Общие сведения о компьютерных сетях

Существуют два основных вида сетей:

— локальная сеть — (Local Area Network) или LAN;

— региональная и глобальная сети (Wide Area Network) или WAN.

Региональные сети начали развиваться еще до эры ПК. Большие компании использовали их для своей работы. Для многих компаний основной задачей развития компьютерных сетей является расширение LAN до уровня всего учреждения. Так как LAN- и WAN-сети различаются по своим характеристикам, соединить их достаточно сложно.

Под термином "глобальная сеть" подразумевают Internet. Миллионы людей используют сеть и, тем не менее, дать четкое определение сети не возможно. Internet можно определить как физические линии связи и разделяемые ресурсы, объединенные соглашением о соединении сетей и использованием одинаковых протоколов связи.

Локальные сети

Локальная сеть, как правило, объединяет несколько компьютеров в пределах ограниченного территориального пространства — комнаты, отдела, здания. Структура локальной сети подчинена факторам.

g Аппаратный фактор. Для создания локальных компьютерных сетей ис­пользуют специальные сетевые карты, посредством которых компьютеры соединяются друг с другом.

О Организационный фактор. Локальная сеть создается для определенных целей. Ее топология зависит от того, где расположены компьютеры поль­зователей.

Имеется два распространенных типа топологии локальных сетей.

Локальная сеть на "коаксиале". Сеть на коаксиальном кабеле имеет мно­жество недостатков. Так, например, общая длина сетевого кабеля не мо­жет быть более 180 метров. Компьютеры должны быть соединены между собой в цепочку. Ответвления не допускаются. Если происходит обрыв какого-нибудь сегмента сети, то вся сеть становиться неработоспособной. Максимальная скорость передачи данных в сети равна 10 Мбит/с.

Сеть на "витой паре". Для функционирования такой сети необходимы дополнительные устройства — концентраторы или хабы (hub). Они пред­ставляют коробку небольших размеров, к которой подключаются сегмен­ты сети. Каждый сегмент подключается только к одному компьютеру. В результате получается топология сети типа "звезда". Преимущества та­кой схемы — надежность сети: если повреждается один сегмент, то это никак не сказывается на работе других пользователей сети. Скорость пе­редачи в зависимости от используемого кабеля и оборудования может быть до 100 Мбит/с. Хабы можно подключать друг к другу, и таким обра­зом расширять локальную сеть.

В последнее время получили распространение сети на оптоволоконном кабеле. Для передачи информации используется не электромагнитное излучение, а световой поток. Оптоволоконные каналы не применяются для под­ключения к каждому компьютеру — такие каналы связи еще слишком дороги. Объединение локальных сетей там, где возможностей обычного коаксиала" и "витой пары" недостаточно, — предусматривает применение оптоволокна. Так, передача данных со скоростью до 100 Мбит/с на расстояние до 200 км — это реальность.

Глобальные сети

большинства людей, знакомых с компьютером, глобальная сеть сразу ас-Чиируется с Internet. Это справедливо отчасти. Параллельно с Internet cy-^Ществует и любительская сеть FidoNet.

Формально FidoNet представляет собой глобальную некоммерческую ин­формационную сеть, охватывающую весь цивилизованный мир. Основных, преимуществом FidoNet является ее "бесплатность" для пользователей сети Вместе с тем, FidoNet — некоммерческая сеть, т. е. в ней запрещена любая коммерческая деятельность (за исключением специально выделенных теле­конференций).

Сеть FidoNet широко использовалась в 1998—2000 годы.

История создания Internet

Можно сказать, что Internet появился в 1969 году, когда ARPA (Агентство передовых исследовательских проектов) Министерства обороны США создало сеть, которая должна была обеспечить связь с исследовательскими органи­зациями оборонной промышленности.

При создании сети была поставлена задача децентрализации. Сеть должна была функционировать в случае выхода из строя любого количества узлов, даже тогда, когда оставались 2 компьютера. Философия заключалась в том, что любой компьютер сети мог связываться, как равный, с любым другим компьютером. Такая система, не имея центрального узла управления, могла менять свою конфигурацию.

Первоначально сеть состояла из 17 компьютеров и называлась APRANet, а к 1975 году она состояла из 63 узлов.

Первый сервис — электронная почта (E-mail) появился в 1972 году, а служ­бы сетевых новостей Usenet были созданы в 1976 году.

