Главная arrow Сеть arrow Основы сетей
Как начинался компьютер
Компьютерная революция
Двоичный код
Разработки военных лет
Интегральные микросхемы
Микрокомпьютер
Персоны
Сеть
Язык компьютера
Развитие ПО
Гибкие системы
Средства разработки
Информатика
Вычислительная наука
Операционные системы
Искусственный интеллект
Предыстория
Поиск
Знания и рассуждения
Логика
Робототехника
 

 
Основы сетей Печать

Введение в сети

В наше время всем понятно, зачем нужен компьютер. На компьютерах активно работают, нередко в офисах стоят десятки компьютеров, на которых по восемь часов в день выполняются какие-то операции. При обилии информации и наличии отдельных компьютеров, на которых она хранится, возникает проблема передачи данных, взаимодействия компьютеров между собой для повышения производительности труда, а также удобства пользователей. При объединении компьютеров одной организации в сеть такая проблема исчезает. Под сетью в общем случае будем понимать объединение двух и более устройств (например, компьютеров) различными средствами связи с целью обмена информацией.

Локальные сети (LAN)

К локальной можно отнести сеть, объединяющую компьютеры одной организации, если её филиалы не расположены на территории нескольких стран. А вообще, определение «локальная сеть» включает все сети, объединяющие конечное количество пользователей. Например, сеть района, города, отраслевые сети и т.д.

Локальные сети можно разделить на:

  • LAN - «чисто» локальные сети (помещение, здание);
  • CAN - кампусные сети (несколько зданий, например студенческий городок);
  • MAN - городские сети (город);
  • WAN - региональные сети (район, область, и т.д.).

Такие сети организуются, исходя из потребностей определенной группы лиц, которым необходимо часто и оперативно обмениваться большим количеством информации.

Глобальные сети (GAN)

Но иногда сети разрастаются настолько, что уже невозможно определить реальное количество их пользователей, которые оказываются разбросанными по всему миру и даже не знают о существовании друг друга. Такие сети, объединяющие локальные сети по всему миру, называются глобальными.

Передача информации в глобальных сетях осуществляется в основном в пакетном режиме, т.е. информация или файл разбиваются на пакеты и передаются независимо друг от друга, а затем снова собираются в исходное сообщение (файл). Протокол - это набор правил и команд, определяющий передачу информации в сетях. Сетевой протокол определяет передачу на уровне пакетов (низкий уровень), а прикладной протокол определяет передачу информации на уровне сервисов (то есть информация более высокого уровня).

Адресация глобальных сетей - это система уникальных имен (адресов), позволяющая передавать информацию. Сетевая адресация позволяет нам установить местонахождение компьютера в глобальной сети. Прикладная адресация устанавливает местоположение единиц информации. (Примерами единиц информации являются Web-сайт, FTP-сайт, файл и т.д.).

На сегодняшний день наибольшую популярность приобрели две глобальные сети: некоммерческая сеть Fidonet и коммерческая сеть Internet.

Принципы построения Internet

Internet берет свое начало с 1969 года с создания системы ARPANET (Advanced Research Projects Net - сеть передовых исследовательских проектов) при министерстве обороны США. Одной из главных целей исследований, проводившихся в ARPANET, было создание сети, сохраняющей работоспособность при нарушении связи между отдельными ее частями. В 80-ые годы Национальный научный фонд США основал сеть (NFSNET), которая была разработана для того, чтобы обеспечить доступ к нескольким суперкомпьютерам для своих главных пользователей, и в 1988 года она заменила сеть ARPANET, став общенациональной сетью на всей территории США.

Физически структуру Internet составляют устройства (и компьютеры в том числе) самых разных типов. Те из них, которые подключены постоянно и участвуют в передаче данных между другими участниками сети, называют узлами.

При подключении к Internet компьютер становится участником телекоммуникационного обмена. Вообще, в телекоммуникационном обмене участвуют:

  • Клиент - это компьютер, программа или человек, включенный в телекоммуникационный обмен - потребитель услуг сети, основной участник телекоммуникационного обмена;
  • Сервер - это программный комплекс или программно-аппаратная система, предоставляющая удаленный доступ к своим службам или ресурсам с целью обмена информацией. Программы, обрабатывающие запросы клиентов называются программными серверами (server). А компьютеры, на которых установлены программные сервера, называются физическими серверами;
  • Узел - это компьютер (или другое техническое устройство), служащий для обеспечения связи между серверами и клиентами.

