Вступление
Глобальная сеть-совокупность компьютеров, расположенных на больших расстояниях друг от друга, атакже система каналов передачи связи: средств коммуникации (переключения),обеспечивающих соединение пользовательских коммуникационных систем и обменданными между ними.
Глобальные сети (Wide Area Networks, WAN) создаются крупными телекоммуникационными компаниямидля оказания платных услуг абонентам.
Интернет — мироваяглобальная компьютерная сеть. Она составлена из разнообразных компьютерныхсетей, объединенных стандартными соглашениями о способах обмена информацией иединой системой адресации. Интернет использует протоколы семейства TCP/IP. Онихороши тем, что обеспечивают относительно дешевую возможность надежно и быстропередавать информацию даже по не слишком надежным линиям связи, а также строитьпрограммное обеспечение, пригодное для работы на любой аппаратуре. Система адресации(URL-адреса) обеспечивает уникальными координатами каждый компьютер (точнее,практически каждый ресурс компьютера) и каждого пользователя Интернета,создавая возможность взять именно то, что нужно, и передать именно туда, куданужно.
1. Историческая справка
Около 20 лет назад МинистерствоОбороны США создало сеть,– она называлась ARPAnet. ARPAnet былаэкспериментальной сетью, – она создавалась для поддержки научных исследований ввоенно-промышленной сфере, – в частности, для исследования методов построениясетей, устойчивых к частичным повреждениям, получаемым, например, прибомбардировке авиацией и способных в таких условиях продолжать нормальноефункционирование. Это требование дает ключ к пониманию принципов построения иструктуры Internet. В модели ARPAnet всегда была связь междукомпьютером-источником и компьютером-приемником (станцией назначения). Сетьпредполагалась ненадежной: любая часть сети может исчезнуть в любой момент. Передачаданных в сети была организована на основе протокола Internet – IP. Протокол IP –это правила и описание работы сети. Этот свод включает правила налаживания иподдержания связи в сети, правила обращения с IP-пакетами и их обработки,описания сетевых пакетов семейства IP (их структура и т.п.). Пока МеждународнаяОрганизация по Стандартизации (Organization for International Standardization –ISO) тратила годы, создавая окончательный стандарт для компьютерных сетей,пользователи ждать, не желали. Активисты Internet начали устанавливатьIP-программное обеспечение на все возможные типы компьютеров. Вскоре это сталоединственным приемлемым способом для связи разнородных компьютеров. Такая схемапонравилась правительству и университетам, которые проводят политику покупкикомпьютеров у различных производителей. Каждый покупал тот компьютер, которыйему нравился и вправе был ожидать, что сможет работать по сети совместно сдругими компьютерами.
Примерно 10 лет спустя послепоявления ARPAnet появились Локальные Вычислительные Сети (LAN), например,такие как Ethernet и др. Одновременно появились компьютеры, которые сталиназывать рабочими станциями. На большинстве рабочих станций была установленаоперационная система UNIX. Эта ОС имела возможность работы в сети с протоколомInternet (IP). В связи с возникновением принципиально новых задач и методов ихрешения появилась новая потребность: организации желали подключиться к ARPAnetсвоей локальной сетью. Примерно в то же время появились другие организации,которые начали создавать свои собственные сети, использующие близкие к IPкоммуникационные протоколы. Стало ясно, что все только выиграли бы, если бы этисети могли общаться все вместе, ведь тогда пользователи из одной сети смогли бысвязываться с пользователями другой сети.
Одной из важнейших среди этих новыхсетей была NSFNET, разработанная по инициативе Национального Научного Фонда(National Science Foundation – NSF). В конце 80-х NSF создал пятьсуперкомпьютерных центров, сделав их доступными для использования в любыхнаучных учреждениях. Было создано всего лишь пять центров потому, что они оченьдороги даже для богатой Америки. Именно поэтому их и следовало использоватькооперативно. Возникла проблема связи: требовался способ соединить эти центры ипредоставить доступ к ним различным пользователям. Сначала была сделана попыткаиспользовать коммуникации ARPAnet, но это решение потерпело крах, столкнувшисьс бюрократией оборонной отрасли и проблемой обеспечения персоналом.
Тогда NSF решил построить своюсобственную сеть, основанную на IP технологии ARPAnet. Центры были соединеныспециальными телефонными линиями с пропускной способностью 56 KBPS (7 KB/s).Однако, было очевидно, что не стоит даже и пытаться соединить все университетыи исследовательские организации непосредственно с центрами, т.к. проложитьтакое количество кабеля – не только очень дорого, но практически невозможно.Поэтому решено было создавать сети по региональному принципу. В каждой частистраны заинтересованные учреждения должны были соединиться со своими ближайшимисоседями. Получившиеся цепочки подсоединялись к суперкомпьютеру в одной изсвоих точек, таким образом суперкомпьютерные центры были соединены вместе. Втакой топологии любой компьютер мог связаться с любым другим, передаваясообщения через соседей.
Это решение было успешным, но насталапора, когда сеть уже более не справлялась с возросшими потребностями.Совместное использование суперкомпьютеров позволяло подключенным общинамиспользовать и множество других вещей, не относящихся к суперкомпьютерам.Неожиданно университеты, школы и другие организации осознали, что заимели подрукой море данных и мир пользователей. Поток сообщений в сети (трафик) нарасталвсе быстрее и быстрее пока, в конце концов, не перегрузил управляющие сетьюкомпьютеры и связывающие их телефонные линии. В 1987 г. контракт на управлениеи развитие сети был передан компании Merit Network Inc., которая занималасьобразовательной сетью Мичигана совместно с IBM и MCI. Старая физически сетьбыла заменена более быстрыми (примерно в 20 раз) телефонными линиями. Былизаменены на более быстрые и сетевые управляющие машины.
