49183 (Структура, принципы функционирования и технологии глобальной информационной сети)

Содержание

Глава I. Структура глобальной сети Интернет 2

1.1. Подключение к сети Интернет 2

1.2. Адресация в Интернет 6

1.3. Семейство протоколов TCP/IP 10

Глава II. Интернет-технологии 16

2.3. Наиболее популярные Интернет-технологии 16

2.4. Технологии создания серверных частей Web-приложений 26

Глава I. Структура глобальной сети Интернет

1.1. Подключение к сети Интернет

В 1969 году Министерством обороны США была создана сеть, которая явилась предшественницей Интернета, — ARPANET. ARPANET была экспериментальной сетью. Она проектировалась для исследований методов построения сетей, которые были бы устойчивы к частичным повреждениям, получаемым, например, при бомбардировке, и способных в таких условиях продолжать нормальное функционирование. В ARPANET связь между компьютером-источником и компьютером-приемником (станцией назначения) присутствует постоянно. Создатели изначально предполагали, что сеть будет ненадежной, т.е. любая часть сети может исчезнуть в любой момент. Поддержка сети в рабочем состоянии возложена на связывающиеся компьютеры. Основной принцип постоения сети: любой компьютер связывается как равный с равным с любым другим компьютером.

Международной организации по стандартизации (International Standards Organization, ISO) нужны были годы, чтобы создать окончательный стандарт для компьютерных сетей, однако пользователи не ждали, а действовали. Активные пользователи стали инсталлировать программное обеспечение на все возможные типы компьютеров. Через несколько лет Интернет стал единственным приемлемым способом для связи разноплатформенных компьютеров. Такая схема подошла правительству и университетам, которые закупали компьютеры у различных производителей. Каждый закупал те компьютеры, которые ему нравились, и вправе был ожидать, что сможет работать по сети совместно с компьютерами других производителей.

Процесс улучшения сети идет постоянно. Большинство подобных изменений происходит незаметно для пользователей. На самом деле Интернет не просто сеть — это структура, объединяющая обычные сети. Интернет — это «сеть сетей». Что включает в себя Интернет? Ответ на этот вопрос меняется со временем. Раньше ответ был бы достаточно прост: все сети, работающие по протоколу IP и объединенные для формирования единой сети своих пользователей. Изначально в Интернет входили различные ведомственные сети, множество региональных сетей, сети учебных заведений и некоторые зарубежные (находящиеся за пределами США) сети.

В конце семидесятых Интернет привлек пользователей других сетей (например, BITNET, DECnet, Fidonet и т, д.), работающих не по протоколу IP. Они решили предоставлять услуги Сети своим клиентам и разработали методы подключения этих сетей к Интернету. Сначала эти подключения, названные шлюзами, служили только для передачи электронной почты. Однако некоторые из них разработали способы передачи и других услуг. Являются ли эти сети частью Интернета? И да, и нет. Все зависит от того, хотят ли они того сами.

Всемирная паутина — World Wide Web (WWW) появилась намного позже, в 1991 году. Ее автор — Тим Бернерс Ли из Европейского центра ядерных иссле­дований (CERN), расположенного в Женеве (Швейцария). Мало кому известная, появившаяся за счет энтузиазма, технология обеспечила лавинообразный рост популярности Интернета и появление того океана информации, который мы видим сейчас. Рубежом можно считать 1993 год, когда количество подключенных серверов превысило миллион. После этого пропали последние сомнения в перспективах сети сетей. Более подробно о WWW мы поговорим в четвертом модуле.

Для большинства пользователей мировой сети существует три основных информационных технологии Интернет: электронная почта (e-mail), файловые архивы FTP и World Wide Web. Чтобы воспользоваться этими полезными услугами, необходимо стать пользователем Интернет. В настоящее время существует множество способов подключения к сети. Способ доступа напрямую зависит от потребностей пользователя. Услуги подключения к сети предлагают огромное число провайдеров, но не всегда они могут удовлетворить потребности пользователей.

