Глобальная компьютерная сеть интернет

Введение в глобальные сети. Основные понятия и определения

Глобальные вычислительные сети Wide Area Networks (WAN), которые относятся к территориальным компьютерными сетями, предназначены, как и ЛВС для предоставления услуг, но значительно большему  количеству пользователей, находящихся на большой территории.

Глобальные вычислительные сети — это компьютерные сети, объединяющие локальные сети и отдельные компьютеры, удаленные друг от друга на большие расстояния. Самая известная и популярная глобальная сеть — это Интернет. Кроме того, к глобальным вычислительным сетям относятся: всемирная некоммерческая сеть FidoNet, CREN, EARNet, EUNet и другие глобальные сети, в том числе и корпоративные.

Из-за большой протяженности каналов связи построение требует очень больших затрат, поэтому глобальные сети чаще всего создаются крупными телекоммуникационными компаниями для оказания платных услуг абонентам. Такие сети называют общественными или публичными. Но в некоторых случаях WAN создаются как частные сети крупных корпораций.

Абонентами WAN могут быть ЛВС предприятий, географически удаленные друг от друга, которым нужно обмениваться информацией между собой. Кроме того, отдельные компьютеры могут пользоваться услугами.

WAN для доступа, как к корпоративным данным, так и к публичным данным Internet.

Компании, осуществляющие поддержку функционирования сети, называются операторами сети, а компании, предоставляющие платные услуги абонентам сети, называются провайдерами или поставщиками услуг.

В глобальных сетях для передачи информации применяются следующие виды коммутации:

• коммутация каналов (используется при передаче аудиоинформации по обычным телефонным линиям связи);
• коммутация сообщений применяется в основном для передачи электронной почты, в телеконференциях, электронных новостях);
• коммутация пакетов (для передачи данных, в последнее время используется также для передачи аудио — и видеоинформации).

Большой интерес представляет глобальная информационная сеть Интернет.

Интернет объединяет множество различных компьютерных сетей (локальных, корпоративных, глобальных) и отдельных компьютеров, которые обмениваются между собой информацией по каналам общественных телекоммуникаций.

Практически все услуги Internet построены на принципе клиент-сервер. Вся информация в Интернет хранится на серверах. Обмен информацией между серверами сети осуществляется по высокоскоростным каналам связи или магистралям.

К таким магистралям относятся: выделенные телефонные аналоговые и цифровые линии, оптические каналы связи и радиоканалы, в том числе спутниковые линии связи. Серверы, объединенные высокоскоростными магистралями, составляют базовую часть Интернет.

Отдельные пользователи подключаются к сети через компьютеры местных поставщиков услуг Интернета, Internet — провайдеров (Internet Service Provider — ISP), которые имеют постоянное подключение к Интернет. Региональный провайдер, подключается к более крупному провайдеру национального масштаба, имеющего узлы в различных городах страны.

Сети национальных провайдеров объединяются в сети транснациональных провайдеров или провайдеров первого уровня. Объединенные сети провайдеров первого уровня  составляют глобальную сеть Internet

Услуги, которые могут быть предоставлены пользователям в Интернет:

• электронная почта E-mail;
• компьютерная телефония;
• передача файлов FTP;
• терминальный доступ для интерактивной работы на удаленном компьютере TELNET;
• глобальная система телеконференций USENET;
• справочные службы;
• доступ к информационным ресурсам и средства поиска информации в Интернете.

Кроме того, Интернет — это мощное средство ведения электронного бизнеса и дистанционного (интерактивного или он-лайн) обучения.

Далее…>>>Тема: 2.1.1. Аналоговые телефонные сети

Программное обеспечение Интернета

Работа Сети поддерживается определенным программным обеспечением (ПО). Это ПО функционирует на серверах и на персональных компьютерах пользователей. Как вам известно из курса информатики основной школы, основой всего программного обеспечения компьютера является операционная система, которая организует работу всех других программ. Программное обеспечение узловых компьютеров очень разнообразно. Условно его можно разделить на базовое (системное) и прикладное. Базовое ПО обеспечивает поддержку работы сети по протоколу ТСР/1Р — 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; всё 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 клиентов являются: Outlook Express — клиент электронной почты, Internet Explorer — клиент службы WWW (браузер). Во время работы пользователя с определенной службой Интернета между его программой-клиентом и соответствующей программой-сервером 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».

