Основи Інтернет

ОСНОВИ INTERNET

Якщо говорити про основнi елементи технологiї Internt, то, по-перше, слiд вiдзначити децентралiзовану структуру цiєї мережi. У свiтi не iснує центрального керуючого органу, який слiдкував би за iнформацiєю, яка розмiщається в Internet. Дану функцiю виконують рiзнi пiдключенi до Internet мережi. Вони й визначають яка iнформацiя буде розмiщатися в мережi i як ця iнформацiя буде передаватися. Така повнiстю розподiлена структура робить Internet дуже гнучкою i дозволяє їй пiдтримувати необмежену кiлькiсть користувачiв. Однак, пiдключенi до Internet мережi повиннi вiдповiдати певним стандартам. Цi стандарти затверджуються кiлькома добровiльними органiзацiями. Наприклад, Рада по архiтектурi Internet (Internet Architecture Boad – IAB) розглядає i затверджує протоколи передачi i стандарти нумерацiї. Комiтет по технологiчних нормах Internet встановлює стандарти щоденної роботи мережi. Союз Internet публiкує рiзноманiтнi стандарти та здiйснює координацiю мiж рiзними контролюючими органами Internet, провайдерами послуг та користувачами.

ПРОВАЙДЕРИ ПОСЛУГ.

Доступ до Internet можна отримати встановивши зв’язок з провайдером послуг Internet (Internet Service Provider). Провайдер виступає в якостi посередника (провiдника) Internet, забезпечуючи пiдключення користувачiв до Internet через маршрутизатор Internet. Користувач пiдключається до маршрутизатора провайдера за допомогою телефона або видiленої лiнiї.

Бiльшiсть провайдерiв є прямими провайдерами. Для таких провайдерiв надання доступу в Internet є основним видом їх дiяльностi. Їм сплачують разовий вступний внесок плюс пiдписну плату. Вони переважно надають користувачам все програмне забезпечення, необхiдне для пiдключення. Додатковi послуги, що надаються провайдерами можуть iстотно вiдрiзнятися. Однi провайдери надають тiльки можливiсть доступу до Internet без будь-яких додаткових можливостей. Iншi - можуть здавати в оренду мiсце для особистого Web–сервера, запропонувати можливiсть постiйного пiдключення або допомогти в оформленнi i веденнi Web–сервера.

Iншою формою послуг є iнтерактивнi служби (Online Services). Вони, крiм доступу в Internet, мають велику кiлькiсть додаткових комунiкацiйних можливостей. Двома найбiльш популярними iнтерактивними службами є CompuService та America Online.

В залежностi вiд способу застосування iснує кiлька способiв пiдключення до мережi Internet.

Переписка i електронна пошта – найпростiша форма застосування Internet. Пiдключення, що дозволяє переписуватися та користуватися електронною поштою, є найпростiшим по установцi i найдешевшим в експлуатацiї.

Доменний доступ – з провайдером заключається договiр про можливiсть безпосереднього доступу до Internet, за який вноситься мiсячна або рiчна плата. Подiбний вид доступу найчастiше використовується в органiзацiях, якi використовують ресурси Internet для отримання загальної iнформацiї, проведення iнтерактивних дослiджень або придбання товарiв та послуг.

Клiєнтський доступ використовується для запуску Internet-приложень на робочих станцiях (наприклад, програмне забезпечення для торгiвлi акцiями, яке зв’язується з брокерськими конторами або комунiкацiйною програмою, яка проводить конференцiю в режимi реального часу). Подiбнi приложення самостiйно встановлюють пiдключення до Internet пiд час запуску i вiдключаються в момент завершення роботи.

Постiйний прямий доступ до Internet використовується компанiями, що iнтенсивно пропонують свої товари та послуги через Internet; в якостi прикладу можна навести аiвакомпанiю з можливiстю бронювання квиткiв через Internet. Подiбний вид доступу є найдорожчим i його установка та супровiд вимагає додаткових послуг зi сторони провайдера.

