Технологическая карта урока по теме: «Интернет. Организация глобальных сетей», §10 И.Г.Семакин, 11 класс

Ф.И. _____________________________класс_____________

План:

История развития глобальных сетей

Аппаратные средства Интернета

Каналы связи

Программное обеспечение Интернета

Как работает Интернет

Вопрос 1: История развития глобальных сетей

Что принять называть научно технической революцией? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Этапы научно-технической революции:

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1964 год – _________________________________________________________________________________________________

1969 год – __________________________________________________________________________________________________

1993 год – _________________________________________________________________________________________________

1. Вопрос 2: Аппаратные средства Интернета

   Установите соответствие (соедините стрелками)

   Провайдер сетевых услуг		обеспечивает информационные услуги сети
   		уникальный 32-битовый (в двоичной системе) адрес компьютера, который подключен к сети Интернет
   Сервер-программа		организация, предоставляющая услуги обмена данными в сетевой среде
   		Символьный адрес компьютера в сети Интернет
   Доменная система имен		содержит один или несколько мощных компьютеров-серверов

2. 1 . Что из перечисленного ниже является неправильным IP адресом?

   1) 2.2.2.2.2 2) 111.11.1.111 3) 198.9.189.228 4) 192.167.257.127 ОТВЕТ:_________________

3. 2. Листок с записанным IP-адресом случайно выбросили в корзину, предварительно разорвав его на четыре части. Эти фрагменты обозначили буквами А , Б , В и Г . Восстановите IP -адрес. В ответе укажите последовательность букв, обозначающих фрагменты, в порядке, соответствующем IP -адресу.

   ОТВЕТ:_____________________________________________________________________

4. 3 .Доступ к файлу uk . net , находящемуся на сервере org . de , осуществляется по протоколу ftp . Даны фрагменты адреса файла закодированы буквами от А до Ж . Запишите последовательность этих букв, кодирующую адрес указанного файла в сети Интернет.

   А) org Б) uk В) . de Г) . net Д) :// Е) ftp Ж)/

5. ОТВЕТ: ____________________________________________________________________

   Вопрос 3: Каналы связи

   Технические способы связи в гло­бальной сети:

   ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

   Свой­ства каналов связи: _________________________________________________________________________________

   (заполни пропуски)

   По параметру стоимости самыми дорогими являются _____________________________, самыми дешевыми _________________. По параметру пропускная способность самая низкая ____________________, самая высокая ____________________________ . По параметру помехоустойчивости самая низкая____________________, самая высокая _______________________.

6. Единица измерения пропускной способности - _Кбит/с __ или ____________.

Пропускная способность канала связи 512 байт/сек. За какое время будет передано 300 Кбайт информации?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рассчитайте пропускную способность канала (в Кбит/сек), если сообщение объемом 2,5 Мбит проходит за 1/3 мин

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Скорость передачи данных равна 1024000 бит/c. Передача файла через данное соединение заняла 5 секунд. Определите размер файла в Кбайт.

Глобальные сети. ^ Организация глобальных сетей . Глобальные компьютерные сети объединяют между собой ЭВМ, расположен­ные на больших расстояниях (в масштабах региона, страны, мира). Если локальную сеть ученики могут увидеть своими глазами, то знакомство с глобальными сетями будет носить более описатель­ный характер. Здесь, как и во многих других темах, приходит на помощь метод аналогий. Устройство глобальной сети можно срав­нить с устройством системы телефонной связи - телефонной сети. Телефоны абонентов связаны с узлами-коммутаторами. В свою очередь, все городские коммутаторы связаны между собой так, что между любыми двумя телефонами абонентов может быть ус­ыновлена связь. Вся эта система образует телефонную сеть города. Городские (региональные) сети связаны между собой по междугородним линиям. Выход на телефонные сети других стран происходит по международным линиям связи. Таким образом, весь мир «опутан» телефонными сетями. Два абонента в любой части света, подключенные к этой сети, могут связаться друг с другом.

Рассказав об этом, предложите ученикам представить, что у абонентов вместо телефонных аппаратов установлены персональные компьютеры; вместо коммутаторов - мощные компьютерные узлы и по такой сети циркулирует самая разнообразная информация: от текстовой до видео и звука. Это и есть, современна» мировая система глобальных компьютерных сетей.