Процесс совершенствования сети идетнепрерывно. Однако, большинство этих перестроек происходит незаметно дляпользователей. Включив компьютер, мы не увидем объявления о том, что ближайшиеполгода Internet не будет доступна из-за модернизации. Возможно, даже болееважно то, что перегрузка сети и ее усовершенствование создали зрелую ипрактичную технологию.
2. Структура Глобальных сетей
Оператор сети — это компания, котораяподдерживает нормальную работу сети.
Провайдер (service provider) – компания, которая оказываетплатные услуги абонентам сети. Основными потребителями глобальной сети являютсяЛВС, офисные АТС, кассовые терминалы, факсы, хост- компьютеры.
Сеть строится на основе выделенныхканалов связи, которые соединяют коммутаторы глобальной сети между собой.Основные типы конечных узлов глобальной сети: отдельные ПК, локальные сети,маршрутизаторы и мультиплексоры, используются для одновременной передаче посети данных и голоса.
Физическая структуризация сети — конфигурацияканалов связи, образованных отдельными участками кабеля. Устройства DCE (Data Circuit terminating Equipment) представляют собой аппаратурупередачи данных по каналам, работающую на физическом уровне. Различаютаппаратуру передачи данных по аналоговым и цифровым каналам. Для передачиданных по аналоговым каналам используют модемы различных стандартов, а поцифровым – устройства DSU/CSU.
DTE (Data Terminal Equipment) – это очень широкий классустройств, которые непосредственно готовят данные для передачи по глобальнойсети. DTE представляют собой устройства,работающие на границе между локальными и глобальными сетями и выполняющиепротоколы уровней более высоких, чем физический. DTE могут поддерживать только канальные протоколы- такимиустройствами являются удаленные мосты, либо протоколы канального и сетевогоуровней – тогда они являются маршрутизаторами, а могут поддерживать протоколывсех уровней, включая прикладной- в этом случае их называют шлюзами.
Связь компьютера илимаршрутизатора с цифровой выделенной линией осуществляется с помощью парыустройств, обычно выполненных в одном корпусе или же совмещенных смаршрутизатором. Этими устройствами являются: устройство обслуживания данных (Data Service Unit — DSU),и устройство обслуживания канала (Channel ServiceUnit — CSU). Устройство обслуживания данных DSU преобразует сигналы, поступающие отконечного оборудования данных DTE.Устройство обслуживания канала CSUтакже выполняет все временные отсчеты, регенерацию сигнала и выравниваниезагрузки канала. CSU выполняетболее узкие функции, в основном оно занимается созданием оптимальных условийпередачи в линии (выравнивание). Эти устройства часто называют, одним словом DSU/CSU.
DTE принимают решения о передаче данныхв глобальную сеть, а также выполняют форматирование данных на канальном исетевом уровнях, а для сопряжения с территориальным каналом используют DCE. Такое распределение функцийпозволяет гибко использовать одно и тоже устройство DTE для работы с разными глобальными сетями за счетзамены только DCE. Устройства DTE и DCEобобщенно называют оборудованием, размещенным на территории абонента глобальнойсети – CPE (Customer Premises Equipment). Логическая структуризация сети — это конфигурация информационных потоков между ПК сети.
Перед передачей данных всети они разбиваются на блоки, которые называются пакеты или кадры. Пакет этоосновная единица информации в компьютерных сетях. Разбиение на пакетыпроисходит на прикладном уровне, проходя через все уровни к пакету добавляетсяинформация соответствующая данному уровню. Пакеты состоят из следующихкомпонентов: адрес источника; передаваемые данные; адрес места назначения;инструкции сетевым компонентам о дальнейшем маршруте пакета; информация ПКполучателю, о том, как следует объединить пакеты, чтобы получить данные висходном виде; информация о проверке на ошибки. Компоненты группируются в 3раздела: Заголовок, данные, трейлер. Заголовок включает сигнал «говорящий» отом, что передается пакет, адрес источника, адрес места назначения. Данныевключают в себя непосредственно передаваемые данные. Размер от 512 байт до 4Кбайт. Трейлер включает информацию о проверке ошибок.
Маршрут — этопоследовательность маршрутизаторов, которые должен пройти пакет от отправителядо пункта назначения. Наличие нескольких маршрутов к одному узлу делают возможнымпередачу трафика параллельно по нескольким каналам связи, это повышаетпропускную способность и ее надежность. Задачу выбора маршрута из несколькихвозможных решают маршрутизаторы а также конечные узлы. Маршрут выбирается наосновании имеющийся у этих устройств информации о текущей конфигурации сети, атакже на основании указанного критерия выбора маршрута. Обычно в качествекритерия выступает задержка прохождения маршрута отдельным пакетом илисреднепропускная способность маршрута для последовательности пакетов.
3. Адресация в сети.
1. IP-адреса. При взаимодействии компьютеров в сетиИнтернет ими в качестве адреса используется IP-адрес (группа цифр:123.123.123.123).
Любой компьютер, подключенный к Интернету и желающийобмениваться информацией с другими компьютерами должен иметь некотороеуникальное имя, или IP –адрес. IP-адрес выглядит примерно так: 127.12.232.56 Какмы видим, это — четыре 8-разрядных числа (то есть принадлежащих диапазону от 0до 255 включительно), соединенные точками. IP –адрес имеет длину 4 байта. Какаячасть IP –адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла определяетсязначением первых бит адреса. Значение этих бит является признаками того ккакому классу относится тот или иной IP –адрес. Не все числа допустимы />в записи IP-адреса: ряд из них используется />в служебных целях (например, адрес 127.0.0.1 выделен дляобращения к локальной машине — той, на которой был произведен запрос, а число255 соответствует широковещательной рассылке />в пределахтекущей подсети).