Для забезпечення обмiну повiдомленнями, доменного або клiєнтського доступу достатньо лише комутованого доступу (dial-up access) до провайдера; це означає, що Ви встановлюєте зв’язок, використовуючи стандартнi телефоннi лiнiї або ISDN-лiнiї, якi бiльш швидко працюють, але коштують дорожче.

Вирiшивши, як Ви збираєтесь використовувати Internet, слiд визначити, яку кiлькiсть ресурсiв своєї мережi Ви можете видiлити для доступу в Internet. Доступ в Internet можна надати або всiм, або кiльком користувачам мережi. Якщо приймається рiшення надати доступ тiльки кiльком користувачам, тодi зручнiше буде настроїти робочi станцiї таких користувачiв окремо; тобто встановити на таких станцiях модем та пiдтримку протоколу TCP/IP, пiсля чого такi користувачi зможуть самостiйно зв’язуватися з провайдером. Впровадження такого рiшення не займе багато часу, такий доступ легко супроводжувати i, крiм того, Вам не знадобиться настроювати всю мережу для пiдтримки протоколу TCP/IP.

Однак, якщо Ви захочете надати доступ до Internet всiм своїм користувачам, то пiдтримку протоколу TCP/IP слiд буде встановлювати по всiй мережi. В такому випадку замiсть установки зв’язку за допомогою модему, доцiльно використати комутуючий маршрутизатор, який є вдосконаленою формою модема, призначеною для використання в мережах. Комутуючий маршрутизатор встановлюється як окремий вузол мережi, а потiм згiдно команд, отримуваних вiд робочих станцiй, вiн самостiйно буде зв’язуватися з провайдером i забезпечувати передачу iнформацiї вiд провайдера в Вашу мережу i навпаки. Якщо Ви встановлюєте пiдключення за допомогою маршрутизатора, то в даному випадку при великiй кiлькостi користувачiв передача iнформацiї може значно сповiльнитися через використання стандартних телефонних лiнiй. В той час як ISDN-лiнiя, яка є дещо дорожчою вiд звичайної телефонної, обiйдеться значно дешевше видiленого каналу.

Для використання лiнiї ISDN пiдключатися слiд через телефонну компанiю, яка пiдтримує ISDN-пiдключення. В цьому випадку Вам слiд встановити ISDN-сумiсний маршрутизатор i заключити договiр з компанiєю на використання ISDN-обладнання.

Якщо в мережi велика кiлькiсть користувачiв Internet, але немає необхiдностi пiдтримувати зв’язок на протязi 24 годин на добу, то ISDN буде досить розумною в фiнансовому вiдношеннi альтернативою видiленому каналу. Цiна на використання ISDN переважно встановлюються в залежностi вiд часу використання на вiдмiну вiд досить високої плати за доступ по видiленому каналу. При виборi типу пiдключення провайдер повинен надати iнформацiю про цiни на рiзнi типи пiдключення.

Якщо необхiдно встановити Web-сервер, який працює цiлодобово, то для забезпечення постiйного пiдключення доцiльно використовувати видiлений канал. Для подiбного типу зв’язку встановлюється постiйна фiксована плата за пiдключення та використання Internet. Видiлений канал призначений для двосторонньої передачi iнформацiї. Швидкiсть передачi iнформацiї по видiленому каналу значно вища, нiж по комутованому. Вона може приймати значення вiд 56 Кбiт/с до 45 Мбiт/с. Бiльшiсть видiлених каналiв забезпечують зв’язок зi швидкiстю приблизно 1,5Мбiт/с.

