Компьютерные сети. Интернет1. Компьютерные сети Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров, объединенных каналами связи.2. Для объединения компьютеров в сеть необходимы: Сетевое оборудование (сетевая карта в компьютере, соединительные провода). Сетевые программные средства.Замечание. Простейшее соединение двух компьютеров называется прямым соединением и представляет собой соединение двух компьютеров отрезком кабеля. Для создания прямого соединения компьютеров, работающих под управлением ОС Windows XP, не требуется ни специального аппаратного, ни программного обеспечения. В этом случае аппаратными средствами являются стандартные порты ввода/вывода (последовательный или параллельный), а в качестве программного обеспечения используется стандартное средство, имеющееся в составе ОС (Пуск → Программы → Стандартные → Мастер новых подключений → Установить прямое подключение к другому компьютеру).^ 3. Назначение компьютерных сетей Все компьютерные сети без исключения имеют одно назначение – обеспечение совместного доступа к общим ресурсам. Ресурсы условно делят на три типа: аппаратные (принтер, сканер, емкости жестких дисков…), программные (базы данных,…), информационные (данные, хранящиеся на удаленных компьютерах). Чаще всего при работе в сети происходит одновременное использование всех типов ресурсов.4. Вопросы совместимости Основной задачей, решаемой при создании компьютерных сетей, является обеспечение совместимости оборудования по электрическим и механическим характеристикам и обеспечение совместимости информационного обеспечения (программ и данных). На основе технических предложений Международного института стандартизации ^ ISO (International Standards Organization) разработана модель взаимодействия открытых систем – OSI (Model of Open System Interconnections). Согласно модели ISO/OSI архитектуру компьютерных сетей следует рассматривать на разных уровнях (общее число – до семи). Самый верхний уровень – прикладной. На этом уровне пользователь взаимодействует с вычислительной системой. Самый нижний уровень – физический. Он обеспечивает обмен сигналами между устройствами. Обмен данными в системах связи происходит путем их перемещения с верхнего уровня на нижний, затем транспортировки и, наконец, обратным воспроизведением на компьютер клиента в результате перемещения с нижнего уровня на верхний.Компьютер получателяКомпьютер отправителяУровни модели ISO/OSIКанал связи^ Рис. Простейшая модель обмена данными в компьютерной сети Уровни модели ISO/OSI Как происходит обмен данными Прикладной уровень С помощью специальных приложений пользователь создает документ (сообщение, рисунок,…) Уровень представления ОС компьютера фиксирует, где находятся созданные данные (в оперативной памяти, в файле на жестком диске,…) и обеспечивает взаимодействие со следующим уровнем Сеансовый уровень Компьютер пользователя взаимодействует с локальной или глобальной сетью. Протоколы этого уровня проверяют права пользователя на «выход в эфир» и предают документ к протоколам транспортного уровня Транспортный уровень Документ преобразуется в ту форму, в которой положено передавать данные в используемой сети. Например, он может нарезаться на небольшие пакеты стандартного размера Сетевой уровень Определяет маршрут движения данных в сети. Так, например, если на транспортном уровне данные были «нарезаны» на пакеты, то на сетевом уровне каждый пакет должен получит адрес, по которому он должен быть доставлен независимо от прочих пакетов Уровень соединения Необходим для того, чтобы промодулировать сигналы, циркулирующие на физическом уровне, в соответствии с данными, полученными с сетевого уровня. Например, в компьютере эту функцию выполняет сетевая карта или модем Физический уровень На этом уровне происходит реальная передача данных. Здесь нет ни документов, ни пакетов, ни даже байтов – только биты, то есть элементарные единицы представления данных. Восстановление документов из них происходит постепенно, при переходе с нижнего уровня на верхний уровень на компьютере клиента Для обеспечения необходимой совместимости на каждом из семи возможных уровней архитектуры компьютерной сети действуют специальные стандарты, называемые протоколами. Они определяют характер аппаратного взаимодействия компонентов сети (аппаратные протоколы) и характер взаимодействия программ и данных (программные протоколы). ^ 5. Локальные и глобальные сети В соответствии с используемыми протоколами компьютерные сети принято разделять на локальные (LAN – Local Area Network) и глобальные (WAN – Wide Area Network). Компьютеры локальной сети используют единый комплект протоколов для всех участников. По территориальному признаку локальные сети отличаются компактностью. Они могут объединять компьютеры одного помещения, этажа, здания, группы компактно расположенных сооружений. По топологии (геометрическому построению) локальные сети подразделяют: КольцоИнформация передается от компьютера к компьютеру. Если один вышел из строя – вся сеть не работает. ШинаСвязь компьютеров посредством магистрали.ЗвездаИмеется узловой компьютер.Глобальные сети имеют, как правило, увеличенные географические размеры. Они могут объединять как отдельные компьютеры, так и отдельные локальные сети, в том числе использующие разные протоколы.П Протокол связей – это набор стандартных правил, описывающих единую для пользователей сети процедуру обмена данными.