Возникает вопрос: ведь компьютеров />в Интернете миллионы (а скоро будут миллиарды). Как же мы,простые пользователи, запросив IP-адрес машины, />всчитанные секунды с ней соединяемся? Как «он» узнает, где на самомделе расположен компьютер и устанавливает с ним связь, а />вслучае неверного адреса адекватно на это реагирует? Вопрос актуален, посколькумашина, с которой, например мы собираемся связаться, вполне может находиться заокеаном, и путь к ней пролегает через множество промежуточных серверов. />В деталях вопрос определения пути к адресату довольносложен. Однако достаточно нетрудно представить себе общую картину, точнее,некоторую ее модель. Предположим, что есть 1 миллиард компьютеров, каждый изкоторых напрямую соединен с 11 (к примеру) другими через кабели. Получаетсяэтакая паутина из кабелей. Кстати, это объясняет, почему одна из наиболеепопулярных служб />Интернета базирующаяся на протоколеHTTP, названа WWW (World Wide Web, или Всемирная паутина).
В реальности применяются всевозможные внутренниетаблицы, которые позволяют компьютеру «знать», где конкретнорасполагаются некоторые ближайшие его соседи. То есть любая машина />в сети имеет информацию о том, через какие узлы долженпройти сигнал, чтобы достигнуть самого близкого к ней адресата — а если необладает этими знаниями, то получает их у ближайшего соседа />вмомент загрузки операционной системы. Разумеется, размер таких таблиц ограничени они не могут содержать маршруты до всех машин />вИнтернете (хотя />в самом начале развития Интернета,когда компьютеров />в сети было немного, именно так иобстояло дело).
Итак, допустим, мы сидимза компьютером номер 1 и желаем соединиться с машиной 10 с таким-то IP-адресом.Наш компьютер рассылает />в одиннадцать сторон запрос,чтобы узнать у других компьютеров IP-адрес нужного нам ПК и ждет, что емуответят. Каждый из компьютеров окружения действует по точно такому же плану. Онспрашивает у своих соседей, не слышали ли они чего о компьютере 10. Вдействительности дело обстоит куда сложнее. Отличия от представленной схемычастично заключаются />в том, что компьютеру совсем необязательно " запрашивать " всех своих соседей — достаточноограничиться только некоторыми из них. Для убыстрения доступа все возможные IP-адреса делятся на четыре группы — так называемые адреса подсетей классов A, B,C и D.
Класс А: если адрес начинаетсяс 1, то адрес относится к классу А. Номер сети занимает 1 байт, номер узла 3байта. Максимальное число узлов 224.(с 1.0.0.0. до 126.0.0.0.)
Класс В: если адресначинается с 128, то адрес относится к классу В. Номер сети занимает 2 байта,номер узла 2 байта. Максимальное число узлов 216. (с 128.0.0.0. до 191.255.0.0.)
Класс С: если адресначинается с 192, то адрес относится к классу С. Номер сети занимает 3 байта,номер узла 1 байт. Максимальное число узлов 28. (с 192.0.0.0. до 223.255.255.0.)
Класс D: если адрес начинается с 224, тоадрес относится к классу D. (с224.0.0.0. до 239.255.255.255.) Если пакет имеет место назначения класса D, то такой пакет получают все узлыимеющие данный адрес.
Класс E: если адрес начинается с 240, тоадрес относится к классу E. (с240.0.0.0. до 247.255.255.255.) Адреса этого класса зарезервированы длябудущего использования.
2. Доменная система имен (DNS). Для перехода к болееудобной форме адресации, а так же для решения многих технологических задач,была введена доменная система имен. Одной из функций DNS являетсяпреобразование доменного имени в IP-адрес и наоборот. Конечному пользователюдоменная система имен позволяет для нахождения ресурсов в сети Интернетиспользовать буквенные адреса.
DNS была задумана, как иерархическая структура. Напервом уровне имя национального домена (RU, UA и т.д.) или домена общегоиспользования (COM, NET и т.д.). На втором уровне имя, определяющеегеографическую привязку ресурса (msk, nsk, spb и т.д.), на третьем наименованиеорганизации или что-то подобное, на четвертом уровне имя компьютера или ещеболее глубокая структуризация, например название подразделения в организации.Т.е. в «технологическом» идеале наш адрес выглядеть должен был бытак: компьютер.подразделение.организация.город.ru
Пользователи просчитали иерархическую структуруимени не совсем удобной для запоминаемости их информационных ресурсов и пофакту практически все доменные имена стали регистрировать как домены второгоуровня. Большое количество доменов второго уровня привело к тому, что сталотрудно найти свободное, удобное и запоминающееся доменное имя для новогопроекта.
Внастоящее время зарегистрировано: в COM ~20000000, в NET ~7000000, вDE~6000000, в RU ~200000 доменных имен. Средняя длина доменного имени в разныхдоменах отличается (COM — 12 символов, RU — 7 символов). Домены COM и NETиспользуют в основном в странах, где английский язык является родным языком, ииспользование в домене длинного полного наименования организации или полноготекста товарного знака не приводит у пользователей ни к каким трудностям.Россияне в домене RU пытаются использовать транслитерированные аббревиатуры отназваний организаций, что не всегда бывает удобно, т.к. однозначнотранслетирировать русские буквы получается очень редко.
3. Русскоязычные домены(адреса). Уже сейчас пользователи начали пытаться использовать в качествеадресов русские слова. Такие адреса широко используются в рекламе (точка.ru,куда.ru, газета.ru, утро.ru). Иногда попадаются варианты, даже работающие винтернете: охрана.ru (латинскими буквами). Появление возможности использованияв адресе символов кириллицы дает новые возможности в формировании узнаваемых илегко запоминающихся адресов (дикая-орхидея.ru, квартирный-вопрос.ru). По мерепроникновения Интернет в нашу жизнь русскоязычные адреса будут все более иболее востребованы. Появление возможности использования русскоязычной адресацииявляется закономерным продолжением русификации российских информационныхресурсов.
После введения в доменеRU возможности регистрации доменов на русском языке предположительно в течениегода 10 — 25% регистраций от общего количества доменов в домене RU, далее помере расширения аудитории пользователей Интернет преобладание должно перейти насторону русскоязычных доменов.