В зв’язку з особливою роллю протоколiв TCP/IP в мережi Internet слiд зупинитися на них бiльш детально. Знання даної групи протоколiв допоможе дiзнатися, як працює Internet. Вся iнформацiя, що передається в мережi, розбивається на пакети – невеликi (не бiльше 1500 символiв) порцiї даних. Пакети посилають незалежно один вiд одного, а в пунктi прийому вони збираються в потрiбнiй послiдовностi. Такий режим передачi називається дейтаграмним. Iншими словами, протокол TCP/IP розподiляє iнформацiю по великiй кiлькостi дейтаграм, пiсля чого в пунктi прийому перевiряє їх достовiрнiсть i збирає знову. Протокол IP керує адресами, послiдовнiстю та пересилкою. Протоколи TCP/IP вiдносяться до транспортного рiвня Еталонної моделi взаємодiї вiдкритих систем i не залежать вiд протоколiв iнших рiвней цiєї моделi. Завдяки цьому протоколи TCP/IP iдеально пiдходять для використання в Internet. Коли сорок мiльйонiв людей використовують в своїй роботi рiзноманiтнi системи, зручнiше перевiряти помилки на рiвнi протоколу, який пiдтримують всi цi системи.

В TCP/IP для перевiрки правильностi пакета використовується механiзм, який має назву контрольна сума. Контрольна сума – це число, що помiщається в дейтаграму i обчислюється за спецiальним алгоритмом для всiх символiв дейтаграми. Заголовок мiстить також номер дейтаграми в послiдовностi дейтаграм, якi передаються. Цей номер служить також для визначення порядку дейтаграм при вiдновленнi початкової iнформацiї. Пiсля додачi заголовка ТСР передає дейтаграму протоколу IР.

Протокол IР додає до кожної дейтаграми заголовок адреси. Заголовок включає в себе адресу вiдправника i отримувача кожної дейтаграми. Пiсля цього IР передає дейтаграму комп’ютеру-вiдправнику, що використовує власний протокол (наприклад протокол Internet Point-to-Point (крапка-крапка) або скорочено РРР), який помiщає дейтаграму в кадр даних.

Поки кадр даних мандрує по Internet, вiн проходить через кiлька IР-маршрутизаторiв Internet. Кожний маршрутизатор читає адресу призначення кадра i вибирає адресу слiдуючого маршрутизатора, якому необхiдно послати кадр, щоб той надiйшов до пункту призначення. Внаслiдок того, що потiк iнформацiї в мережi не завжди є постiйним, рiзнi кадри можуть проходити через рiзнi маршрутизатори. Крiм того, деякi маршрутизатори можуть не працювати по якихось причинах. Якщо маршрутизатор виявляє, що потрiбну адресу зайнято або вона не працює, то вiн вибирає альтернативну адресу, на яку й посилає кадр.

Таким чином, кадри можуть прибути до мiсця призначення зовсiм не в тому порядку, в якому вони були вiдправленi з вихiдного пункту i їх необхiдно в такому випадку перевiрити та вишикувати по порядку. Пiсля того, як приймаючий комп’ютер прийме кадр, вiн в першу чергу перевiряє верхнiй та нижнiй його заголовки, щоб впевнитися в коректностi дейтаграми, яка там мiститься. IР вiдповiдає за адресу кожної дейтаграми, а ТСР перевiряє коректнiсть дейтаграм. Для цього зчитується контрольна сума, яка порiвнюється з вихiдною. Якщо контрольнi суми не спiвпадають, то ТСР посилає запит на повторну вiдправку пакета. Пiсля отримання та перевiрки всiх дейтаграм, ТСР вiдновлює їх порядок, знищує заголовки i передає iнформацiю передаючому комп’ютеру.

СИСТЕМА IР- АДРЕСАЦIЇ.

Для органiзацiї всесвiтньої мережi потрiбна досконала система адресацiї, яка використовуватиметься для спрямування iнформацiї всiм адресатам. Союз Internet встановив для адресацiї всiх вузлiв єдиний стандарт, який називається адресацiєю IР. Будь-яка адреса складається з чотирьох чисел в iнтервалi вiд 1 до 254, якi роздiленi крапками. Наприклад, 10.18.49.102. В схемах IР-адресацiї також можуть використовуватися числа 0 та 255, але вони зарезервованi для спецiальних цiлей.