IP-адрес.

Поставщики интернет-услуг предоставляют своим клиентам адреса для доступа в Интернет, которые называются адресами протокола IP или IP-адресами. IP-адрес однозначно идентифицирует пользователя в Интернете, позволяя ему получать различного рода информацию. Сейчас используются две версии адресации в Интернете: протокол IPv4 и протокол IPv6.

До 2000 года преобладающей версией является версия IPv4. В этой версии протокола IP каждому узлу сети выделяется числовой адрес в виде XXX.YYY.ZZZ.AAA, где каждая группа букв представляет трехзначное число в десятичном формате (или 8-битовое в двоичном). Этот формат называется десятичным представлением с разделительными точками (dotted decimal notation), а сама группа — октетом. Десятичные числа каждого октета получаются из двоичных чисел, с которыми работает аппаратное обеспечение. Например, сетевому адресу 10000111. 10001011. 01001001. 00110110 в двоичном формате соответствует адрес 135. 139. 073. 054 в десятичном формате.

IP-адрес состоит из адреса сети и адреса узла. Адрес сети идентифицирует всю сеть, а адрес узла — отдельный узел в этой сети: маршрутизатор, сервер или рабочую станцию. Локальные сети разбиваются на 3 класса: A, B, C. Принадлежность сети к определенному классу определяется сетевой частью IP-адреса.

• Адреса сетей А зарезервированы для крупных сетей. Для сетевой части адреса применяются первые 8 битов (слева), а для адреса узла — последние 24 бита IP-адреса. Первый (старший) бит первого октета сетевого адреса равен 0, а за ним следует любая комбинация остальных 7 битов. Соответственно, IP-адреса класса А занимают диапазон 001.х.х.х — 126.х.х.х, что позволяет адресацию 126 отдельных сетей, в каждой из которых будет около 17 млн. узлов.

Диапазон адресов 1 27.х.х.х зарезервирован для тестирования сетевых систем. Некоторые из этих адресов принадлежат правительству США для тестирования опорной сети Интернета. Адрес 127.0.0.1 зарезервирован для тестирования шины локальной системы.

• Адреса класса В назначаются сетям среднего размера. Значение первых двух октетов лежит в числовом диапазоне 128.x.x.x — 191.254.0.0. Это позволяет адресовать до 16384 разных сетей, каждая из них может иметь 65 534 узлов.

• Адреса класса С применяются для сетей, где количество узлов сравнительно невелико. Сетевая часть адреса указывается первыми тремя октетами, а адрес сети — последним. Значение первых трех октетов, определяющих сетевой адрес, может быть в диапазоне 192.x.x.x — 223.254.254.0. Таким образом, адреса класса С позволяют адресацию приблизительно 2 млн. сетей, каждая из них может иметь до 254 узлов.

Версия IPv6 протокола IP была разработана с целью решения ожидаемой проблемы нехватки адресов, поддерживаемых версией IPv4. Адреса назначения и источника в IPv6 имеют длину 128 бит или 16 байт, что позволяет поддерживать громадное количество IP-адресов. Протокол IPv6 также предусматривает проверку подлинности отправителя пакета, а также шифрование содержимого пакета. Поддержка протокола IPv6 встроена в Windows 7 и во многие дистрибутивы Linux; и в последние годы этот протокол применяется все чаще. Протокол IPv6 обеспечивает поддержку мобильных телефонов, бортовых компьютеров автомобилей и широкий круг других подключенных к Интернету персональных устройств.

Адреса IPv6 записываются в виде восьми групп четырехзначных шестнадцатеричных чисел, разделенных двоеточием: 2001: 0db8: 00a7: 0051: 4dc1: 635b: 0000: 2ffe. Нулевые группы могут представляться двойным двоеточием. Но адрес не может содержать больше двух последовательных двоеточий. Для удобства ведущие нули могут опускаться. При использовании в качестве URL-адреса IPv6-адрес необходимо заключать в квадратные скобки — http://.