4. Сетевые протоколы
4.1 Межсетевые протоколы
Протокол IP
Протокол IP (InternetProtocol) используется как в глобальных распределенных системах, например всети Интернет, так и в локальных сетях. Впервые протокол IP применялся еще всети ArpaNet, являвшейся предтечей современного Интернета, и с тех пор онуверенно удерживает позиции в качестве одного из наиболее распространенных ипопулярных протоколов межсетевого уровня.
Поскольку межсетевойпротокол IP является универсальным стандартом, он нередко применяется в такназываемых составных сетях, то есть сетях, использующих различные технологиипередачи данных и соединяемых между собой посредством шлюзов. Этот же протокол«отвечает» за адресацию при передаче информации в сети. IP-адрес состоит изчетырех десятичных идентификаторов, или октетов, по одному байту каждый,разделенных точкой. Левый октет указывает тип локальной интрасети (под термином«интрасеть» (intranet) здесь понимается частная корпоративная или домашняялокальная сеть, имеющая подключение к Интернету), в которой находится искомыйкомпьютер. В рамках данного стандарта различается несколько подвидовинтрасетей, определяемых значением первого октета. Это значение характеризуетмаксимально возможное количество подсетей и узлов, которые может включать такаясеть. В табл. 2.1 приведено соответствие классов сетей значению первого октетаIP-адреса.
Таблица 4.1. Соответствиеклассов сетей значению первого октета IP-адресаКласс сети Диапазон значений первого октета Возможное количество подсетей A 1-126 126 B 128-191 16382 C 192-223 2097150 D 224-239 - E 240-247 -
Адреса класса Аиспользуются в крупных сетях общего пользования, поскольку позволяют создаватьсистемы с большим количеством узлов. Адреса класса В, как правило, применяют вкорпоративных сетях средних размеров, адреса класса С — в локальных сетяхнебольших предприятий. Для обращения к группам машин предназначенышироковещательные адреса класса D, адреса класса Е пока не используются:предполагается, что со временем они будут задействованы с целью расширениястандарта. Значение первого октета 127 зарезервировано для служебных целей, восновном для тестирования сетевого оборудования, поскольку IP-пакеты,направленные на такой адрес, не передаются в сеть, а ретранслируются обратноуправляющей надстройке сетевого программного обеспечения как только чтопринятые. Кроме того, существует набор так называемых «выделенных» IP-адресов,имеющих особое значение. Эти адреса приведены в табл. 2.2.
Таблица 4.2. Значениевыделенных IP-адресовIP-адрес Значение 0.0.0.0 Данный компьютер Номер сети. 0.0.0 Данная IP-сеть 0.0.0.номер хоста Конкретный компьютер в данной локальной IP-сети 1.1.1.1 Все компьютеры в данной локальной IP-сети Номер сети. 1.1.1 Все компьютеры в указанной IP-сети
Хостом принято называтьлюбой подключенный к Интернету компьютер независимо от его назначения.
IP-адрес каждогокомпьютера, работающего как в локальной сети, так и в глобальных вычислительныхсистемах, должен быть уникален. Централизованным распределением IP-адресов влокальных сетях занимается государственная организация — Стенфордскиймеждународный научно-исследовательский институт (Stanford Research Institute,SRI International), расположенный в самом сердце Силиконовой долины — городеМэнло-Парк, штат Калифорния, США. Услуга по присвоению новой локальной сетиIP-адресов бесплатная, и занимает она приблизительно неделю. Связаться с даннойорганизацией можно по адресу SRI International, Room EJ210, 333 RavenswoodAvenue, Menlo Park, California 94025, USA, no телефону в США 1-800-235-3155 илипо адресу электронной почты, который можно найти на сайте www.sri.com.
Однако большинство администраторов небольших локальных сетей, насчитывающих5—10 компьютеров, назначают IP-адреса подключенным к сети машинамсамостоятельно, исходя из правил адресации в IP-сетях. Такой подход вполнеимеет право на жизнь, но вместе с тем произвольное назначение IP-адресов можетстать проблемой, если в будущем такая сеть будет соединена с другими локальнымисетями или в ней будет организовано прямое подключение к Интернету. В данномслучае случайное совпадение нескольких IP-адресов может привести к весьманеприятным последствиям, например к ошибкам в маршрутизации передаваемых посети данных или отказу в работе всей сети в целом. Небольшие локальные сети,насчитывающие ограниченное количество компьютеров, должны запрашивать длярегистрации адреса класса С. При этом каждой из таких сетей назначаются только двапервых октета IP-адреса, например 197.112.Х.Х, на практике это означает, чтоадминистратор данной сети может создавать подсети и назначать номера узлов врамках каждой из них произвольно, исходя из собственных потребностей. Большиелокальные сети, использующие в качестве базового межсетевой протокол IP,нередко применяют чрезвычайно удобный способ структуризации всей сетевойсистемы путем разделения общей IP-сети на подсети. Для того чтобы программноеобеспечение могло автоматически выделять номера конкретных компьютеров изиспользуемых в данной сетевой системе IP-адресов, применяются так называемыемаски подсети. Принцип, по которому осуществляется распознавание номеров узловв составе IP-адреса, достаточно прост: биты маски подсети, обозначающие номер самойIP-сети, должны быть равны единице, а биты, определяющие номер узла, — нулю.Именно поэтому в большинстве локальных IP-сетей класса С в качестве маскиподсети принято значение 255.255.255.0: при такой конфигурации в состав общейсети может быть включено до 256 подсетей, в каждой из которых работает до 254компьютеров. В ряде случаев это значение может изменяться, например, есливозникла необходимость использовать в составе сети количество подсетей большее,чем 256, можно использовать маску подсети формата 255.255.255.195. В этойконфигурации сеть может включать до 1024 подсетей, максимальное числокомпьютеров в каждой из которых не должно превышать 60.