Примерно в это же время были разработаны локальные сети на базе Ethernet. Эта технология развивалась до 1983 году, пока не появились на­стольные рабочие станции. Большинство таких компьютеров комплектова­лось ОС UNIX, поддерживающей IP-протокол. Некоторые организации на­чали создавать собственные локальные сети, используя те же протоколы, что и ARPANet, т. е. IP-протоколы. Возникло мнение, что если такие сети смогут обмениваться информацией друг с другом, то от такой коммутации будет выгодно всем. Это и вызвало подключение локальных сетей к ARPANet для получения доступа к сети с любого компьютера.

К 1983 году число узлов сети ARPANet достигло 600.

Из новых сетей — сеть NSFNet, созданная в то время агентством правитель­ства США National Science Foundation (NSF), была наиболее значимой.

В России в 1990 году была организована сеть Relcom, объединявшая Инсти­тут атомной энергии с рядом других научно-исследовательских организаций. К 1994 году она стала крупнейшей сетью на территории бывшего СССР, Услугами которой пользовались более 200 тысяч абонентов, среди которых были правительственные организации, научные и учебные заведения, коммерческие структуры, частные лица. Сеть Relcom постепенно переводилась На IP-протоколы работы и к настоящему времени она является полноцен­ной частью Internet. АPRANet в 1990 году перестала существовать, и на ее месте возник Internet.

Это был еще не тот Internet, к которому привыкло большинство современных пользователей. Тогда совершенно не было WWW-серверов. В основном пересылались файлы и неформатированный текст (письма). Физики из Женевы Tim Berners-Lee и Robert Cailiau предложили способ обмена отформатированного и иллюстрированного текста со ссылками на другие пуб­ликации. Так появился язык HTML и было положено начало World Wide Web — Всемирной Информационной Паутине, которая и сделала Internet доступным и популярным во всем мире.

В настоящее время ведутся работы как по усовершенствованию аппаратной базы: пропускной способности каналов связи, мощности серверов, так и программной: подача материала становится все более интерактивной, эле­менты мультимедиа присутствуют на многих серверах. Совершенствуется клиентское программное обеспечение, облегчающее доступ к ресурсам сети и делающее его более комфортным.

Как устроен и работает Internet

Так что же такое Internet? Простейшее объяснение — это много компьку! ров, соединенных между собой каналами связи. Локальную сеть образуют не более тысячи компьютеров, но такие сети соединяют между собой в круп­ные конгломераты, и так до соединения всех компьютеров. Остается только заставить это все работать.

Для работы сети используются специальные программы. Их можно поделить на два типа — программы-серверы и программы-клиенты. Второй тип необ­ходим для превращения желания пользователя в запрос и отправки его к нуж­ному компьютеру, а также получения ответа и показа его в понятном виде.

Для перемещения в WWW используются специальные программы — браузе­ры. Чтобы просмотреть определенный сайт, необходимо ввести его адрес в адресную строку браузера. После нажатия клавиши <Enter> отправляется запрос к требуемому сайту, затем, получив ответ, эта программа выводит содержимое ответа на экран компьютера.

Адреса и домены

Каждый узел в Internet имеет уникальный адрес вида: ххх.ххх.ххх.ххх, где ххх —- числа от 0 до 255. Этот адрес называют IP-адресом (Internet Protocol Address). И даже вашему компьютеру, когда вы работаете в Internet, присваивается IP-адрес. Если вы подключаетесь к сети по телефону (называется это Dial-Up-подключением), то IP-адрес вам выделяется только на время работы. В остальное время ваш провайдер (фирма предоставляющая услуги доступа в Internet, — Internet Service Provider, — ISP) выдает этот IP-адрес другим пользователям. Такое распределение IP-адресов называется динамическим.

В ключевых узлах сети есть программы-маршрутизаторы, которые направляют ваш запрос по нужному адресу. И уже там специальная программ сервер обрабатывает запрос и отправляет назад нужную информацию.

Но ведь мы не набираем нужный адрес в виде цифр, а вводим в окно запроса адрес, состоящий из слов. Оказывается, что такому "словесному" адресу соответствует конкретный IP-адрес. Эти слова называются доменными именами. Ваша программа-браузер сначала обращается к специальному узлу DNS (Domain Name Server), где установлена специальная программа — се вер имен. Этот сервер и сообщает браузеру IP-адрес узла с требуемым доменным именем.

Доменная система имен построена по определенному принципу. Так, примеру, расшифруем адрес типа president.white-house.gov. Читается так адрес справа налево, gov — домен- верхнего уровня, president.white — дом второго уровня и president — домен третьего уровня.

Наиболее распространенные домены первого уровня:

gov — используется правительственными учреждениями в США;

mil — используется Пентагоном и военными организациями;

com — используется коммерческими организациями;

org — используется общественными организациями;

edu — используется учебными заведениями;

net — специальный домен, связанный с функционированием Internet.