Таким образом, основа функционирования Internet - работа узлов. Несмотря на то, что многие из узлов аппаратно несовместимы, вся система функционирует надежно благодаря тому, что каждый узел использует стандартные протоколы передачи данных - TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). TCP разбивает данные на пакеты (фиксированного размера в пределах сети) при передаче и соединяет пакеты воедино при приеме. IP - система адресации, указывающая, откуда и куда пакет идёт.

В общих чертах работу протокола TCP/IP можно описать следующим образом: Каждый компьютер, подключенный к Internet, имеет свой уникальный номер, который называется IP-адресом. (Если компьютер имеет несколько сетевых интерфейсов, то и IP-адресов может быть несколько. Например, по одному на каждый интерфейс - сетевую плату.) Он состоит из 32 битов (4 байта) и записывается обычно как четыре десятичных числа разделенных точками, например 192.168.22.11 или 217.198.0.34.

Информация через Internet передается в виде коротких пакетов. То есть, если необходимо переслать длинное сообщение, оно разбивается на множество мелких пакетов, каждый из которых кроме непосредственно данных содержит адрес отправителя, адрес получателя и некоторую служебную информацию. Каждый из пакетов передается независимо от других. В некоторых случаях они даже могут следовать разными маршрутами. Когда они приходят к получателю, из них формируется исходное сообщение. Это называется коммутацией пакетов. Итак, протокол TCP/IP регламентирует, как следует разбивать длинное сообщение на пакеты, как должны быть устроены пакеты, как контролировать прибытие пакетов к месту назначения, что делать в случае ошибок и другие детали.

Таким образом, Internet представляет собой соединенные между собой локальные сети, которые используют протокол TCP/IP и единое пространство IP-адресов. В остальном эти сети независимы административно и финансово. То есть какого-либо единого центра управления Internet не существует.

DNS

Так как человеку не очень удобно запоминать IP-адреса серверов, для того чтобы получить доступ к ним, была разработана система доменных имен (DNS - Domain Name System). DNS представляет собой распределённую иерархическую базу данных, которая поддерживается множеством DNS-серверов, каждый из которых отвечает за свою зону. DNS-сервера преобразуют символьные доменные имена в IP-адреса. Для пользователя это происходит незаметно. То есть, например, набирая доменное имя web-сервера, пользователь получает доступ к нему, как если бы набрал IP-адрес.

В доменном имени названия доменов принято отделять друг от друга точкой, например www.groups.google.ru, где:

  • www - имя компьютера (web-сервер);
  • groups - название подразделения;
  • google - название организации;
  • ru - географическое положение (страна).

Имя домена, стоящее справа принято называть доменом первого уровня.

Доменные имена первого уровня это:

  • .com (для коммерческих организаций)
  • .net (для сетевых организаций)
  • .org (для некоммерческих организаций)
  • .mil (для военных организаций)
  • .gov (для правительственных организаций)
  • .edu (для образовательных организаций)

Региональные домены первого уровня:

  • .ru (для России)
  • .ua (для Украины)
  • .us (для США)
  • .uk (для Великобритании)

и т.д.

Каждая страна имеет свое доменное имя первого уровня.

Примеры доменных имен второго уровня: ibm.com, php.net, gazeta.ru, site.ua и т.д. Примеры доменных имен третьего уровня: www.tourkz.com, send.site.kz, smtp.mail.ru. Существуют и последующие уровни. Однако, запоминать очень длинные доменные имена так же сложно, как и IP-адреса.

Основные сервисы Internet

Сети Internet интересны не своей способностью передавать информацию вообще, а способностью предоставлять конкретные виды ресурсов (информацию определенного вида или сервис определенного вида), поэтому на базе основного протокола TCP/IP действуют несколько протоколов более высокого уровня, а именно HTTP, FTP, SMTP, POP3, IMAP4 и др.

Электронная почта (E-mail)

E-mail использует протоколы SMTP (для отправки), POP3 или IMAP4 (для получения) электронной корреспонденции. E mail предусматривает передачу текстовых сообщений от одного пользователя, имеющего электронный адрес, к другому. E-mail может быть использована также для того, чтобы пересылать двоичные файлы, но они должны быть перекодированы в ASCII-формат, поскольку E-mail в Internet может оперировать только информацией в ASCII-формате.

Адрес e-mail имеет следующий формат:

<имя_пользователя>@<имя_домена>

Например: info@chernykh.net

World Wide Web

Web была разработана в 1989 году в Европейской лаборатории физики элементарных частиц (CERN) в Женеве (Швейцария).

Web основана на технологии, называемой гипертекстом, которая позволяет организовать текстовую информацию нелинейным способом, используя связи внутри документа и между ними.

Гипертекст - это термин, который впервые был использован американцем Тедом Нельсоном в 1960 году для описания проекта Xanadu - системы публикации, «предназначенной для хранения множества текстов с элементами связи как единого целого и для обеспечения немедленного доступа к любой его части внутри этого единства».