Первая глобальная компьютерная сеть начала действовать 1969 г. в США, она называлась ARPANET и объединяла в себе всего 4 удаленных компьютера. Примером современной сети научно-образовательного назначения является BITNET. Она охватывает 35 стран Европы, Азии и Америки, объединяет более 800 университетов, колледжей, научных центров. Крупнейшей российской сетью является RELCOM, созданная в 1990 г, RELCOM входит в европейское объединение сетей EUNET, ко­торая, в свою очередь, является участником гигантского мирово­го сообщества INTERNET. Такая иерархичность характерна для организации глобальных сетей.

На рис. 12.3 представлена характерная архитектура глобальной сети. Сеть состоит из узловых хост-компьютеров (У1, У2, ...), ПК абонентов сети (All, All, ...), линии связи. Обычно узел сети содержит не один, а множество компьютеров. Функции серверов различных сетевых услуг могут выполнять разные компьютеры.

Хост-компьютеры постоянно находятся во включенном состоянии, постоянно готовы к приему-передаче информации. В таком случае говорят, что они работают в режиме on-line. Компьютеры абонентов выходят на связь с сетью (в режим on-line) лишь на определенное время - сеанс связи. Переслав и получив необ­ходимую информацию, абонент может отключиться от сети и да­лее работать с полученной информацией автономно - в режиме off-line. Маршрут передачи информации пользователю обычно неизвестен. Он может быть уверен лишь в том, что информация проходит через узел подключения и доходит до пункта назначения. Маршрутизацией передаваемых данных занимаются системные средства сети. В разных сеансах связь с одним и тем же корреспон­дентом может проходить по разным маршрутам.

Шлюзом называют компьютер, организующий связь данной сети с другими глобальными сетями.

^ Информационные услуги глобальных сетей. Электронная почта. g истории глобальных сетей электронная почта (e-mail) появи­лась как самая первая информационная услуга. Эта услуга остает­ся основной и важнейшей в компьютерных телекоммуникациях. Можно сказать, что происходит процесс вытеснения традицион­ной бумажной почты электронной почтой. Преимущества после­дней очевидны: прежде всего, это высокая скорость доставки кор­респонденции (минуты, редко - часы), сравнительная дешевиз­на. Уже сейчас огромные объемы деловой и личной переписки идут через e-mail. Электронная почта в сочетании с факсимиль­ной связью обеспечивают абсолютное большинство потребностей в передаче писем и документов.

Для того чтобы абонент мог воспользоваться услугами элект­ронной почты, он должен:

• 
  иметь аппаратное подключение своего персонального компьютера к почтовому серверу узла компьютерной сети;
• 
  иметь на этом сервере свой почтовый ящик и пароль для обращения к нему;
• 
  иметь личный электронный адрес;
• 
  иметь на своем компьютере клиент-программу электронной почты (мэйлер).

Аппаратное подключение чаще всего происходит по телефон­ным линиям, поэтому пользователю необходим выход в телефон­ную сеть, т. е. свой телефонный номер. Организация - владелец узла глобальной сети, предоставляющая сетевые услуги, называ­ется провайдером. В последнее время их становится все больше, и пользователь имеет возможность выбрать того провайдера, усло­вия которого его в большей степени устраивают. Провайдер назна­чает для пользователя пароль, электронный адрес, создает для него на почтовом сервере почтовый ящик - папку для размещения кор­респонденции. Как правило, провайдер помогает пользователю установить и настроить почтовую клиент-программу.

Подготовка электронного письма производится пользователем в режиме off-line - отключения от сети. С помощью почтовой клиент-программы он формирует текст письма, указывает адрес по­лучателя, вкладывает в письмо различные приложения. Затем Пользователь переходит в режим on-line, т.е. соединяется с почто­вым сервером и отдает команду «доставить почту». Подготовлен­ная корреспонденция передается на сервер, а поступившая на адрес Пользователя переносится с сервера на его ПК. При этом полу­денные письма удаляются из почтового ящика, а переданные за­носятся в него. Почтовый сервер периодически просматривает ящики абонентов и, обнаружив там исходящую корреспонден­цию, организует ее отравление.

На примере электронной почты хорошо иллюстрируется суть технологии клиент-сервер, принятой в современных сетях. Эта тех­нология основана на разделении функций программного обеспе­чения, обслуживающего каждую информационную услугу, между компьютером клиента и сервером. Соответствующее ПО называ­ется клиент-программой и сервер-программой (часто говорят ко­роче: клиент и сервер). Популярными клиент-программами элект­ронной почты являются: MAIL для MS-DOS и Outlook Express для Windows.