Как начать работу в сети? Какое оборудование для этого нужно? Постораемся подробно и осмысленно рассмотреть эти вопросы. Начнем обсуждение с выбора телекоммуникации, соединяющего пользователей между собой и/или с поставщиком Интернет-услуг. Наиболее распространенные способы соединения обычного пользователя с поставщиком сетевых услуг (провайдером) - это по коммутируемым линиям. Доступ по коммутируемым линиям телефонных сетей является пока самым доступным, дешевым и распространенным. Существует два способа подключения: dial-up connection (соединение с провайдером через телефонного оператора с максимальной пропускной способностью 56Кбит/c) и DSL (digital subscriber line - цифровая абонентская линия). Пропускная возможность DSL высока и в настоящее время этот способ подключения пользуется большой популярностью. Скорость загрузки электронных ресурсов сегодня не зависит от качества компьютера, а напрямую определяется характеристиками модема и коммутируемой линии. Следует сразу же отметить, что линии цифровой (иногда аналого-цифровой) телефонной связи существенно лучше привычной аналоговой телефонии.

Радикальным улучшением обозначено применение сотовой, спутниковой или оптоволоконной связи. Последняя сегодня реализует пропускную способность до 1 Гбит/сек. В перспективе получат распространение услуги Radio-Ethernet. Использование этого вида услуг на уровне абонентского доступа дает возможность удобного выхода в сеть Интернет через радиоканал в 2 Мбит/сек., который хотя и находится в совместном использовании несколькими абонентами, дает каждому достаточно удобный доступ, причем с возможностью голосовой связи. Абонент постоянно подсоединен к сети, запрос на нужную информацию посылается и обслуживается немедленно. Понятно, что для упомянутых здесь решений на совершенно другом (чем обозначено выше) уровне решается вопрос о выборе аппаратных приемно-передающих и компьютерных средств. Но при всем том для индивидуального пользователя в образовательных технологиях пока уместно ориентироваться на использование коммутируемых каналов и, отчасти, сотовой телефонии. При этом иногда удается добиваться гарантированной скорости передачи до 64-128 Кбит/сек. по линии основного и 1980 Кбит/сек. по линии первичного доступа.

Прежде чем говорить о информационных ресурсах Интернета, следует разобраться, каким образом можно подключиться к Всемирной сети. Ниже приведены основные способы, рис..

Рис. . Основные способы доступа к Интернету

Прямой (непосредственный) доступ к Интернету позволяет использовать самый полный спектр услуг Глобальной сети. Непосредственный доступ представляет собой прямой коннект локальной сети предприятия с Интернетом в качестве домена. Организация, имеющая прямой доступ, пользуется Сетью с высокой скоростью и высокой эффективностью постоянно, круглые сутки и практически 356 дней в году. Непосредственное соединение можно установить путем подключения локальной сети или рабочей станции к оптоволоконной магистрали или выделенному каналу связи при помощи соответствующего сетевого оборудования. Существует множество фирм, предлагающих такого рода доступ. Практически все серверы Интернета подключены к Всемирной сети с помощью именно этой технологии.

1.1.1. «Доступ по вызову» (Dial-up Access)

«Доступ по вызову» – это связь с Интернет-провайдером по коммутируемым телефонным каналам при помощи модема. Для того чтобы в течение месяца получать полный спектр услуг Интернета, достаточно иметь компьютер с установленной системой Microsoft Windows и любой модем (желателен со скоростью не ниже 14 400 bps). Достоинством такого вида доступа является относительно низкая стоимость услуг. Недостатками Dial-up соединения можно считать низкое качество и скорость канала передачи данных, высокую вероятность разрыва связи в самый неподходящий момент, длительное время, затрачиваемое пользователем на дозвон до провайдерского пула и авторизацию, и, наконец, занятость телефонной линии на протяжении всего сеанса работы в Интернете.

1.1.2. Доступ по протоколам SLIP и РРР

Использование такого вида доступа подразумевает наличие специального программного обеспечения, поддерживающего протоколы SLIP (Serial Line Internet Protocol) и РРР (Point to Point Protocol). Договорившись с поставщиком услуг о том, что работа в Интернете будет проходить именно по этим протоколам, предприятие подключается к Сети. После этого, как и при непосредственном доступе, в распоряжении предприятия абсолютно все ресурсы Глобальной сети, более того, оно входит в нее составной частью само, а не через сервер провайдера Интернета.

При работе со SLIP и РРР нет необходимости прокладывать в офис оптоволоконную магистраль, можно использовать выделенную коммутируемую телефонную линию, что гораздо дешевле. Единственным непременным условием для работы является то, что на компьютере должен быть установлен высокоскоростной модем.