Язык гипертекстовой разметки HTML (HyperText Markup Language) служит для оформления электронных документов и их связи между собой. Язык состоит из набора различных тегов (указателей). Между тегами вставляется содержимое документа. Теги служат для указания, как выводить содержимое, например цвет, размер, таблицы, вставка рисунков и т.д.

Главным преимуществом HTML перед другими подобными системами является возможность связывать документы между собой. Например, часть одного документа (слово, предложение, рисунок) могут быть ссылкой на другой документ. Это свойство используется для быстрого перехода между документами.

Для того чтобы увидеть исходный код документа - щелкните правой кнопкой мыши в этом окне и выберите в контекстном меню пункт Просмотр HTML-кода (View page source).

HTML является стандартом для электронных документов в Internet. Почти все HTML-документы в сети связаны между собой системой гипертекстовых ссылок.

В сети находится огромное количество серверов, на которых хранится информация в формате HTML. Такие сервера называются Web-серверами. Любой пользователь сети, имея программу для работы с WWW, может получить доступ к подобным ресурсам. Программы для работы с WWW называются браузерами (browser). На сегодняшний день самыми популярными браузерами являются MS Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera.

Чтобы открыть определенный документ на удаленном сервере, достаточно иметь доступ к Internet и знать электронный адрес ресурса.

 

Адреса в WWW. Доступ к ресурсам Internet осуществляется через универсальные локаторы ресурсов (URL). URL состоит из 3-х элементов: названия протокола передачи, имени хоста и путевого имени. название протокола и имя хоста разделены двоеточием и 2-мя косыми чертами (://). Путевое имя начинается с одной косой черты (/):

<протокол_передачи>://<имя_хоста>/<путевое_имя>

Протокол передачи - http (обычное соединение) или https (безопасное соединение с использованием TLS/SSL). Имя хоста означает либо доменное имя web-узла, либо его IP-адрес и может дополняться указанием порта - адрес, по которому находится сервис на данном сервере. Этот параметр не обязателен. По умолчанию используется порт 80. Путевое имя указывает на конкретный документ на web-узле. Имя файла, в котором хранится ресурс не обязательный параметр. По умолчанию используется имя, которое было указано в настройках Web сервера.

Например: http://support.chernykh.net:80/proxy.pac

Некоторые web-серверы в своей работе используют параметры, передаваемые в строке URL. Адрес сервера отделяется от параметров знаком «?», параметры перечисляются через «&»:

?<имя_парам1=знач1>&<имя_парам2=знач2>...

Обычно, пользователю не нужно вводить параметры, они используются в ссылках на web-станицах.

Часто достаточно набрать в адресной строке только имя сервера. На большинстве серверов при этом загружается главная страница. Нужную информацию часто можно найти по ссылкам с главной страницы. Почти во всех современных браузерах имена протоколов (http:// и др.) можно не набирать. Браузер сам определит нужный протокол для данного сервера. То есть в большинстве случаев достаточно набрать адрес (например, www.yandex.ru),чтобы попасть на нужный сайт.

FTP

Для того чтобы передавать файлы по сети Internet, используется стандартный протокол FTP (File Transfer Protocol). FTP-сервера представляют собой файловые архивы. Содержимое ftp-серверов представляет собой часть файловой системы сервера, к которой предоставлен доступ через сеть. Адреса ftp архивов подчиняются тем же правилам, что и адреса www сайтов, только указывается другое имя протокола. Например: ftp://microsoft.com

Обычно для таких серверов необязательно указывать протокол. Браузер может самостоятельно определить необходимый протокол, по которому необходимо подключаться к серверу. Но в случае с адресом в примере все немного сложнее: по этому же адресу лежит и web-сайт, но для доступа используется синтаксис http:// microsoft.com

Так как у протокола http приоритет выше, то если опустить имя протокола и набрать в адресной строке только microsoft.com, то откроется web-сайт. Для доступа же к ftp-архиву необходимо указать адрес вместе с протоколом. К большинству ftp-серверов возможен анонимный доступ, это значит, что пользователю не требуется вводить имя (login) и пароль, однако некоторые ftp-серверы требуют аутентификации (предоставления пользовательского имени и пароля). Для доступа к таким серверам необходимо знать login и пароль, которые нужно ввести на запрос ftp-клиента (браузера) или использовать url вида:

ftp://:@<доменное_имя_ftp_сервера>

Предпочтение следует отдавать первому способу, т.к. пользовательские регистрационные данные, передаваемые в строке url могут быть легко перехвачены при передаче по сети.