Работа в сети Интернет

За время существования Интернета разработано много программ-браузеров, с помощью которых пользователь может получать доступ к самой разнообразной информации, расположенной на многочисленных Web-страницах. Они различаются своими возможностями и постоянно совершенствуются. К нашему времени подавляющее большинство клиентов Интернета использует браузеры Microsoft Edge, Google Chrome или Mozilla Firefox. Все программы-браузеры имеют примерно одинаковые возможности.

Программа Google Chrome является наиболее популярной и позволяет не только просматривать Web-страницы, но и работать со всеми сервисами Интернета и службами самого Google (электронной почтой, сетевыми новостями, облачным хранилищем, видеозаписями и др.).

Основная панель инструментов любого браузера имеет следующие кнопки:

• «Назад» — для перехода к предыдущей загруженной пользователем страницы;
• «Вперед» — для перехода к следующей странице (кнопка становится доступна после одного или нескольких щелчков мышью на кнопке «Назад»)
• «Остановить» — для прерывания связи с текущим узлом и остановки передачи данных;
• «Обновить» — позволяет восстановить информацию в текущем окне, снова загрузив страницу с сервера (применяется тогда, когда что-то на экране имеет нежелательный вид, или если информация на узле восстанавливается очень часто и необходимо пересмотреть самую свежую страницу)
• «Домой» — для перехода к «домашней» странице, с которой вы начинаете навигацию в Интернете;
• «Поиск» — для поиска ресурсов Интернета по введенным словам с помощью поисковых систем;
• «Избранное» — для накопления интересных страниц и удобного доступа к ним;
• «Журнал» — для поиска и выбора страниц, к которым обращались во время предыдущих сеансов работы с программой браузера;
• «Печать» — для распечатки содержимого текущего окна браузера.

Сейчас в сети Интернет по разным оценкам размещено более миллиарда сайтов (Web-страниц). Чтобы облегчить поиск необходимых данных, создаются специальные поисковые серверы , которые собирают и хранят характеристики документов в своих базах данных. При обращении к поисковому серверу открывается страница, содержащая каталоги новостей по различным темам (наука, спорт, погода, политика и т. д.) и элементы для контекстного поиска. Благодаря каталогам можно вести направленный поиск необходимых данных, просматривая их содержимое.

Кроме этого, поисковые системы выполняют контекстный поиск, то есть поиск по содержанию документов, используя собственные базы данных. На странице есть специальное поле, в котором задается запрос: ключевые слова для поиска или их комбинация с использованием логических операторов «И» ( «+»), «ИЛИ» ( «,»), «НЕТ» ( «-«) и др . В ответ на запрос предлагается список документов со ссылками на соответствующий адрес с объяснением и / или короткой аннотацией документа.

Качество поиска и количество найденных документов во многом зависят от корректности запроса и объема базы данных поисковой системы, например, они будут отличаться для запросов «МЕНЕДЖМЕНТ» и «МЕНЕДЖМЕНТ + ПРЕДПРИЯТИЕ». На странице поиска обычно доступна справка по составлению запроса, с которой целесообразно познакомиться перед поиском.

С целью проведения первичного поиска на конкретную тему целесообразно использовать поисковые каталоги . Для специалистов, хорошо знакомых с ресурсами сети Интернет в своей области, полезным является поиск по ключевым словам. Самыми популярными являются такие поисковые серверы:

• www.yandex.ru
• www.google.com
• www.rambler.ru

Поисковые серверы связаны между собой. Специальные программы-спайдеры (пауки) постоянно просматривают узлы, корректируя собственные базы данных. Оперативность их работы обеспечивается за счет быстродействующей аппаратуры. Так, поисковый сервер google сканирует миллионы cтраниц в сутки.

Для многих пользователей поисковые серверы являются отправной точкой для работы в сети. Это привело к превращению простых поисковых систем в  порталы — универсальные сетевые ресурсы, имеющие широкий набор сервисов и облегчающие навигацию по сети. Они содержат поисковую машину, каталог ресурсов, почтовую систему, службу новостей и тому подобное.