В локальных сетях,работающих под управлением межсетевого протокола IP, помимо обозначенияIP-адресов входящих в сеть узлов принято также символьное обозначениекомпьютеров: например, компьютер с адресом 192.112.85.7 может иметь сетевое имяLocalhost. Таблица соответствий IP-адресов символьным именам узлов содержится вспециальном файле hosts, хранящемся в одной из системных папок; в частности, воперационной системе Microsoft Windows XP этот файл можно отыскать в папкеflKCK:\Windows\system32\drivers\etc\. Синтаксис записи таблицы сопоставленийимен узлов локальной сети IP-адресам достаточно прост: каждый элемент таблицыдолжен быть расположен в новой строке, IP-адрес располагается в первом столбце,а за ним следует имя компьютера, при этом IP-адрес и имя должны быть разделеныкак минимум одним пробелом. Каждая из строк таблицы может включать произвольныйкомментарий, обозначаемый символом #. Пример файла hosts приведен ниже:
192.112.85.7 localhost #этот компьютер 192.112.85.1 server # сервер сети 192.112.85.2 director #компьютер приемной директора 192.112.85.5 admin # компьютер системногоадминистратора
Как правило, файл hostsсоздается для какой-либо конкретной локальной сети, и его копия хранится накаждом из подключенных к ней компьютеров. В случае, если один из узлов сетиимеет несколько IP-адресов, то в таблице соответствий обычно указывается лишь одиниз них, вне зависимости от того, какой из адресов реально используется. Приполучении из сети IP-пакета, предназначенного для данного компьютера, протоколIP сверится с таблицей маршрутизации и на основе анализа заголовка IP-пакетаавтоматически опознает любой из IP-адресов, назначенных данному узлу. Помимоотдельных узлов сети собственные символьные имена могут иметь также входящие влокальную сеть подсети. Таблица соответствий IP-адресов именам подсетейсодержится в файле networks, хранящемся в той же папке, что и файл hosts.Синтаксис записи данной таблицы сопоставлений несколько отличается отпредыдущего, и в общем виде выглядит следующим образом: [псевдонимы...] [#] где сетевое имя —имя, назначенное каждой подсети, номер сети — часть IP-адреса подсети (заисключением номеров более мелких подсетей, входящих в данную подсеть, и номеровузлов), псевдонимы — необязательный параметр, указывающий на возможные синонимыимен подсетей: они используется в случае, если какая-либо подсеть имеетнесколько различных символьных имен; и, наконец, комментарий — произвольныйкомментарий, поясняющий смысл каждой записи. Пример файла networks приведенниже:
loopback 127 marketing192.112.85 # отдел маркетинга buhgalteria 192.112.81 # бухгалтерия workshop192.112.80 # сеть производственного цеха workgroup 192.112.10 localnetwork #основная рабочая группа
Файлы hosts и networks неоказывают непосредственного влияния на принципиальный механизм работы протоколаIP и используются в основном прикладными программами, однако они существеннооблегчают настройку и администрирование сети.
Протокол IPX
Протокол IPX (InternetPacket Exchange) является межсетевым протоколом, используемым в локальныхсетях, узлы которых работают под управлением операционных систем семействаNowell Netware. Данный протокол обеспечивает передачу дейтаграмм в таких сетяхбез организации логического соединения — постоянного двустороннего обменаданными между двумя узлами сети, которое организуется протоколом транспортногоуровня. Разработанный на основе технологий Nowell, этот некогда популярныйпротокол в силу несовместимости с чрезвычайно распространенным стекомпротоколов TCP/IP в настоящее время медленно, но верно утрачивает свои позиции.Как и межсетевой протокол IP, IPX способен поддерживать широковещательнуюпередачу данных посредством дейтаграмм длиной до 576 байт, 30 из которыхзанимает заголовок пакета. В сетях IPX используются составные адреса узлов,состоящих из номера сети, адреса узла и адреса прикладной программы, длякоторой предназначен передаваемый пакет информации, который также носитнаименование гнезда или сокета. Для обеспечения обмена данными междунесколькими сетевыми приложениями в многозадачной среде на узле, работающем подуправлением протокола IPX, должно быть одновременно открыто несколько сокетов. Посколькув процессе трансляции данных протокол IPX не запрашивает подтвержденияполучения дейтаграмм, доставка данных в таких сетях не гарантируется, и потомуфункции контроля над передачей информации возлагаются на сетевое программноеобеспечение. Фактически IPX обеспечивает только инкапсуляцию транслируемых посети потоков данных в дейтаграммы, их маршрутизацию и передачу пакетовпротоколам более высокого уровня. Протоколам канального уровня IPX передаетпакеты данных, имеющие следующую логическую структуру:
· контрольнаясумма, предназначенная для определения целостности передаваемого пакета (2байта);
· указание на длинупакета (2 байта);
· данные управлениятранспортом (1 байт);
· адрес сети назначения(4 байта);
· адрес узланазначения (6 байт);
· номер сокетаназначения (2 байта);
· адрессети-отправителя (4 байта);
· адресузла-отправителя (6 байт);
· номерсокета-отправителя (2 байта);
· передаваемаяинформация (0-546 байт).
Протоколы канальногоуровня размещают этот пакет внутри кадра сети и передают его в распределеннуювычислительную систему.
4.2 Транспортныепротоколы
Протоколы транспортногоуровня обеспечивают контроль над передачей данных между межсетевыми протоколамии приложениями уровня операционной системы. В настоящее время в сетях наиболеераспространено несколько разновидностей транспортных протоколов.
Протокол TCP
Протокол IP позволяеттолько транслировать данные. Для того чтобы управлять этим процессом, служитпротокол TCP (Transmission Control Protocol), опирающийся на возможностипротокола IP.