IР-адресу можна використовувати для створення мереж як з кiлькох вузлiв, так i мереж, що мiстять мiльйони вузлiв. Для цього Союз Internet визначив три класи мереж, що вiдрiзняються один вiд одного за розмiром.

Клас А: Великi мережi з мiльйонами вузлiв. Перший октет (самий лiвий) означає адресу мережi. Iншi три – означають номер вузла.

Клас В: Мережi середнiх розмiрiв з тисячами вузлiв. Першi два октети (злiва) означають адресу мережi. Iншi два (справа) – означають номер вузла.

Клас С: Невеликi мережi з кiлькома сотнями вузлiв. Першi три октети означають адресу мережi. Останнiй октет – адресу вузла.

Унiкальну IР-адресу видає провайдер. Пiсля того, як Вам буде видiлено пiдмережу, її кожному вузлу слiд буде присвоїти Вашу IР-адресу.

Звичайно, досить важко запам’ятати IР-адреси всiх комп’ютерiв мережi, особливо такої великої як Internet. Тому в 1993 роцi було створено Iнформацiйний центр мережi Internet (Internet Network Center – InterNIC), який керує системою доменних iмен (Domain Name System). Такий механiзм призначено для пiдстановки символьних iмен доменiв, якi легко запам’ятовуються, замiсть числових IР-адрес. Наприклад, спiвробiтнику кафедри комп’ютерних систем НТУ “КПI” легше запам’ятати доменне iм’я comsys.ntu-kpi, нiж вiдповiдну йому IР-адресу 10.18.49.102. Пiсля того, як Вам буде видано IР-адресу, Ви повиннi вибрати для себе iм’я домена в наведеному вище прикладi – comsys. Вибране iм’я повинно бути унiкальним, крiм того, воно не повинно бути зв’язане нi з якою iншою адресою Internet. Ваше iм’я домена додається до iєрархiчної бази даних iмен доменiв. Iм’я домена складається з серiї символiв, роздiлених мiж собою крапками. Крайня права частина iменi домена позначає найбiльший домен, до якого належить конкретна адреса, а також тип органiзацiї, якiй ця адреса належить. Наприклад, в iменi домена comsys.ntu-kpi.kiev.ua домен .ua означає Україну. В країнах, що розташованi за межами США, переважно використовуються власнi типи доменiв, якi складаються з двох букв, що означають країну. Наприклад, домен .ua означає Україну, .fr – Францiю, .nl - Нiдерланди.

Сисмволи, що мiстяться перед типом домена, служать для позначення зареєстрованого iменi пiддомена, який вiдноситься до IР-адреси. В наведеному прикладi пiддомен озачає мiсто Київ, пiддомен .ntu-kpi – Нацiональний технiчний унiверситет, comsys – кафедру комп’ютерних систем даного унiверситету.

Для зберiгання i управлiння iменами доменiв використовується iєрархiя серверiв iмен. На цих серверах зберiгаються бази даних iмен доменiв та зв’язанi з ними IР-адреси. Якщо користувач хоче пiдключитися до будь-якої Internet-адреси, то вiн повинен звернутися до локального сервера iмен. Цей сервер спочатку спробує знайти IР-адресу у власнiй базi даних. Знайшовши її, вiн повертає адресу комп’ютеру, який зробив запит i останнiй встановлює Internet-зв’язок. Якщо в локальнiй базi даних немає вiдповiдного iменi, то сервер передає запит слiдуючому за iєрархiєю серверу. Iм’я буде передаватися по iєрархiї вверх до тих пiр, поки запит не дiйде до кореневого сервера iмен, який являється сервером, що мiстить iмена доменiв та IР-адреси, якi належать доменам певних типiв, наприклад, .com. Кореневi сервери iмен розмiщенi на територiї США i належать (точніше супроводжуються) InterNIC. Якщо IР-адреса є в базi даних кореневого сервера, то вона повертається комп’ютеру, який надiслав запит. В противному випадку сервер повертає повiдомлення про вiдсутнiсть iменi домена.