В начальный период развития электронной почты передавае­мая корреспонденция могла иметь только текстовый формат. Дан­ные другого формата (двоичные файлы) перекодировались в тек­стовый формат с помощью специальной программы-перекодировщика UUDECOD. Сейчас в Internet используется стандарт MIME, позволяющий без такого перекодирования передавать в теле электронного письма самую разнообразную информацию. Согласно этому стандарту передающая машина помещает в заго­ловке электронного письма описания типов информационных единиц, составляющих письмо. Машина-получатель по этим опи­саниям правильно интерпретирует полученную информацию. Те­перь в электронном письме, помимо текста, можно помещать гра­фические образы (тип image), аудио-информацию (audio), видео­фильмы (video), любые приложения (application).

Наряду с электронной почтой в глобальных сетях существуют и другие виды информационных услуг для пользователей.

Telnet. Эта услуга позволяет пользователю работать в режиме терминала удаленного компьютера, т. е. использовать установлен­ные на нем программы так же, как программы на собственном компьютере.

FTP. Так называется сетевой протокол и программы, которые обслуживают работу с каталогами и файлами удаленной машины. Клиент FTP имеет возможность просматривать каталоги FTP-сер­веров, копировать интересующие его файлы.

Archie. Так называются специальные серверы, выполняющие роль поисковых программ в системе FTP-серверов. Они помогают быстро найти нужные вам файлы.

Gopher. Система поиска и извлечения информации из сети с развитыми средствами многоуровневых меню, справочных книг, индексных ссылок и пр.

^ WAIS. Сетевая информационно-поисковая система, основан­ная на распределенных базах данных и библиотеках.

Usenet. Система телеконференций. Другое название - группы новостей. Обслуживает подписчиков определенных тематических конференций, рассылая им материалы по электронной почте.

^ Аппаратные средства сетей. Хост-компьютеры (серверы). Хост-компьютер имеет собственный уникальный адрес в сети и выпол­няет роль узловой машины, обслуживающей абонентов. В качестве хост-компьютеров используются разные типы машин: от мощных ПК до мини-ЭВМ и даже мэйнфреймов (больших ЭВМ). Основ­ные требования - высокоскоростной процессор и большой объем дисковой памяти (десятки и сотни Гбайт). На хост-компьютерах в сети Internet используется операционная система Unix. Все сер­вер-программы, обслуживающие приложения, работают под уп­равлением Unix.

Из того, о чем уже говорилось выше, следует, что понятие «сер­вер» носит программно-аппаратный смысл. Например, хост-ком­пьютер, на котором в данный момент работает сервер-программа электронной почты, выполняет роль почтового сервера. Если на этой же машине начинает работать сервер-программа WWW, то она становится Web-сервером. Часто функции серверов различ­ных услуг разделены на узле сети между разными компьютерами.

^ Линии связи. Основные типы линий связи между компьютерами сети: телефонные линии, электрические кабели, оптоволокон­ный кабель и радиосвязь. Главными параметрами линий связи яв­ляются пропускная способность (максимальная скорость переда­чи информации), помехоустойчивость, стоимость. По параметру стоимости самыми дорогими являются оптоволоконные линии, самыми дешевыми - телефонные. Однако с уменьшением цены уменьшается и качество работы линии. В табл. 12.1 даны сравни­тельные характеристики линий по параметрам скорости и поме­хоустойчивости.

Таблица 12.1

Характеристики линий связи

Тип связи	Скорость, Мбит/с	Помехоустойчивость
Витая пара проводов	10 -100	Низкая
Коаксиальный кабель	До 10	Высокая
Телефонная линия	1 -2	Низкая
Оптоволоконный кабель	10 -200	Абсолютная

Чаще всего для связи между хост-компьютерами используются выделенные телефонные линии или радиосвязь. Если узлы сети Расположены сравнительно недалеко друг от друга (в пределах города), то связь между ними может быть организована по ка­бельным линиям - электрическим или оптоволоконным. В последнее время в сети Internet активно используется спутниковая ра­диосвязь.

Обычно абоненты (клиенты) подключаются к узлу своего про­вайдера через телефонную линию. Все чаще для этих целей начи­нает применяться радиосвязь.

Для передачи информации по каналам связи необходимо пре­образовывать ее из той формы, в которой она существует в ком­пьютере, в сигналы, передаваемые по линиям связи. Такие преоб­разования осуществляют специальные устройства, которые назы­ваются сетевыми адаптерами. Существуют адаптеры для кабельной, для оптоволоконной связи. Адаптер вставляется в свободное гнез­до материнской платы и соединяется кабелем с адаптером друго­го компьютера. Так обычно делается в локальных сетях.