Протокол TCP дробитинформацию на несколько частей, присваивает каждой части номер, по которомуданные впоследствии можно будет соединить воедино, добавляет к ней «служебную»информацию и укладывает все это в отдельный «IP-конверт». Далее этот «конверт»отправляется по сети — ведь протокол межсетевого уровня умеет обрабатыватьподобную информацию. Поскольку в такой схеме протоколы TCP и IP тесно связаны,их часто объединяют в одно понятие: TCP/IP. Размер передаваемых в ИнтернетеTCP/IP-пакетов составляет, как правило, от 1 до 1500 байт, что связано стехническими характеристиками сети.
Проблемы потериинформации характерны и для компьютерных сетей. В сетевых системах решением этихпроблем занимается протокол TCP. Если какой-либо пакет данных не был доставленполучателю во время, TCP повторяет пересылку до тех пор, пока информация небудет принята корректно и в полном объеме.
В действительностиданные, передаваемые по электронным сетям, не только теряются, но зачастуюискажаются из-за помех на линиях связи. Встроенные в TCP алгоритмы контролякорректности передачи данных решают и эту проблему. Одним из самых известныхмеханизмов контроля правильности пересылки информации является метод, согласнокоторому в заголовок каждого передаваемого пакета записывается некаяконтрольная сумма, вычисленная компьютером-отправителем. Компьютер-получательпо аналогичной системе вычисляет контрольную сумму и сравнивает ее с числом,имеющимся в заголовке пакета. Если цифры не совпадают, TCP пытается повторитьпередачу.
Следует отметить также,что при отправке информационных пакетов протокол TCP требует откомпьютера-получателя подтверждения приема информации. Это организуется путемсоздания временных задержек при приеме-передаче — тайм-аутов, или ожиданий. Темвременем отправитель продолжает пересылать данные. Образуется некий объем ужепереданных, но еще не подтвержденных данных. Иными словами, TCP организуетдвунаправленный обмен информацией, что обеспечивает более высокую скорость еетрансляции.
При соединении двухкомпьютеров их модули TCP следят за состоянием связи. При этом само соединение,посредством которого осуществляется обмен данными, носит название виртуальногоили логического канала. Фактически протокол TCP является неотъемлемой частьюстека протоколов TCP/IP, и именно с его помощью реализуются все функцииконтроля над передачей информации по сети, а также задачи ее распределениямежду клиентскими приложениями.
Протокол SPX
В точности так же, какпротокол TCP для IP-сетей, для сетей, построенных на базе межсетевого протоколаIPX, транспортным протоколом служит специальный протокол SPX (Sequenced PocketeXchange). В таких сетях протокол SPX выполняет следующий набор функций:
· инициализация соединения;
· организациявиртуального канала связи (логического соединения);
· проверкасостояния канала;
· контроль передачиданных;
· разрывсоединения.
Поскольку транспортныйпротокол SPX и межсетевой протокол IPX тесно связаны между собой, их нередкообъединяют в общее понятие — семейство протоколов IPX/SPX. Поддержка данногосемейства протоколов реализована не только в операционных системах семействаNowell Netware, но и в ОС Microsoft Windows 9x/Me/NT/2000/XP, Unix/Linux иOS/2.
Протоколы NetBIOS/NetBEUI
Разработанный компаниейIBM транспортный протокол NetBIOS (Network Basic Input/Output System) являетсябазовым протоколом для локальных сетей, работающих под управлением операционныхсистем семейств Nowell Netware и OS/2, однако его поддержка реализована также ив ОС Microsoft Windows, и в некоторых реализациях Unix-совместимых операционныхсистем. Фактически можно сказать, что данный протокол работает сразу нанескольких логических уровнях стека протоколов: на транспортном уровне онорганизует интерфейс между сетевыми приложениями в качестве надстройки надпротоколами IPX/SPX, на межсетевом — управляет маршрутизацией дейтаграмм, наканальном уровне — организует обмен сообщениями между различными узлами сети.
В отличие от другихпротоколов, NetBIOS осуществляет адресацию в сетях на основе уникальных именузлов и практически не требует настройки, благодаря чему остается весьмапривлекательным для системных администраторов, управляющих сетями с небольшимчислом компьютеров. В качестве имен хостов протоколом NetBIOS используютсязначащие последовательности длиной в 16 байт, то есть каждый узел сети имеетсобственное уникальное имя (permanent name), которое образуется из сетевогоадреса машины с добавлением десяти служебных байтов. Кроме этого, каждый компьютерв сетях NetBIOS имеет произвольное символьное имя, равно как произвольные именамогут иметь логические*рабочие группы, объединяющие несколько работающихсовместно узлов — такие имена могут назначаться и удаляться по желаниюсистемного администратора. Имена узлов служат для идентификации компьютера всети, имена рабочих групп могут служить, в частности, для отправки данныхнескольким компьютерам группы или для обращения к целому ряду сетевых узловодновременно.
При каждом подключении краспределенной вычислительной системе протокол NetBIOS осуществляет опрослокальной сети для проверки уникальности имени узла; поскольку несколько узловсети могут иметь идентичные групповые имена, определение уникальностигруппового имени не производится.
Специально для локальныхсетей, работающих на базе стандарта NetBIOS, корпорацией IBM был разработанрасширенный интерфейс для этого протокола, который получил название NetBEUI(NetBIOS Extended User Interface). Этот протокол рассчитан на поддержкунебольших локальных сетей, включающих не более 150-200 машин, и по причинетого, что данный протокол может использоваться только в отдельных сегментахлокальных сетей (пакеты NetBEUI не могут транслироваться через мосты —устройства, соединяющие несколько локальных сетей, нередко использующихразличную среду передачи данных или различную топологию), этот стандартсчитается устаревшим и более не поддерживается операционной системой MicrosoftWindows XP, хотя его поддержка имеется в ОС семейства Windows 9х/МЕ/2000.
4.3 Прикладные протоколы
Протоколы прикладного уровня служат для передачиинформации конкретным клиентским приложениям, запущенным на сетевом компьютере.В IP-сетях протоколы прикладного уровня опираются на стандарт TCP и выполняютряд специализированных функций, предоставляя пользовательским программам данныестрого определенного назначения. Ниже мы кратко рассмотрим несколько прикладныхпротоколов стека TCP/IP.