Повернутi з кореневого сервера IР-адреси запам’ятовуються в кеш-пам’ятi локального сервера iмен доменiв. Це робиться для прискорення звертання до серверiв, якi часто зустрiчаються, поскiльки це зменшує кiлькiсть звертань до кореневих серверiв iмен.

Крiм того, iмена доменiв включають категорiю верхнього рiвня. Наприклад, www на початку iменi домена означає, що сервер пiдтримує зв’язок через World Wide Web, яка є однiєю з найбiльших категорiй Internet-серверiв. Для того, щоб стати частиною вищеназваної категорiї сервер повинен використовувати стандартний метод форматування документiв, який називається Мовою форматування гiпертексту (HyperText Markup Language – HTML), завдяки чому документ може бути прочитаний на будь-якому комп’ютерi, що пiдтримує цю мову. Web-комп’ютери також використовують Протокол передачi гiпертексту (НТТР), який забезпечує пiдтримку зв’язкiв, впроваджених в НТМL документи. Впровадженi зв’язки є спецiальними iнструкцiями, з допомогою яких можна легко i швидко переходити вiд документа на одному Web–серверi до документа на другому Web–серверi. Сьогоднi в Internet iснують мiльйони Web–серверiв.

Iншу розповсюджену категорiю верхнього рiвня утворюють сервери, якi пiдтримують протокол передачi файлiв (File Transfer Protokol - FTP). Такi сервери призначенi переважно для зберiгання та загрузки файлiв даних (????). Наприклад, фiрма-виробник апаратного забезпечення може встановити FTP-сервер, на якому будуть розмiщатися поновленi драйвери пристроїв та утиліти, а навчальний заклад може поставити FTP-сервер для зберiганнi файлiв вiртуальної бiблiотеки. Наприклад, доменне iм’я файл-сервера програмного забезпечення кафедри ВТ НТУУ КПI – ftp.comsys.ntu-kpi.ua.

Iншою розповсюдженою категорiєю є групи новин. Група новин – це група користувачiв, що цiкавляться однiєю темою. Для висвiтлення статей цiєї теми вони використовують централiзований вузол. Цi статтi можуть бути прочитанi i iншими користувачами. Сьогоднi у свiтi iснують тисячi груп новин. Всi цi групи об’єднуються у величезну базу даних дискусiй, яка називається Usenet.

Для доступу до Usenet Ви повиннi скористатися одним з серверiв новин або комп’ютером, призначеним для пересилки та зберiгання баз даних Usenet i для зв’язку з iншими серверами новин Internet. Бiльшiсть провайдерiв послуг мають свої сервери новин. Якщо Ви збираєтесь використовувати iнформацiю груп новин Usenet, то обов’язково перед заключенням договору слiд вияснити у свого провайдера, чи є у нього свiй сервер новин. Для прочитування груп новин слiд скористатися програмою читання новин, яка переважно входить в комплект бiльшостi сучасних пакетiв програм для роботи з Internet.

Перш нiж використати програму читання новин, їй слiд повiдомити доменне iм’я сервера новин, що надається провайдером послуг. Настроївши програму, запустiть її i вона автоматично пiдключить Вас до сервера i загрузить назви груп новин, якi на ньому зберiгаються. Загрузка може зайняти кiлька хвилин, якщо Ви пiдключаєтеся з допомогою низькошвидкiсного модема. Пiсля загрузки назв Ви можете просто вибрати будь-яку групу, що Вас цiкавить, прочитати її повiдомлення, вiдповiдi та коментарiї до статей. В програми читання новин також включаються можливостi для надсилання своїх статей.

БРОУЗЕРИ.

Для зв’язку з Internet використовується спеціальна програма – броузер. Спочатку броузери призначались для перегляду документів на Web-серверах, але конкуренція між виробниками програмного забезпечення привела до того, що в них появилось багато додаткових можливостей. В результаті в сучасних броузерах об’єднуються всі можливі приложення для доступу до Internet.