Тут необходимо сделать пояснение: такое распределение доменов первого уровня было в начале создания DNS. В настоящее время доступны для регистрации имена в доменах первого уровня: com, org и net. В других странах домены верхнего уровня определяют страну местонахождения, например:

uk — Великобритания; by — Беларусь; ru — Россия; su — остался в наследство от СССР.

И, наконец, имя компьютера в домене — president.

Система DNS автоматически преобразуют такое имя в IP-адрес.

Доменная система адресации имеет следующие очевидные преимущества: адреса легче запоминаются, несут определенную смысловую нагрузку, каждому компьютеру можно присвоить несколько разных имен.

Для того чтобы компьютер клиента различал, в какой программе ему выводить полученную информацию, используются порты, т.е. числа добавляемые к IP-адресу. Они обозначают программу, для которой предназначен конкретный пакет. Существуют стандартные порты, соответствующие определенным службам, к примеру, 21 FTP; 23 telnet; 25 SMTP; 80 HTTP; 110 РОРЗ.

Сервисы Internet

В компьютерной сети посредником между человеком и Internet, служит, с одной стороны, компьютер со специальными программами, а с другой стороны, между базой данных (информацией) и линиями связи — сервер.

Сервер — это программа, работающая на ком­пьютере и ожидающая команды или запроса. Получив запрос, сервер формирует ответ и отсылает его клиенту. Так как в зависимости от назначения серверу приходится обрабатывать множество запросов, то такие программы устанавливают, как правило, на отдельные компьютеры, которые называются выделенными серверами или просто серверами.

Internet использует протокол TCP/IP. TCP (Transmission Control Protocol) —Протокол, определяющий, каким образом информация преобразуется в пакеты и передается от одного компьютера к другому. IP (Internet Protocol) — протокол, отвечающий за адресацию и маршрутизацию этих пакетов. Вся информация передается пакетами — протокол IP определяет, где полезная информация, а где служебная. Протокол TCP контролирует передачу — если часть информации не получена, то TCP запросит повторную передачу. уа. ков в общих чертах технический принцип работы Internet.

Общая информация о сервисах Internet

TCP/IP позволяет только передавать информацию, а использованием ее за­нимаются сервисы, которые могут по-разному распоряжаться информацией Польза от Internet зависит от того, насколько эффективными, удобными и в то же время простыми будут эти сервисы.

Качество вашей работы в Internet определяется знанием существующих сер­висов, правильным .выбором их для решения конкретной задачи и умением обращаться с ними. От этого зависит, как быстро вы найдете нужную ин­формацию.

Сервисы Internet можно условно разделить на инте­рактивные, прямые и отложенные.

Интерактивные требуют быстрого реагирования — например IRC.

Прямые сервисы характеризуются тем, что информация к клиенту воз­вращается немедленно, но может быть отложена на неопределенный срок для ознакомления. Пример — документы WWW.

Отложенные характеризуются тем, что запрос и получение информации могут быть на неопределенный срок разделены по времени. Пример -электронная почта.

Аналогами в реальной жизни интерактивного, прямого и отложенного сер­висов являются телефон, факс и обычное бумажное письмо.

Устаревшие и малораспространенные сервисы

Archie — система поиска файлов

Gopher — гипертекстовая система (до появления WWW, gopher был наиболее известной и распространенной системой предоставления структурированной информации)

WAIS — поисковая система

WAIS — это комплекс программ, предназначенных для индексирования больших объемов неструктурированной, как правило, текстовой информа­ции, поиска по таким документам и их извлечения.

Nyper-G — гипертекстовая система

Сервер представляет доку­менты в виде иерархического меню, но переход между ними возможен по гипересылкам.

Современные и популярные сервисы E-mail — электронная почта

Это первый и остающийся самым популярным из сервисов Internet в на­стоящее время. Он представляет собой типичный сервис отложенного чте­ния. Адресат получает ваше сообщение на свой компьютер через какой-то, возможно достаточно длительный промежуток времени, и читает сообщение тогда, когда ему будет удобно. E-mail очень похож на обычную бумажную почту, обладая теми же достоинствами и недостатками.

Usenet — сетевые новости

Usenet — это глобальная система телеконференций (или доска объявле­ний), отсортированная по темам, через которую миллионы людей во всем мире обмениваются информацией. По популярности уступает, наверное, только электронной почте. Принцип распространения, в отличие от элек­тронной почты, — от одного адресата ко многим. Сообщение, посланное одним человеком, попадает на компьютеры всех узлов, подключенных к данной эхо-конференции.