Протокол FTP
Как следует из названия, протокол FTP (File TransferProtocol) предназначен для передачи файлов через Интернет. Именно на базе этогопротокола реализованы процедуры загрузки и выгрузки файлов на удаленных узлахВсемирной Сети. FTP позволяет переносить с машины па машину не только файлы, нои целые папки, включающие поддиректории на любую глубину вложений.Осуществляется это путем обращения к системе команд FTP, описывающих рядвстроенных функций данного протокола.
Протоколы РОРЗ иSMTP
Прикладные протоколы, используемые при работе сэлектронной почтой, называются SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) и РОРЗ(Post Office Protocol), первый «отвечает» за отправку исходящейкорреспонденции, второй — за доставку входящей.
В функции этих протоколов входит организациядоставки сообщений e-mail и передача их почтовому клиенту. Помимо этого,протокол SMTP позволяет отправлять несколько сообщений в адрес одногополучателя, организовывать промежуточное хранение сообщений, копировать односообщение для отправки нескольким адресатам. И РОРЗ, и SMTP обладаютвстроенными механизмами распознавания адресов электронной почты, а такжеспециальными модулями повышения надежности доставки сообщений.
Протокол HTTP
Протокол HTTP (Hyper Text Transfer Protocol)обеспечивает передачу с удаленных серверов на локальный компьютер документов,содержащих код разметки гипертекста, написанный на языке HTML или XML, то естьвеб-страниц. Данный прикладной протокол ориентирован прежде всего напредоставление информации программам просмотра веб-страниц, веб-браузерам,наиболее известными из которых являются такие приложения, как Microsoft InternetExplorer и Netscape Communicator.
Именно с использованием протокола HTTP организуетсяотправка запросов удаленным http-серверам сети Интернет и обработка ихоткликов; помимо этого HTTP позволяет использовать для вызова ресурсовВсемирной сети адреса стандарта доменной системы имен (DNS, Domain NameSystem), то есть обозначения, называемые URL (Uniform Resource Locator) видаhttp:/ /www.domain.zone/page.htm (.html).
Протокол TELNET
Протокол TELNET предназначен для организациитерминального доступа к удаленному узлу посредством обмена командами всимвольном формате ASCII. Как правило, для работы с сервером по протоколуTELNET на стороне клиента должна быть установлена специальная программа,называемая telnet-клиентом, которая, установив связь с удаленным узлом,открывает в своем окне системную консоль операционной оболочки сервера. Послеэтого вы можете управлять серверным компьютером в режиме терминала, как своимсобственным (естественно, в очерченных администратором рамках). Например, можноизменять, удалять, создавать, редактировать файлы и папки, а также запускать наисполнение программы на диске серверной машины, можно просматривать содержимоепапок других пользователей. Какая бы операционная система ни использовалась,протокол Telnet позволит общаться с удаленной машиной «на равных». Например, выбез труда можно открыть сеанс UNIX на компьютере, работающем под управлением MSWindows.
Протокол UDP
Прикладной протокол передачи данных UDP (UserDatagram Protocol) используется на медленных линиях для трансляции информациикак дейтаграмм.
Дейтаграмма содержит полный комплекс данных,необходимых для ее отсылки и получения. При передаче дейтаграмм компьютеры незанимаются обеспечением стабильности связи, поэтому следует принимать особыемеры для обеспечения надежности.
Схема обработки информации протоколом UDP, впринципе, такая же, как и в случае с TCP, но с одним отличием: UDP всегдадробит информацию по одному и тому же алгоритму, строго определенным образом.Для осуществления связи с использованием протокола UDP применяется системаотклика: получив UDP-пакет, компьютер отсылает отправителю заранееобусловленный сигнал. Если отправитель ожидает сигнал слишком долго, он простоповторяет передачу.
На первый взгляд может показаться, что протокол UDPсостоит сплошь из одних недостатков, однако есть в нем и одно существенноедостоинство: прикладные интернет-программы работают с UDP в два раза быстрее,чем с его более высокотехнологичным собратом TCP.
интернет ip протокол шлюз программа
4.4 Сквозныепротоколы и шлюзы
Интернет — это единаяглобальная структура, объединяющая на сегодня около 13 000 различных локальныхсетей, не считая отдельных пользователей. Раньше все сети, входившие в составИнтернета, использовали сетевой протокол IP. Однако настал момент, когдапользователи локальных систем, не использующих IP, тоже попросились в лоноИнтернета. Так появились шлюзы.
Поначалу через шлюзытранслировалась только электронная почта, но вскоре пользователям и этого сталомало. Теперь посредством шлюзов можно передавать любую информацию — и графику,и гипертекст, и музыку, и даже видео. Информация, пересылаемая через такие сетидругим сетевым системам, транслируется с помощью сквозного протокола,обеспечивающего беспрепятственное прохождение IP-пакетов через не IP-сеть
5. Практическое задание
5.1 Описание средыразработки
VBA(Visual Basic for Applications — визуальный бейсик для приложений) это языкпрограммирования, с помощью которого можно составлять программы, которыевыполняются в среде определенного приложения. Есть VBA для Word, Excel, Access, PowerPoint, Visio, Outlook, CorelDraw,Open Office и множества других программ. Программа,написанная в среде VBA для Excel,работает только в том случае, если запущена программа Excel, написанная в среде VBA for Word — только при работающей программе Word и так далее.
Программныйкод нужно писать либо в модуле текущего документа, либо в модуле формы. Дляначала работы выберите следующие пункты меню: Сервис-Макрос-Редактор VisualBasic. Далее в окне Project Explorer (оно приведено на рисунке ниже) выделитеимя вашего документа и вставьте новый модуль (Insert — Module), щелкните на имямодуля (по умолчанию Модуль1) и можете начинать писать код. Код оформляется ввиде макросов (подпрограмм), в одном модуле может быть несколько макросов.