В глобальных сетях, связанных по телефонным линиям, в каче­стве устройства сопряжения используются модемы. Назначение модема состоит в преобразовании информации из двоичного ком­пьютерного кода в телефонный сигнал и обратно. Помимо этого, модем выполняет еще ряд функций. Например, модем клиента сети должен дозваниваться до узла, к которому он подключается.

Основной характеристикой модема является предельная ско­рость передачи данных. В настоящее время она колеблется от 1200 бит/с до 112 000 бит/с. Однако реальная скорость зависит не только от модема, но и от качества телефонных линий. В российс­ких городских сетях приемлемая скорость передачи невелика и составляет 2400-14400 бит/с. В будущем, когда произойдет пол­ный переход телефонных линий на цифровую связь, потребность в использовании модемов исчезнет.

Интернет. На вопрос, что такое Интернет, в литературе можно прочитать разные варианты ответов. Чаще всего на этот вопрос отвечают так: Интернет - это суперсеть, охватывающая весь мир, представляющая из себя совокупность многих (более 2000) сетей, поддерживающих единый протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol).

Протокол - это стандарт на представление, преобразование и пересылку информации в компьютерной сети. Образно можно сказать так: протокол - это определенный сетевой язык. Пока различные глобальные сети работали автономно, они «разговари­вали на разных языках». Для их объединения понадобилось приду­мать общий язык (своеобразный сетевой эсперанто), которым стал протокол TCP/IP. Этот протокол поддерживается как программ­ными, так и аппаратными средствами сети. Сводится он к стан­дартизации следующих процедур:

• 
  разбиение передаваемых данных на пакеты (части);

• 
  адресация пакетов и передача их по определенным маршрутам в пункт назначения;

• 
  сборка пакетов в форму исходных данных.

При этом происходит контроль правильности приема-переда-пакета, правильности сборки всех переданных пакетов в нужном месте.

На базе протокола TCP/IP реализованы другие прикладные протоколы Интернет, составляющие основу сервиса в сети.

Основой Интернет является система так называемых IР-адресов. Каждый хост-компьютер, включенный в Интернет, получает уникальный в рамках всей сети адрес. IP-адрес - это последова­тельность из четырех целых десятичных чисел, разделенных точ­ками. Например: 195.205.31.47. Поскольку Интернет - это сеть се­тей, то первое число определяет сеть, к которой принадлежит компьютер, следующие числа уточняют координаты компьютера в этой сети.

Цифровая адресация является «внутренним делом» системы. Для пользователей она неудобна. Поэтому для пользователей исполь­зуется буквенная форма записи адресов - доменные адреса. До­мены - это символьные имена, разделяемые точками. Пример доменного адреса: www.psu.ru. Адрес читается справа налево. Пер­вый справа домен называется суффиксом. Чаще всего он опреде­ляет страну, в которой находится компьютер (таким образом, компьютер является элементом национальной сети). Например, ru - Россия, uk - Великобритания, fr - Франция. Адреса хост-компьютеров США обычно имеют суффикс, обозначающий их принадлежность к корпоративным сетям: edu - научные и учеб­ные организации, gov - правительственные организации, mil - военные и пр.

Следующие домены (их может быть больше одного) определяют хост-компьютер в данной сети (PSU - Internet-центр Пермского госуниверситета). Последний домен - имя сервера (Web - сервер). С помощью специальной серверной программы устанавливает­ся связь между числовыми и доменными адресами.

Все перечисленные выше характеристики Интернет чаще все­го пользователю неизвестны. С точки зрения пользователя, Ин­тернет - это определенное множество информационных услуг, которые он может получать от сети. В число услуг входят: элект­ронная почта, телеконференции (списки рассылки), архивы файлов, справочники и базы данных, Всемирная паутина - WWW и пр. Интернет - это неограниченные информационные ресурсы. Влияние, которое окажет Интернет на развитие человеческого общества, еще до конца не осознано.

^ Информационные услуги Интернет. Наряду с перечисленными gillie информационными услугами (электронной почтой, телеконференциями и др.), предоставляемыми пользователям глобальных сетей, существуют услуги, появление и развитие которых связано включительно с развитием мировой сети Интернет. Наиболее заметной среди них является WWW.