SLIP является сетевым протоколом, позволяющим использовать для прямого выхода в Интернет обыкновенную телефонную линию и модем. Однако для работы потребуется специальное программное обеспечение. SLIP работает совместно с протоколом ТСР/IР как протокол более низкого уровня. Принимаемую через модем закодированную информацию SLIP анализирует и преобразует в IP-пакет, который передается программной оболочке более высокого уровня, например приложению класса клиент/сервер, которое, получив его, преобразует этот пакет соответственно директивам протокола TCP.

На отправку данная система работает так: SLIP получает от программы клиент/сервер сгенерированный ею IP-пакет, затем выбирает из него всю ценную информацию, преобразует ее в символьный код и отправляет в Интернет.

РРР – это более современная и совершенная версия протокола SLIP. Это более эффективный, быстрый и функциональный протокол. Соответственно, РРР более дорог, чем его аналог. Различий в алгоритмах обработки информации между ними практически нет. SLIP и РРР подходят для прямого подключения к Интернету, как локальных сетей, так и домашних компьютеров, используемых в качестве сервера. Такой доступ несоизмеримо дешевле непосредственного, но и намного дороже доступа по вызову. Тем не менее, здесь играет значительную роль скорость модема и пропускная способность телефонной линии. Именно эти факторы зачастую делают использование SLIP и РРР невозможным.

Существует еще один протокол, который называется CSLIP (Compressed SLIP), созданный фирмой Lawrence Berkley Labs для телефонных линий с малой пропускной способностью. CSLIP – это модификация SLIP. Выигрышь в скорости создается за счет универсального алгоритма сжатия заголовков IP-пакетов. На низкоскоростных линиях этот протокол позволяет увеличить эффективность связи почти в 6 раз и немного компенсировать ее слабые возможности.

Недостатком CSLIP является невысокая его надежность. Протокол сжимает заголовки IP-пакетов, начиная со второго и используя при этом информацию о заголовке из первого, несжатого пакета. Создается логическая последовательность IP-информации, и если одна из ее составляющих теряется, то есть один из пакетов последовательности был передан некорректно, CSLIP прерывает передачу и добросовестно начинает все заново. При плохой связи можно потерять на использовании CSLIP больше, чем при применении SLIP и РРР.

1.1.3. Доступ UUCP

Доступ UUCP (Unix-to-Unix CoPy) предназначен для пользователей платформ UNIX. UUCP используется для обмена файлами между двумя компьютерами. Возможности, предоставляемые данным видом доступа, ограниченны лишь работой с электронной почтой и новостями. Суть подключения UUCP сводится к тому, что на самом деле никакого Интернета на машине пользователя не будет. Доступом к Интернету владеет только провайдер, которой и предоставляет услуги UUCP. Компьютер пользователя соединяется в устанновленное время сервером провайдера и отправляет и принимает электронную почту. Дальше уже сетевые программы удаленного ПК будут пересылать корреспонденцию пользователя во Всемирную сеть.

1.1.4. Подключение по технологии «coax at home»

Технология «coax at home» позволяет получать доступ к Интернету, используя каналы кабельной телевизионной сети. В упрщенном виде такая структура строится следующим образом: используется подключение стандартного оборудования кабельного телевизионного центра, предназначенного для вещания, к Интернету через специальное устройство передачи данных, называемое головным модемом. Модем подключается посредством маршрутизатора к высокоскоростному каналу Интернета. После этого абоненту достаточно лишь установить на своем компьютере любую сетевую карту, поддерживающую протокол 10 Base-T или 100 Base-T, подключить ее к кабельному модему, а тот, в свою очередь, к расположенному в квартире антенному выходу. Основной элемент клиентской компьютерной системы в схеме кабельной сети – это кабельный модем, который представляет собой двунаправленный аналогово-цифровой преобразователь данных, использующий в процессе передачи информации принцип наложения на несущую частоту модулированного аналогового сигнала. Фундаментальное отличие данного аппарата от обыкновенного модема заключается в том, что кабельный модем не требует установки каких-либо драйверов, поскольку он подключается к компьютеру посредством сетевой карты и является абсолютно прозрачным для системы: машина считает, что она работает в локальной сети. Следовательно данному модему совершенно безразлично, какая операционная система проинсталлирована на пользовательском ПК. Необходимо лишь, чтобы эта система поддерживала возможность установки сетевой карты и настройки локальной сети. Для работы в Интернете абонент может применять любое стандартное программное обеспечение.