное использование общесетевых ресурсов. В структуре ЛКС выделяются совокупность РС сети, серверов и коммуникационная подсеть.
РС формируются на базе персональных компьютеров и используются для решения прикладных задач, выдачи запросов в сеть на обслуживание, приема результатов удовлетворения запросов, обмена информацией с другими PC.
Серверы сети - это аппаратно-программные системы, выполняющие функции управления распределением сетевых ресурсов общего доступа, но могут работать и как обычные РС. Сервер создается на базе более мощного ПК, чем для PC.
РС и серверы соединяются с кабелем коммуникационной подсети с помощью интерфейсных плат - сетевых адаптеров.
Глобальные компьютерные сети (ГКС) объединяют абонентские системы, рассредоточенные на большой территории, охватывающей различные страны и континенты. Они решают проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к ним. Взаимодействие АС осуществляется на базе различных территориальных сетей связи, в которых используются телефонные линии связи, радиосвязь, системы спутниковой связи.
Созданием глобальных сетей обычно занимаются крупные телекоммуникационные компании и реже - крупные корпорации для своих внутренних нужд. Компания, поддерживающая нормальную работу сети, называется оператором, а компания, оказывающая платные услуги абонентам сети, - поставщиком услуг, или провайдером. Владелец, оператор и поставщик могут представляться одной компанией.
Услуги, предоставляемые ГКС
- телекоммуникационные (транспортные): обмен сообщениями в режиме «электронная почта» и между участниками телеконференций; организация электронных досок объявлений; организация диалога и обмен сообщениями абонентов в режиме «запрос-ответ»; передача больших массивов - файлов; размножение сообщений и передача их по заранее подготовленному списку и т.д.
- вычислительные: удовлетворение запросов абонентов сети, требующих больших объемов работ по обработке информации;
- информационные: поиск информации по вопросам, интересующим абонентов;
- рекламные: размещение рекламы в электронных конференциях и семинарах.
В настоящее время существует устойчивая тенденция сближения ЛКС и ГКС, приведшая к значительному взаимопроникновению их технологий. Одним из проявлений этой тенденции является появление корпоративных и региональных сетей, занимающих промежуточное положение между локальными и глобальными сетями.
Региональные компьютерные сети объединяют абонентские системы, расположенные в пределах отдельного региона - города, административного района; функционируют в интересах организаций и пользователей региона и имеют выход в ГКС.
Корпоративные компьютерные сети являются технической базой компаний, корпораций, организаций и т.д.
Процесс переноса служб и технологий из глобальных сетей в локальные и корпоративные сети приобрел практически массовый характер. В связи с этим появился даже специальный термин - Интранет-технологии (Intra - внутренний), обозначающий применение служб вне¬шних (глобальных) сетей во внутренних (локальных, корпоративных).
Родиной Интернета является США. В 1961 году Управление перспективных разработок (Defense Advanced Research Agency (DARPA)) по заданию министерства обороны США приступило к проекту по созданию экспериментальной сети для обмена данными в пакетном режиме.
Основным недостатком централизованной сети была недостаточная устойчивость: при выходе из строя какого-либо из узлов полностью выходил из строя и весь сектор, находившийся за ним, а при выходе из строя центра управления выходила из строя вся сеть.
Полигоном для испытаний новых принципов стали крупнейшие университетские и научные центры США, между которыми были проложены линии компьютерной связи. Первая вневедомственная национальная компьютерная сеть получила название ARPANET. Ее внедрение состоялось в 1969 г.
Эксперимент с ARPANET был настолько успешен, что многие организации захотели войти в нее для ежедневного обмена электронной почтой и файлами. И в 1975 году ARPANET переходит из разряда экспериментальной сети в рабочую сеть.
Второй датой рождения Интернета принято считать 1983 г. В этом году вышел первый стандарт для протоколов TCP/IP, который был адаптирован в общедоступный стандарт. Проблема устойчивости глобальной сети была решена. В 1983 году из ARPANET выделилась MILNET, которая стала относиться к министерству обороны США.
Термин Internet стал использоваться для обозначения единой сети: MILNET плюс ARPANET. И хотя в 1991 году ARPANET прекратила свое существование, сеть Internet продолжает развиваться.
Фактически Интернет состоит из множества локальных и глобальных сетей, принадлежащих различным компаниям и предприятиям, связанным между собой различными линиями связи. В настоящее время в сети Интернет используются практически все известные линии связи: от телефонных линий до цифровых спутниковых каналов.