Назначение и классификация компьютерных сетей

Современное производство требует высоких скоростей обработки информации, удобных форм ее хранения и передачи. Необходимо также иметь динамические способы обращения к информации, способы поиска данных в заданные временные интервалы; реализовывать сложную математическую и логическую обработку данных. Управление войсками требует участие в этом процессе достаточно крупных коллективов. Такие коллективы могут располагаться в различных местах дислокации. Для решения задач управления становятся важными и актуальными скорость и удобство обмена информацией, а также возможность тесного взаимодействия всех участвующих в процессе выработки управленческих решений.

         В эпоху централизованного использования ЭВМ с пакетной обработкой информации пользователи предпочитали приобретать компьютеры, на которых можно было бы решать почти все классы их задач обратно пропорциональна их количеству, и это приводило к неэффективному использованию вычислительной мощности ЭВМ при значительных материальных затратах. Нельзя не учитывать и тот факт, что доступ к ресурсам компьютеров был затруднен из-за существующей политики централизации вычислительных средств в одном месте.

         Принцип централизованной обработки данных (Рис.1) не отвечал высоким требованиям к надежности процесса обработки, затруднял развитие систем и не мог обеспечить необходимые временные параметры при диалоговой обработке данных в многопользовательском режиме. Кратковременный выход из строя централизованной ЭВМ приводил к роковым последствиям для системы в целом, так как приходилось дублировать функции центральной ЭВМ, значительно увеличивая затраты на создание и эксплуатацию систем обработки данных.

Рис. 1. Система централизованной обработки данных

Появление малых ЭВМ, микроЭВМ и ПЭВМ потребовало нового подхода к организации систем обработки данных, к созданию новых информационных технологий. Возникло логическое обоснованное требование перехода от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных к распределенной обработке данных (Рис. 2).

Рис. 2. Система распределенной обработки данных

Распределенная обработка данных — обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему.

         Для реализации распределенной обработки данных были созданы многомашинные ассоциации, структура которых разрабатывается по одному из следующих направлений;

         многомашинные вычислительные комплексы (МВК);

         компьютерные (вычислительные) сети.

         Многомашинный вычислительный комплекс — группа установленных рядом вычислительных машин, объединенных с помощью специальных средств сопряжения и выполняющих совместно единый вычислительный процесс.

         Под процессом понимается некоторая последовательность действий для решения задачи, определяемая программой.

         Многомашинные вычислительные комплексы могут быть:

         локальными при условии установки компьютеров в одном помещении, не требующих для взаимосвязи специального оборудования и каналов связи;

         дистанционными, если некоторые компьютеры комплекса установлены на значительном расстоянии от центральной ЭВМ и для передачи данных используются телефонные каналы связи.

         Компьютерная (вычислительная) сеть — совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.

         Основные отличия компьютерной сети от многомашинного вычислительного комплекса:

     1. Размерность. В состав МВК могут входить обычно две, максимум три ЭВМ, расположенные  преимущественно в одном помещении. Вычислительная сеть может состоять из десятков и даже сотен ЭВМ расположенных на расстоянии от нескольких метров до тысяч км.

      2. Разделение функций между ЭВМ. Если в многомашинном комплексе функции обработки данных, передачи данных и управления системой могут быть использованы в одной ЭВМ, то в вычислительных сетях эти функции распределены между различными ЭВМ.

Новые и основные технологии сети интернет

Каждая web-страница содержит набор команд HTML (HyperText Markup Language). С помощью этих команд на странице:

• создается цвет документа и текста;
• добавляется звуковое сопровождение;
• формируются текстовые блоки, включающие изображения, таблицы, а также гиперссылки.

Гиперссылки предназначены для перехода на другие:

• страницы;
• сервера;
• различные ресурсы Интернета.

Получив с сервера файл, содержащий код разметки гипертекста, браузер передает его специальному модулю-интерпретатору, который, последовательно «прочитывая» строки документа, формирует на экране компьютера соответствующую web-страницу. Документы, содержащие гипертекстовый код, имеют расширение .htm или .html.

Технология Java дает возможность формировать всплывающие окна, бегущие строки, часы и другие активные элементы.

Для создания быстроменяющихся страниц применяются скрипты, с помощью кторых можно быстро изменять web-страницы, например, при написании и отправке электронных писем.