WWW - World Wide Web - Всемирная паутина. Это гипертекстовая информационная система в Интернет. В последнее время WWW и ее программное обеспечение становится универсальный средством информационных услуг в Интернет. Они обеспечивав пользователям доступ практически ко всем перечисленным выше ресурсам (FTP, e-mail, WAIS, Gopher и др.). Основные понятия, связанные с WWW: Web-страница - основная информационная единица в WWW имеющая свой адрес;

Web-сервер - компьютер, хранящий Web-страницы и соответствующее программное обеспечение для работы с ними;

Web-браузер - клиент-программа, позволяющая извлекать и просматривать Web-страницы;

Web-сайт - раздел данных на Web-сервере, принадлежащий какой-то организации или лицу. В этом разделе его владелец размещает свою информацию в виде множества взаимосвязанных Web-страниц. Обычно сайт имеет титул - головную страницу, от ко­торой по гиперссылкам или указателям «вперед-назад» можно двигаться по страницам сайта.

Наиболее популярными Web-браузерами являются Internet Explorer и Netscape Navigator. Основная задача браузера - обра­щение к Web-серверу за искомой страницей и вывод страницы на экран. Простейший способ получения нужной информации из Интернет - указание адреса искомого ресурса.

Для хранения и поиска информации в Интернет используется универсальная адресация, которая носит название URL - Uniform Resource Locator. URL-адрес содержит информацию не только о том, где находится ресурс, но и по какому протоколу к нему сле­дует обращаться. URL-адрес состоит из двух частей: первая (ле­вая) указывает используемый протокол, а вторая (справа) - где именно в сети расположен данный ресурс (имя соответствующего сервера). Разделяются эти части двоеточием, например:

Http://имя севера/путь/файл

Ftp:// - используется протокол ftp при обращении к ftp-серверам;

Gopher:// - подключение к серверам Gopher;

Http:// - использование протокола работы с гипертекстом (Нурer Text Transfer Protocol), который лежит в основе WWW. Этот тип связи надо указывать при обращении к любому WWW-серверу.

Вот пример адреса файла, содержащего дистанционный курc немецкого языка:

Http://www.scholar.urc.ac.ru/Teaher/German/main.html

Кроме прямой адресации поиск информации в Internet может осуществляться по гиперссылкам.

В помощь пользователю в Интернет действует ряд специальных поисковых программ. Еще их называют поисковыми серверами, поисковыми машинами, поисковыми системами. Такая система постоянно находится в работе. С помощью специальных программ-роботов она производит периодический обход всех Web-серверов в сети и собирает сводную информацию об их содержании. По результатам таких просмотров организуются справочники, индекс­ные списки с указанием документов, где встречаются определен­ие ключевые слова. Затем по этим спискам обслуживаются запросы пользователей на поиск информации. Поисковая система выдает пользователю список адресов документов, в которых встре­чаются указанные пользователем ключевые слова.

Ниже приведены адреса наиболее популярных российских по­исковых серверов:

Http://yandex.ru/ http://www.altavista.telia.com/

Http://www.list.ru/

Поиск информации по ключевым словам требует от пользова­теля определенных навыков. Алгоритмы поиска в сети, подобно поиску информации в базах данных, основаны на логике. Рас­смотрим этот вопрос на примере организации поиска по несколь­ким ключевым словам, принятого в поисковой системе Alta Vista.

1. 
   Несколько ключевых слов, разделенных пробелом, соответствуют операции логического сложения: ИЛИ (OR). Например, указав ключ: , мы получим список всех документов, в которых встречается слово «Школьная» или слово «информатика». Очевидно, таких документов окажется слишком много и большинство из них не нужны пользователю.
2. 
   Несколько слов, заключенных в кавычки, воспринимаются как единое целое. Указав в запросе «Школьная информатика» мы получим документы, содержащие такую строку.
3. 
   Знак «+» между словами равносилен операции логического Умножения: И (AND). Указав в запросе ключ, получим все документы, в которых имеются эти два слова одновременно, но они могут быть расположены в любом порядке и вразброс.

Очевидно, второй вариант запроса в большей степени соответ­ствует цели. Однако ключевых слов в таком сочетании в списках поисковой программы может не оказаться.

Кроме WWW, среди относительно новых услуг в Интернет су­ществуют следующие:

^ IRC. Internet Relay Chat - «болтовня» в реальном времени. Позволяет вести письменный диалог удаленным собеседникам в режиме on-line;

Internet-телефония. Услуга, поддерживающая голосовое общение клиентов сети в режиме on-line.

При наличии возможности выхода в Интернет, практическая работа учащихся может быть организована по таким направлениям:

• 
  подготовка, отправление и прием электронной почты;
• 
  работа с Web-браузером, просмотр Web-страниц;
• 
  обращение в FTP - серверам, извлечение файлов;

• 
  поиск информации в системе WWW с помощью поисковых программ.