римеры протоколов: TPC/IP (ти-пи-си-ай-пи), http,… ^ 6. Интернет. Основные понятия В дословном переводе на русский язык Internet – это межсеть, то есть в узком смысле слова Интернет – это объединение сетей. В 90-е годы XX века у этого слова появился и более широкий смысл: Всемирная компьютерная сеть. ^ 7. Краткая история Интернета Ранние эксперимента по передачи и приему информации с помощью компьютеров начались еще в 50-х годах и имели лабораторный характер. В США решение о создании первой глобальной сети национального масштаба было принято в 1953 году. Оно стало реакцией на запуск в СССР первого искусственного спутника Земли, а поводом послужила разработка Пентагоном глобальной системы раннего оповещения о пусках ракет. Станции системы оповещения протянулись через север Канады от Аляски до Гренландии, а подземный командный центр расположился вблизи города Колорадо-Спрингс в недрах горы Шайенн, который был введен в действие в 1964 году. Собственно, с этого времени можно говорить о работе первой глобальной сети, хотя и ведомственной. Основным недостатком централизованной сети была недостаточно устойчивая связь, связанная с тем, что 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. Во время ядерного противостояния сверхдержав этот недостаток был критичным. Основным направлением исследований по решению проблемы стали поиски новых протоколов обслуживания сети и новых принципов сетевой архитектуры. Полигоном для испытаний новых принципов стали крупнейшие университетские и научные центры США, между которыми были проложены линии компьютерной связи. Работы курировались министерством обороны США. В 70-е годы сеть развивалась медленно, так как принципиального решения проблемы не было найдено. Второй датой рождения Интернета принято считать 1983 год. В этом году произошли революционные изменения в программном обеспечении компьютерной связи. Проблема устойчивости глобальной сети была решена внедрением протокола TCP/IP, лежащего в основе всемирной сети по нынешний день. После решения этой задачи министерство обороны США прекратило участие в этом проекте и передало управление сетью Национальному научному фонду - NSF (что-то типа нашей Академии наук). Так в 1983 году образовалась глобальная сеть NSFNET. После внедрения протокола TCP/IP развитие сети значительно ускорилось. NSF уже не успевала отслеживать деятельность каждого подключаемого узла, а с подключением иностранных секторов его роль стала чисто символической. Во второй половине 60-х годов произошло деление всемирной сети на домены по принципу принадлежности: gov – правительственный домен, edu – образовательных организаций, com – коммерческий. Национальные сети других государств стали рассматриваться как как отдкльные домены, например uk – домен Великобритании, su – домен Советского Союза, ru – России.^ 8. Основы функционирования Интернета В техническом понимании TCP/IP – это не один протокол, а два, лежащих на разных уровнях. Протокол TCP – протокол транспортного уровня. Он управляет тем, как происходит передача информации. Протокол IP – адресный. Он принадлежит сетевому уровню и определяет, куда происходит передача.Протокол TCP. Согласно протоколу TCP, отправляемые данные «нарезаются» на пакеты, после чего каждый пакет маркируется таким образом, чтобы в нем были данные, необходимые для правильной сборки документов на компьютере получателя.Протокол IP (Internet Protocol). Его суть состоит в том, что у каждого участника Всемирной сети должен быть свой уникальный адрес (IP-адрес). Без этого нельзя говорить о точной доставке пакетов на нужное рабочее место. Этот адрес выражается очень просто – четырьмя байтами, например, 195.38.46.11. Четыре числа – каждое 1 байт. (1 байт = 8 бит, 28 = 256 различных значений, 4 байта = 32 бита, 232 ≈ более 4-х миллиардов уникальных IP адресов). Человеку неудобно работать с числовым представлением IP-адреса, поэтому каждому IP-адресу соответствует доменный (символьный) адрес. Например, www.tidof.dvgu.ru Доменное имя - это символьная форма записи адреса в Интернете. Оно состоит из нескольких частей, разделенных точками. Читать доменное имя надо справа налево. Последние символы являются доменами первого (высшего) уровня. По ним можно определить страну, в которой данное доменное имя зарегистрировано. Например, доменное имя .ru соответствует России, .ua – Украине, .kz – Казахстану, .de – Германии, .uk – Великобритании и т. д. Только в США, где впервые появилась система доменных имен, верхний уровень указывает не на страну, а на характер организации, владеющей доменным именем: .com – коммерческая, .edu – образовательная, .mil – военная, .gov – правительственная и т. п. Слева от доменного имени первого уровня записывается доменное имя второго уровня. Его выдает координационный центр, которому поручено обслуживание домена первого уровня. Организация, получившая доменное имя второго уровня, может внутри себя распределять доменные имена третьего уровня, как пожелает. Например, она может присваивать их своим отдельным компьютерам. Обозначение www – это принятое в организации имя компьютера, на котором работает программа Web-сервер.^ 9. Службы Интернета В простейшем понимании служба – это пара программ, взаимодействующих между собой согласно определенным правилам, называемым протоколами. Одна из программ этой пары называется сервером, а вторая – клиентом. Соответственно, когда говорят о работе служб Интернета, речь идет о взаимодействии серверного оборудования и программного обеспечения с клиентским оборудованием и программным обеспечением. Разные службы имеют разные протоколы. Поэтому, чтобы воспользоваться какой-то из служб Интернета, надо установить на компьютере программу, способную работать по протоколу данной службы. Такие программы называются клиентскими или просто клиентами.^ Передача файлов. Иметь FTP-клиент, установить связь с FTP-сервер. Протокол FTP (File Transfer Protocol).Электронная почта (E-mail). Иметь почтовый клиент (Outlook, The Bat). Установить связь с почтовым сервером в сети. Протоколы SMTP – для отправки корреспонденции с компьютера на сервер, POP3 – прием поступивших сообщений. ^ С WWW – это содержащаяся в Интернете распределенная сеть гипертекстовых документов.лужба World Wide Web (WWW). Единое информационное пространство, состоящее из сотен миллионов документов, хранящихся на Web-серверах. Отдельные документы, составляющие это пространство, называют Web-страницами. Гипертекстовый документ - это документ, внутри которого есть ссылки на другие документы. Служба IRC (Internet Relay Chat) предназначена для прямого общения нескольких человек в режиме реального времени. Служба ICQ для мгновенного обмена сообщениями. (I seek you – я тебя ищу).