Технология CGI (Common Gateway Interface) использует скрипты, передающие поток данных. CGI обычно используют для проведения конференций, опросов, подсчета статистики.

Технология Macromedia Flash позволяет внедрять элементы векторной графики в движущиеся части web-страниц, и за счет этого создавать анимацию для электронной рекламы и декоративного оформления.

PHP (англ. Hypertext Preprocessor – «препроцессор гипертекста») применяется для генерации на веб-сервере HTML-страниц и работы с базой данных. Эту технологию используют почти все сайты, в том числе и социальные сети такие, как Facebook и ВКонтакте.

Для реализации трехмерного изображения используется язык моделирования виртуальной реальности – VRML (англ. Virtual Reality Modeling Language).

Использование AJAX (англ. Asynchronous Javascript and XML – «асинхронный JavaScript и XML») позволяет перезагружать только изменившуюся часть страницы, тем самым значительно сокращая общий трафик.

Разновидности каналов передачи данных по сетям

Каналы передачи данных по компьютерным сетям проводного типа установки преимущественно представлены кабельной металлической и оптически-волоконной оснасткой. Последняя является прогрессивной и перспективной для применения в бытовом и промышленном масштабе. Состоит из оптического провода, имеющего пластиковую текстуру с элементами намагниченного кремния, который окаймлен в преломляющий свет материал.

Данное волокно имеет единый путь трансляции путем трансформации электромагнитных волн в информационные сигналы способом улавливания светового энергетического колебания.

Для оптоволоконного кабельного снабжения необходимы санкционирующие указания, поэтому такие линии передач надежны, если речь идет о корпоративной конфиденциальности.

Беспроводные каналы передач бывают нескольких типов:

• радиовещательные каналы (передают информацию в звуковом виде на дальность не более пятидесяти километров);
• спутники (посредством применения антенн схватывают сигналы и передают стационарным наземным объектам);
• сотовые радиоканалы (соединяют сетевые стационарные устройства и мобильную аппаратуру на любых расстояниях, где может быть обработан сигнал);
• блютуз-каналы (передача информационных ресурсов на коротких расстояниях в бесплатном режиме);
• электромагнитные каналы (используются посредством улавливания Wi-Fi волн);
• мультиканалы (обслуживают площади расстоянием в шестьдесят километров).

Приобрести доступ к качественной сетевой информационной передаче возможно при правильном выборе оптимальным образом подходящего корпоративного канала трансляции.

Что такое NAT?

В последнем пункте данной статьи, рассмотрим, что такое NAT. Как уже упоминалось ранее, маршрутизатор связывает между собой сети не только на локальном уровне, но и взаимодействует с сетью провайдера с целью получения доступа к сети интернет. Для пересылки пакетов во внешнюю сеть, роутер не может использовать IP-адреса компьютеров из локальной сети, так как данные IP-адреса являются «частными» и предназначены только для организации взаимодействия устройств внутри ЛВС. Маршрутизатор имеет два IP-адреса (внутренний и внешний), один в локальной сети (192.168.1.0), другой (к примеру 95.153.133.97) ему присваивает сеть провайдера при динамическом распределении IP-адресов. Именно второй IP-адрес роутер будет использовать для отправки и получения пакетов по сети интернет. Для реализации такой подмены и был разработан NAT.

NAT (Network Address Translation) — механизм преобразование сетевых адресов, является частью TCP/IP-протокола.

Принцип NAT заключается в следующем: при отправке пакета из ЛВС маршрутизатор подменяет IP-адрес локальной машины на свой собственный, а при получении производит обратную замену и отправляет данные на тот компьютер, которому они и предназначались.

из 5 заданий окончено

Вопросы:

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4
5. 5

Информация

Онлайн тест на проверку знаний основ функционирования компьютерных сетей.

Вы уже проходили тест ранее. Вы не можете запустить его снова.

Тест загружается…

Вы должны войти или зарегистрироваться для того, чтобы начать тест.

Вы должны закончить следующие тесты, чтобы начать этот:

Результаты

Правильных ответов: из 5

Ваше время:

Время вышло

Вы набрали из баллов ()

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4
5. 5

1. С ответом
2. С отметкой о просмотре