Знакомство с каждым новым видом прикладного программно­го обеспечения, обслуживающим соответствующую информаци­онную услугу (почтовая программа, Web-браузер, поисковая про­грамма) следует проводить по стандартной методической схеме: данные, среда, режимы работы, система команд.

Задания для выполнения учащимися практических работ в сети Internet содержатся в пособии .

, Хеннер 10-11 класс

23. Организация глобальных сетей

История развития глобальных сетей

Из истории человеческого общества вам должно быть известно, что мно­гие научные открытия и изобретения сильно повлияли не ее ход, на разви­тие цивилизации. К их числу относятся изобретение парового двигателя, открытие электричества, овладение атомной энергией , изобретение радио и пр. Процессы резкого изменения в характере производства, в быту, к ко­торым приводят важные научные открытия и изобретения, принято называть научно-технической революцией.

Различные каналы связи различаются тремя основными свойствами: пропускной способностью, помехоустойчивостью, стоимостью.

По параметру стоимости самыми дорогими являются оптоволоконные линии, самыми дешевыми - телефонные. Однако с уменьшением цены снижается и качество работы линии: уменьшается пропускная способ­ность, сильнее влияют помехи. Практически не подвержены помехам оптоволоконные линии.

Пропускная способность - это максимальная скорость передачи информации по каналу. Обычно она выражается в килобитах в се­кунду (Кбит/с) или в мегабитах в секунду (Мбит/с).

Пропускная способность телефонных линий - десятки и сотни Кбит/с; пропускная способность оптоволоконных линий и линий радиос­вязи измеряется десятками и сотнями Мбит/с.

На протяжении многих лет большинство пользователей Сети подклю­чались к узлу через коммутируемые (т. е. переключаемые) телефонные линии. Такое подключение производится с помощью специального устройства, которое называется модемом. Слово «модем» - это сокра­щенное объединение двух слов: «жодулятор» - «дежодулятор». Модем устанавливается как на компьютере пользователя, так и на узловом ком­пьютере. Модем выполняет преобразование дискретного сигнала (выдава­емого компьютером) в непрерывный (аналоговый) сигнал (используемый в телефонной связи) и обратное преобразование. Основной характеристи­кой модема является предельная скорость передачи данных. В разных мо­делях она колеблется в диапазоне от 1200 бит/с до 56 000 бит/с.

Кабельная связь обычно используется на небольших расстояниях (между разными провайдерами в одном городе). На больших расстояниях выгоднее использовать радиосвязь. Все большее число пользователей в наше время переходят от коммутируемых низкоскоростных подключе­ний к высокоскоростным некоммутируемым линиям связи.

Программное обеспечение Интернета

Работа Сети поддерживается определенным программным обеспечени­ем (ПО). Это ПО функционирует на серверах и на персональных компью­терах пользователей. Как вам должно быть известно из базового курса ин­форматики, основой всего программного обеспечения компьютера явля­ется операционная система, которая организует работу всех других программ. Программное обеспечение узловых компьютеров очень разно­образно. Условно его молено разделить на базовое (системное) и приклад­ное. Базовое ПО обеспечивает поддержку работы сети по протоколу TCP/IP - стандартному набору протоколов Интернета, т. е. оно решает проблемы рассылки и приема информации. Прикладное ПО занимается обслуживанием разнообразных информационных услуг Сети, которые принято называть службами Интернета. Служба объединяет серверы и клиентские программы, обменивающиеся данными по некоторым при­кладным протоколам. Для каждой службы существует своя сервер-про­грамма: для электронной почты, для телеконференций, для WWW и пр. Узловой компьютер выполняет функцию сервера определенной службы Интернета, если на нем работает сервер-программа этой службы. Один и тот же компьютер в разное время может выполнять функции сервера раз­личных услуг; все зависит от того, какая сервер-программа на нем в дан­ный момент выполняется. На ПК пользователей сети обслуживанием раз­личных информационных услуг занимаются программы - клиенты. Примерами популярных клиент-программ являются: Outlook Express - клиент электронной почты, Internet Explorer - клиент службы WWW (браузер). Во время работы пользователя с определенной службой Интер­нета между его клиент-программой и соответствующей сервер-програм­мой на узле устанавливается связь. Каждая из этих программ выполняет свою часть работы в предоставлении данной информационной услуги. Та­кой способ работы Сети называется технологией «клиент-сервер».