Хостом в сети Интернет называются компьютеры, работающие в современной операционной системе (Unix, VMS), поддерживающие протоколы ТСР/IР и предоставляющие пользователям какие-либо сетевые услуги.
При низкой стоимости услуг пользователи могут получить доступ к коммерческим и некоммерческим информационным службам многих стран. Internet предоставляет уникальные возможности надежной и конфиденциальной глобальной связи по всему миру.
Internet представляет собой организацию с полностью добровольным участием. Высшая власть в Internet остается за ISOC (Internet Society) в каждой стране, обществом с добровольным членством. Его цель - способствовать глобальному обмену информацией через Internet. Оно определяет совет, который отвечает за техническую политику, поддержку и управление Internet.
Совет представляет собой группу приглашенных добровольцев, называемую IAB (Совет по архитектуре Internet). IAB регулярно оценивает и выбирает стандарты и распределяет ресурсы.
Пользователи Internet вносят свои предложения на встречах IETF (Оперативного инженерного отряда Internet). IETF - это также добровольная организация, функционирующая для решения текущих эксплуатационных и стратегических технических проблем.
Если некая сеть присоединяется к Internet, то она становится его частью. Фундаментальным принципом Интернет является равнозначность всех объединенных с его помощью физических сетей: любая система коммуникаций рассматривается как компонент Интернет, независимо от ее физических параметров, размеров передаваемых пакетов данных и географического масштаба.
Выход любого узла из строя или появление нового узла не оказывают никакого влияния на общую работоспособность сети. Однако архитектура коммуникационной системы Интернет имеет вполне определенный иерархический характер.
В этой иерархической архитектуре ограниченный набор дорогостоящих магистральных каналов с высокой пропускной способностью, составляющих так называемую опорную или базовую сеть, соединяет между собой сети со средней пропускной способностью, к которым, в свою очередь, подключаются отдельные организации.
За Internet никто централизовано не платит. Вместо этого каждый платит за свою часть. Так что такое Интернет?
С информационной точки зрения, Интернет - это совокупность миллионов информационных центров, называемых web-сайтами, содержащих терабайты разнообразной информации и тесно связанные множеством взаимосвязей.
С социальной и экономической точки зрения, Интернет - это единая среда общения, коммуникаций, развлечения и ведения бизнеса.
С технической точки зрения Интернет - это совокупность десятков тысяч независимых сетей и миллионов компьютеров.
Определение Интернета, данное Федеральным Советом по информационным сетям (Federal Networking Council), гласит: «Интернет - глобальная информационная система, части которой логически взаимосвязаны друг с другом посредством уникального адресного пространства, основанного на протоколе IP (Inetrnet Protocol) или его последующих расширениях, способная поддерживать связь посредством комплекса протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), их последующих расширений или других совместимых с IP протоколов, и публично или частным образом обеспечивающая, использующая или делающая доступной коммуникационную службу высокого уровня». Другими словами, Интернет можно определить как взаимосвязь сетей, базирующуюся на едином коммуникационном протоколе - TCP/IP.
Основным и наиболее распространенным устройством доступа в Интернет для конечного пользователя является компьютер. Для расширения возможностей он может быть оснащен микрофоном, видеокамерой, звуковыми колонками и другими устройствами, превращающими его в мультимедийный центр. Компьютер может находиться в любом месте, обладающем современными средствами коммуникации.
Доступ в Интернет, который предоставляется организациями, называемыми провайдерами Интернет (Internet Service Provider), пользователь может получить через модем или локальную сеть организации. Для подключения к провайдеру могут использоваться различные линии связи (обычные телефонные линии, кабельные сети телевидения, радио каналы связи или спутниковую связь).
Провайдер имеет одно или несколько подключений к магистральным каналам или крупным сетям, которые образуют главную «кровеносную» систему Интернет. При этом предлагается коммутируемая связь (dial-up диалап) или подключение по выделенной линии. В любом случае должна быть линия связи любого вида.
Границы Интернет довольно расплывчаты. Любой компьютер, подключенный к нему, уже можно считать его частью, и уж тем более это относится к локальной сети предприятия, имеющего выход в Интернет.
Web-серверы, на которых располагаются информационные ресурсы, могут находиться в любой части Интернет (у провайдера, в локальной сети предприятия). Главное условие: они должны быть подключены к Интернету, чтобы пользователи Сети могли получить доступ к их службам. В качестве служб могут выступать электронная почта, FTP, WWW и другие.