Сьогодні найпопулярнішими броузерами є Netscape Navigator, який випускається фірмою Netscape Communications, та Internet Explorer фірми Microsoft. Обидва пакети однаково добрі для роботи з Internet (за винятком дрібних відмінностей). Обидва підтримують різні служби Internet, в тому числі HTTP, FTP, програми читання новин, електронну пошту і т.п.

Для того, щоб за допомогою броузера звернутись до сервера, який має певну ІР-адресу, необхідно ввести повне доменне ім’я цього сервера. Наприклад, якщо Ви ввійшли в Internet і хочете зв’язатись з кафедрою комп’ютерних систем, то повинні ввести посилання http://www.comsys.ntu-kpi.kiev.ua. Цей запис означає, що для звертання до цього сервера потрібно використати протокол передачі гіпертекста (НТТР). Подібна форма запису називається універсальним локатором ресурса (Universal Resource Locator – URL). Якщо броузеру потрібно визначити ІР-адресу якого-небудь доменного імені, то він підключається до кореневого сервера імен і після того, як сервер повідомить йому адресу, встановлює з’єднання.

Після встановлення з’єднання сервер починає передавати інформацію, яка звичайно є інструкціями – що і в якому вигляді повинно бути відображене на екрані монітора. Цей записаний на HTML набір інструкцій, посланий сервером, називається Web-сторінкою або початковою сторінкою сервера. Web-сторінка може включати в себе текст, рисунки, звук, анімацію, приложення або впроваджені посилання на інші сервери чи додаткові Web-сторінки на тому ж сервері.

Інші протоколи працюють так само. Наприклад, щоб звернутись до FTP-сервера кафедри ВТ НТУУ КПІ, Ви повинні ввести ftp://comsys.ntu-kpi.kiev.ua.

ЕЛЕКТРОННА ПОШТА INTERNET.

Електронна пошта – це служба Internet, яка використовується найширше. Її дуже легко настроїти та обслужити, крім того, за її допомогою можна швидко та ефективно зв’язатись з будь-яким підключеним до Internet комп’ютером.

Доступ до електронної пошти Internet можна отримати, скориставшись вбудованою в броузер поштовою програмою або стандартною системою електронної пошти, вбудованою в програму підтримки мережі (обов’язкова підтримка протоколу ТСР/ІР), або ж окремою комерційною програмою, такою як cc:Mail чи Eudora Pro.

Після того як Ви напишете лист і вкажете в заголовку листа адресу отримувача, програма пересилає повідомлення на поштовий сервер мережі, який визначає ІР-адресу поштового сервера отримувача і пересилає лист по Internet. Сервер-приймач перевіряє заголовок листа і доставляє повідомлення на робочу станцію отримувача або зберігає його до тих пір, поки отримувач сам не забере його.

Стандартним протоколом для пересилки електронної пошти по Internet є простий протокол передачі пошти (Simple Mail Transfer Protocol – SMTP). SMTP встановлює з’єднання між посилаючим та отримуючим серверами, розбиває повідомлення на частини та перевіряє кожну отриману частину.

Якщо в мережі вже є локальна електронна пошта, то існуючу поштову систему можна розширити, встановивши SMTP-шлюз, за допомогою якого можна обмінюватись повідомленнями через Internet. Шлюз – це пристрій, що перетворює вихідну пошту в SMTP-сумісний формат та виконую зворотній процес для вхідної пошти.

Може використовуватись і альтернативна система пошти: наприклад, поштові скриньки користувачів можуть зберігатись на сервері провайдера послуг. Якщо впроваджена ця система (її ще називають віддаленим доступом до електронної пошти), то програмне забезпечення повинно підтримувати протокол віддаленого доступу, наприклад РОР3 (поштовий протокол версії 3 – Post Office Protocol Version 3) або який-небудь інший вибраний провайдером протокол.

Комп’ютернi мережi. (Конспекти лекцiй для гр. Б-31).