Как работает Интернет

В Интернете используется пакетная технология передачи информа­ ции. Чтобы в этом лучше разобраться, представьте себе следующую ситуа­цию. Вам нужно переслать товарищу в другой город какой-то многостра­ничный документ (например, распечатку романа, который вы сочинили). Полностью в конверт весь ваш роман не помещается, а посылать банде­ролью вы не хотите - слишком долго будет идти. Тогда вы делите весь до­кумент на части по 4 листа, вкладываете каждую часть в почтовый кон­верт, на каждом конверте пишете адрес и всю эту пачку конвертов опуска­ете в почтовый ящик. Например, если ваш роман занимает 100 страниц, то вам придется отправить 25 конвертов. Вы даже можете опустить конверты в разные почтовые ящики на разных узлах связи (для интереса, что­бы узнать, какие дойдут быстрее). Но поскольку на них указан один и тот же адрес, то все конверты должны дойти до вашего товарища. А еще, что­бы товарищу было удобно собрать роман целиком, на конвертах желатель­но указать порядковые номера.

Аналогично работает пакетная передача информации в Интернете. За ее работу отвечает протокол TCP/IP, о котором уже говорилось раньше. Пора разобраться, что же обозначают эти загадочные буквы.

Фактически речь идет о двух протоколах. Первый - ТСР-протокол расшифровывается так: Transmission Control Protocol - протокол управ­ления передачей. Именно согласно этому протоколу всякое сообщение, которое нужно передать по Сети, разбивается на части. Эти части называ­ются TCP -пакетами. Для доставки пакеты передаются протоколу IP, ко­торый к каждому пакету дописывает IP-адрес его доставки и еще некото­рую служебную информацию. Таким образом, TCP-пакет - это аналог конверта с «кусочком» романа и адресом получателя. Каждый такой па­кет будет самостоятельно перемещаться по сети независимо от других, но все они вместе соберутся у адресата . Далее, согласно протоколу TCP, про­исходит обратный процесс: из отдельных пакетов собирается исходное со­общение. Здесь, очевидно, необходимы те самые порядковые номера на конвертах; аналогичные номера содержатся и в TCP-пакетах. Если ка­кой-то из пакетов не дошел или был испорчен при транспортировке, его передача будет запрошена повторно.

Согласно протоколу TCP , передаваемое сообщение разбивается на пакеты на отправляющем сервере и восстанавливается в исходном виде на принимающем сервере.

Назначение IP -протокола (Internet Protocol) - доставка каждого от­дельного пакета до места назначения. Пакеты передаются, как эстафетные палочки, от одного узла к другому. Причем маршруты для разных пакетов из одного и того же сообщения могут оказаться разными. Описанный меха­низм передачи пакетов отображен на рис. 4.16. Вопрос о маршруте решает­ся отдельно для каждого пакета. Все зависит от того, куда его выгоднее пе­редать в момент обработки. Если на каком-то участке Сети произошел «об­рыв», то передача пакетов пойдет в обход этого участка.

Таким образом, в любой момент времени по любому каналу Сети пере­мещается «вперемешку» множество пакетов из самых разных сообщений. Использование всякого канала связи стоит денег: междугородние, а тем более международные телефонные разговоры, достаточно дороги. Если бы, работая в Сети, вы в течение всего сеанса связи монопольно занимали международный канал, то расходы вас бы быстро разорили. Однако, со­гласно описанной технологии, канал вы делите с сотнями (а может - ты­сячами) других пользователей, и поэтому на вашу долю приходится лишь небольшая часть расходов.

Глобальные сети (Wide Area Networks, WAN), которые также называют территориальными компьютерными сетями, служат для того, чтобы предоставлять свои сервисы большому количеству конечных абонентов, разбросанных по большой территории - в пределах области, региона, страны, континента или всего земного шара.

Ввиду большой протяженности каналов связи построение глобальной сети требует очень больших затрат, в которые входит стоимость кабелей и работ по их прокладке, затраты на коммутационное оборудование и промежуточную усилительную аппаратуру, обеспечивающую необходимую полосу пропускания канала, а также эксплуатационные затраты на постоянное поддержание в работоспособном состоянии разбросанной по большой территории аппаратуры сети.

Типичными абонентами глобальной компьютерной сети являются локальные сети предприятий, расположенные в разных городах и странах, которым нужно обмениваться данными между собой. Услугами глобальных сетей пользуются также и отдельные компьютеры. Крупные компьютеры класса мэйнфреймов обычно обеспечивают доступ к корпоративным данным, в то время как персональные компьютеры используются для доступа к корпоративным данным и публичным данным Internet.