/>
(Рис.1.)
Запуститьнаписанную программу в Excel,можно выбрав: Сервис — Макрос — Макросы в списке выбрать имя макроса и нажатькнопку: Выполнить. Второй способ — это поместить кнопку на панель кнопок изапускать путем нажатия на нее. С помощью кнопки можно запустить только макрос.Для этого щелкните правой кнопкой мыши по панели инструментов, выберите пунктНастройка, в появившемся окне выберите вкладку Программы, в окне Категориивыберите Макросы, и из окна Команды мышкой перетащите на панель инструментовнужный макрос. Вы можете изменить название и рисунок кнопки, щелкнув на нееправой кнопкой мыши и выбрав соответствующую команду из контекстного меню.Важно — в поле Сохранить в должно быть имя Вашего текущего документа!
Длятого чтобы создать макрос нужно в Редактор Visual Basic вызвать контекстноеменю в окне Project Explorer, выбрать пункт Insert – Module(рис.1.). Создать модуль можно и другим способом: в Редактор Visual Basicвыбрать пункт меню Insert-Module (рис.2.).
/> />
(рис.2.)(рис.3.)
Вмодуле можно записать программный код на создание макроса (рис.4.).
/>
(рис.4.)
5.2 Постановка задачи
Разработать функцию иформу пользователя для вычисления годовой процентной ставки по кредиту, взятогона определенный срок при известных сумме долга и сумме, подлежащий возврату.
5.3 Описание выполнениязадания
При запуске программывыходит диалоговое окно, в котором необходимо ввести сумму кредита, сумму квозврату, срок кредита (см. Приложение 1, Рис.1.). При этом в коде программыпрописано условие (см. программный код), при котором программа работает тольков том случае, если введенное значение суммы кредита, суммы к возврату и срокакредита больше «0», и если сумма к возврату больше суммы кредита. Если же условияне выполняются, тогда выходит сообщение об ошибке (см. Приложение 1, Рис.2.) Наформе есть кнопка «Очистить», которая очищает все поля.
5.4 Программный код
Dim vrtP As Variant'объявление переменной P для хранения значения суммы кредита
Dim vrtS As Variant'объявление переменной S для хранения значения суммы подлежащей возврату
Dim vrtT As Variant 'объявлениепеременной Т для хранения значения срока кредита
Dim vrtI As Variant'объявление переменной I для подсчета и хранения значения годовой процентнойставки по кредиту
Private Sub Cmd_Click()'Процедура подсчета годовой процентной ставки при нажатии на кнопку
vrtP = Val(TextBox1.Text) 'В переменную vrtP присваивается значение текстового поля TextBox1
vrtS = Val(TextBox2.Text) 'В переменную vrtS присваивается значение текстового поля TextBox2
vrtT = Val(TextBox3.Text) 'В переменную vrtT присваивается значение текстового поля TextBox3
If vrtP = 0 Or vrtP
MsgBox («Chislodolzno bit' bol'she 0!») ' Если условие выполняется выходит сообщение об ошибке
Else 'Иначе
If vrtS = 0 Or vrtS
MsgBox («Chislodolzno bit' bol'she 0!») 'Если условие выполняется выходит сообщение об ошибке
End If 'Конец Условия
If vrtT = 0 Or vrtT
MsgBox («Chislodolzno bit' bol'she 0!») 'Если условие выполняется выходит сообщение об ошибке
End If 'Конец Условия
If vrtP >= vrtS Then 'Проверка условия, если значение переменной vrtP больше или равно значениюпеременной vrtS
MsgBox («Summa kvozvratu dolzna bit' bol'she summi kredita!») 'Если условие выполняется выходитсообщение об ошибке
Else 'Иначе
vrtI = (vrtS — vrtP)/ vrtP * vrtT 'Подсчет переменной vrtI
TextBox4.Text = vrtI 'Значение переменной vrtI присваивается в поле TextBox4
End If 'Конец Если
End If 'Конец Если
End Sub 'Конец процедуры
Private Sub Cmd1_Click() 'Процедура очистки полей при нажатии на кнопку
TextBox1.Text = " "'Очистка текстового поля TextBox1
TextBox2.Text ="" 'Очистка текстового поля TextBox2
TextBox3.Text ="" 'Очистка текстового поля TextBox3
TextBox4.Text ="" 'Очистка текстового поля TextBox4
End Sub 'Конец процедуры
Заключение
Возможности Internetнастолько широки, насколько у человека только может хватить фантазии. Сетеваятехнология уже серьезно зарекомендовала себя в качестве наилучшего источникаинформации на западе и стремительно развивается в станах бывшего СоветскогоСоюза. Например в России в минувшем году Internet получила развитие в 400%, на Украине— только 300%. Число пользователей Интернет постоянно растет. По мнению иглубокому убеждению генерального директора компании Microsoft Била Гейтсамировое сообщество в начале 21 столетия, стремительно движется к неизбежномуперерождению в сетевое уже через 5-10 лет. Поэтому особо важно именно сегодняобратить свое внимание к данной технологической перспективе, и постаратьсясделать все возможное для интеграции Internet в сферу образования.
Список используемойлитературы:
1. С. Симонович, Г. Евсеев,А. Алексеев; Общая информатика, Издательство ООО «АСТ Пресс- книга», М. 2002.
2. В.П. Леонтьев,Персональный компьютер, Издательство «Олма-Пресс», М. 2004
3. Могилев А.В., ПакН.И., Хёллер Е.К., под редакцией Хёллера. Информатика: Учебное пособие длястудентов пед. вузов/ М. 1999.
4. перевод санглийского А. Матросова. Visual Basic 6.0:наиболее полное руководство для профессиональной работы в среде Visual Basic 6.0 / БВХ-Петербург, 2003.
5. Материалы изИнтернет источников.
Приложение
/>
Рис.1 Форма «Процентнаяставка по кредиту»
/>
/>
Рис.2 Сообщения об ошибке