Информационной составляющей служб являются самые разнообразные источники. Это могут быть данные, фотографии, звуковые фрагменты, видео: все то, к чему стремятся пользователи, и чего они достигают посредством подключения к Интернету.
Главное отличие сети Интернет от других сетей заключается именно в ее протоколах TCP/IP, охватывающих целое семейство протоколов взаимодействия между компьютерами сети. TCP/IP - это технология сети Интернет. Протокол TCP/IP состоит из двух частей - IP и TCP.
Протокол IP (Internet Protocol - межсетевой протокол) реализует распространение информации в IP-сети. Он обеспечивает доставку пакетов, его основная задача - маршрутизация пакетов.
Высокоуровневый протокол TCP (Transmission Control Protocol - протокол управления передачей) - это протокол с установлением логического соединения между отправителем и получателем. Он обеспечивает сеансовую связь между двумя узлами с гарантированной доставкой информации, осуществляет контроль целостности передаваемой информации, сохраняет порядок потока пакетов.
Будучи базовым протоколом TCP/IP имеет неоспоримые преимущества: открытость, масштабируемость, универсальность и простота использования, но у этого семейства протоколов есть и недостатки: проблема защиты информации, неупорядоченность передачи пакетов и невозможность отследить маршрут их продвижения, объем адресного пространства.
Hазрабатываются новые версии протоколов, которые должны решить эти недостатки.
Для идентификации компьютеров (host-узлов), подключенных к Интернет, и межсетевой маршрутизации пакетов каждому из компьютеров присваивается уникальный четырехбайтный адрес (IP-адрес). Запись IP-адреса состоит из четырех сегментов, разделенных точками. Каждый сегмент представляет собой десятичное число в диапазоне от 0 до 255, что соответствует одному байту. Примером записи IP-адреса является строка: 197.25.17.34. Числа 0,127 и 255 зарезервированы для специальных нужд и не могут быть использованы в обычном IР-адресе.
IP-адреса являются основным типом адресов, используемых для передачи пакетов между сетями. IP-пакет содержит два адреса - отправителя и получателя. Оба адреса статические, т.е. не меняются на протяжении всего пути пакета.
Система доменных имен. Для того чтобы обращение ко всем ресурсам Интернет было наиболее простым и прозрачным с точки зрения пользователей, в Интернет действует система доменных имен DNS. Она предназначена для того, чтобы любой ресурс, помимо уникального IP-адреса, имел легко запоминающееся доменное имя.
Служба доменных имен призвана соотносить IP-адреса с доменным именем машины, и наоборот.
Доменное имя любого ресурса состоит из следующих основных частей: названия имени машины, собственного названия домена и названия зоны.
Например, www.rbk.ru (это доменное имя говорит, что ресурс расположен в географическом домене ru, имеет собственное название rbc и функциональное имя www, то есть выполняет функции WWW-сервера).
Имена зон условно можно разделить на «организационные» и «географические». В доменах первого уровня зарегистрированы следующие организационные зоны:
com - коммерческие; edu - образовательные; gov - правительственные; mil - военные; net - организации, обеспечивающие работу сети; org - некоммерческие организации.
Каждая страна (государство) имеет свой географический домен из двух букв. Вот домены некоторых из стран:
ca - Canada (Канада); fi - Finland (Финляндия); fr - France (Франция); jp - Japan (Япония); ru - Russia (Россия); ua - Ukraine (Украина); uk - United Kingdom (Англия).
Процессом оформления и поддержания доменных имен занимаются ряд специализированных организаций.
Литература
- Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: учебник / А.П. Пятибратов, Л. П. Гудыно, А. А. Кириченко; под ред. А. П. Пятибратова. - 3-е изд., доп. и перераб. – М.: Финансы и статистика, 2006.
- Информатика для юристов и экономистов: учебник / С. В. Симонович, Г. А. Евсеев, В. И. Мураховский, А. Ю. Казуто; под ред. С. В. Симоновича. – СПб.: Питер, 2005.
- Калинина А. Э. Интернет-бизнес и электронная коммерция: учебное пособие [электронный ресурс] / А. Э. Калинина. – Волгоград: ВолГу, 2004.
- Успенский И. В. Интернет-маркетинг: учебник [электронный ресурс] / И. В. Успенский. - СПб.: СПГУЭиФ, 2003.
|