Глобальные сети обычно создаются крупными телекоммуникационными компаниями для оказания платных услуг абонентам. Такие сети называют публичными или общественными. Существуют также такие понятия, как оператор сети и поставщик услуг сети. Оператор сети (network operator) - это та компания, которая поддерживает нормальную работу сети. Поставщик услуг, часто называемый также провайдером (service provider), - та компания, которая оказывает платные услуги абонентам сети. Владелец, оператор и поставщик услуг могут объединяться в одну компанию, а могут представлять и разные компании.

Гораздо реже глобальная сеть полностью создается какой-нибудь крупной корпорацией (такой, например, как Dow Jones или «Транснефть») для своих внутренних нужд. В этом случае сеть называется частной. Очень часто встречается и промежуточный вариант - корпоративная сеть пользуется услугами или оборудованием общественной глобальной сети, но дополняет эти услуги или оборудование своими собственными. Наиболее типичным примером здесь является аренда каналов связи, на основе которых создаются собственные территориальные сети.

Кроме вычислительных глобальных сетей существуют и другие виды территориальных сетей передачи информации. В первую очередь это телефонные и телеграфные сети, работающие на протяжении многих десятков лет, а также телексная сеть.

Глобальная сеть Интернет

Понятие глобальной сети - системы объединенных компьютеров, рас­положенных на больших расстояниях друг от друга, - появилось в процессе развития компьютерных сетей. В 1964 году в США была создана компьютерная система раннего оповещения о приближении ракет противника. Первой глобальной сетью невоенного назначения стала сеть ARPANET в США, введенная в действие в 1969 году. Она имела научное назначение и объединяла в себе компьютеры нескольких университетов страны.

В 80-х-90-х годах прошлого века в разных странах создается множество отраслевых, региональных национальных компьютерных сетей. Их объединение в международную сеть произошло на базе межсетевой среды Интернет.

Важным годом в истории Интернета стал 1993 год, когда была создана служба World Wide Web (WWW) - Всемирная информационная сеть (Всемирная паутина). С появлением WWW резко возрос интерес к Интернету, пошел процесс его бурного развития и распространения. Многие люди, говоря об Интернете, подразумевают именно WWW, хотя это только лишь одна из его служб.

Аппаратные средства Интернета

Основными составляющими любой глобальной сети являются компьютерные узлы и каналы связи.

Здесь можно провести аналогию с телефонной сетью: узлами телефонной сети являются АТС - автоматические телефонные станции, которые между собой объединены линиями связи и образуют городскую телефонную сеть. Телефон каждого абонента подключается к определенной АТС.

К узлам компьютерной сети подключаются персональные компьютеры пользователей подобно тому, как с телефонными станциями соединяются телефоны абонентов. Причем в роли абонента компьютерной сети может выступать как отдельный человек через свой ПК, так и целая организация через свою локальную сеть . В последнем случае к узлу подключается сер­вер локальной сети.

Организация, предоставляющая услуги обмена данными с сетевой средой, называется провайдером сетевых услуг. Английское слово «provider» обозначает «поставщик», «снабженец». Пользователь заключает договор с провайдером на подключение к его узлу и в дальнейшем оплачивает ему предоставляемые услуги (подобно тому, как мы оплачиваем услуги телефонной сети).

Узел содержит один или несколько мощных компьютеров, которые находятся в состоянии постоянного подключения к сети. Информационные услуги обеспечиваются работой программ-серверов, установленных на узловых компьютерах.

Каждый узловой компьютер имеет свой постоянный адрес в Интернете; он называется IP-адресом.

Наряду с цифровыми IP-адресами в Интернете действует система символьных адресов, более удобная и понятная для пользователей. Она называется доменной системой имен (DNS - Domain Name System).

Система доменных имен построена по иерархическому принципу. Пер­вый справа домен (его еще называют суффиксом) - домен верхнего уровня, следующий за ним - домен второго уровня и т. д. Последний (первый слева) - имя компьютера. Домены верхнего уровня бывают географическими (двухбуквенными) или административными (трехбуквенными). Например, российской зоне Интернета принадлежит географический домен ru. Еще примеры: uk - домен Англии; са - домен Канады; de - домен Германии; jp - домен Японии. Административные домены верхнего уровня чаще всего относятся к американской зоне Интернета: gov - правительственная сеть США; mil - военная сеть; edu - образовательная сеть; com - коммерческая сеть.