WWW — система гипертекста

Самый популярный сервис Internet. Основа WWW — гипермедийный документ, т. е. документ, в котором каж­дый элемент может являться ссылкой на другой документ или его часть. Ссылки организованы таким образом, что любой информационный ресурс в Internet адресуется однозначно. Причем пользователь работает со всеми ин­формационным ресурсами Internet, как с единым целым.

Основных понятий в WWW немного.

HTML (Hypertext Markup Language, язык разметки гипертекста). Этот формат описывает документы, которые помещаются в Internet. Окончи _тельный внешний вид его на экране определяется используемым браузе­ром, т. е. как он интерпретирует команды HTML.

HTTP (Hypertext Transfer Protocol, протокол передачи гипертекста). На­звание протокола для взаимодействия клиента и сервера WWW.

URL (Uniform Resource Locator, универсальный указатель на ресурс). Так называются ссылки на информационные ресурсы Internet. Например, http://www.belmednet.com/healthcare/article.htm. Первая часть адреса http:// является идентификатором ресурса и обозначает используемый протокол. Браузеры поддерживают и другие протоколы, которые указы­ваются другими идентификаторами: gopher:// telnet:// ftp://. Следующая часть URL-адреса указывает на расположение ресурса. Эту часть можно разделить на две.

Первой частью является доменное имя компьютера — www.belmednet.com. Это уникальное имя компьютера, на котором расположен искомый до­кумент. Другая часть /healthcare/article. htm указывает имя или местопо­ложение ресурса на данном сервере. По сути дела, это напоминает путь в директориях диска компьютера, только с той разницей, что в Internet применяется формат UNIX с использованием прямого слэша (/) в отли­чие от обратного слэша (\) Windows. Web-документы — это обычные файлы, которые находятся на компьютере-сервере.

FTP — передача файлов

Это протокол передачи файлов (File Transfer Protocol) и в то же время это сервис, позволяющий организовывать доступ к файловым архи­вам. Программа для работы с ними называется FTP-клиент и позволяет вам Копировать файлы с удаленного компьютера на ваш локальный и наоборот.

IRC — чат реального времени

IRC — Internet Relay Chat, разговоры через Internet посредством специальных серверов. Пользователи присоединяются к одному из каналов тематических групп и участвуют в разговоре, который ведется путем набора текста. Синхро­низация узлов IRC позволяет, подключившись к одному из них, участвовать во всей сети IRC. Этот сервис популярен у всевозможных групп по интере­сам, например, компьютерных. Такой сервис позволяет обсуждать какую-либо проблему нескольким людям и напоминает телефонную конференц-связь.

Для работы в IRC требуется специальная программа-клиент. Протокол дос­таточно уязвим. Сейчас имеется практическая реализация подобного серви­са на WWW-серверах. Это чат-комнаты (chat-room). Для работы в таких ча­тах требуется только браузер.

ICQ — lnternet-пейджинг

В настоящее время зарегистрировано более 100 млн номеров ICQ. Принцип системы таков. Каждый зарегистрированный пользователь имеет программу-клиент ICQ. При подключении к Internet эта программа соеди­няется со специальным сервером и сообщает о том, что пользователь нахо­дится в режиме включения on-line. Ключевое понятие "контактный лист" (Contact List) — это список, в котором содержатся номера ваших собеседни­ков. Он находится у вас на компьютере.

Итак, подключившись к серверу, ICQ сообщает о вашем присутствии в Internet и тут же узнает, кто из ваших адресатов находится в данный момент в режиме on-line. Статус собеседника сразу отображается в программе. Если пользователь находится в Internet, вы можете обмениваться с ним сообще­ниями, которые передаются почти мгновенно.

Telnet — удаленный доступ

Telnet — программа, обеспечивающая терминальный доступ к удаленным компьютерам. Она позволяет входить на другой компьютер и запускать программы, что означает, по сути дела, работу на удаленном компьютер²' Для соединения надо знать адрес компьютера, пароль и порт, к котор необходимо присоединяться.

Перспективные сервисы

RealAudio и RealVideo — передача аудио- и видеоданных

IР-телефония

Настоящий удар по телефонным компа­ниям. IPPhone — компьютерный телефон, работающий через Internet. Ис­пользуя компьютер, оснащенный аудиокартой, микрофоном, колонками и специальной программой, можно вести обычный разговор посредством сети Internet. При современных скоростях качество связи соответствует телефон­ному.

Если вы используете скоростное соединение с Internet то, добавив к комплекту простейшую видеокамеру, можно работать в режиме видеоконференции.

Программные средства для подобной связи встроены в Windows — это Microsoft NetMeeting.