Учебное пособие 1886

дый документ тоже связан со многими документами, но в данном случае эта архитектура называется Паутиной (Web).

На первый взгляд эти архитектуры одинаковы, однако применение разных терминов позволяет нам определить, где речь идет о совокупности компьютеров, а где - о пространстве документов, что далеко не одно и то же. Если вам надо подключиться к удаленному компьютеру (не только для получения документа, может быть - для управления орбитальным телескопом), мы работаем в понятиях Сети, а когда мы разыскиваем в информационном пространстве документ, мы работаем

впонятиях Паутины (Web).

1.3.Базовые протоколы и способы адресации

1.3.1. Понятие IP-адреса и URL-адреса

На практике различие между физическим пространством Интернета и виртуальным информационным пространством документов проявляется в различных системах адресации. Каждый компьютер, входящий в состав Интернета, имеет адрес из четырех блоков, например: 193.29.137.31. Этот адрес называется IP-адресом. Компьютеры, входящие в Сеть на постоянной основе, имеют постоянный IP-адрес. Компьютеры пользователей, которые подключаются к Ceти на время сеанса, получают временный IP-адрес, который действует только во время данного сеанса. Такой IP-адрес называется динамиче-

ским IP-адресом.

Для кодирования такого адреса необходимо 4 байта, что теоретически позволяет охватить около 4 миллиардов компьютеров. Каждый провайдер получает в свое распоряжение от вышестоящего провайдера диапазон подобных адресов, которые он использует при взаимодействии со своими клиентами. В повседневной работе использование числовых адресов неудобно, поэтому они заменяются более понятными и легче запоминаемыми текстовыми (доменными) адресами.

Основой взаимодействия компьютеров в Сети являются так называемые протоколы. Протокол - это набор единых формализованных правил, по которым должны общаться меж-

13

ду собой компьютеры, даже если они относятся к разным типам и используют разные операционные системы. Базовым протоколом для сети Интернет является протокол TCP/IP . Для реализации различных сетевых услуг существуют различные дополнительные протоколы - почтовые, передачи файлов, передачи гипертекста и т.д.

Основа Паутины - это сотни тысяч компьютеров, называемых Web-серверами. Все серверы Сети имеют специальные текстовые имена или адреса, заменяющие числовые адреса. Подобный адрес состоит из нескольких частей - сегментов (обычно 3, иногда - 4), отделенных друг от друга точками:

сегмент. сегмент. сегмент Сегменты образуют иерархическую структуру (анало-

гично иерархии каталогов на диске). Крайний правый сегмент имеет самый высокий уровень и обычно обозначает страну или тип организации–владельца сервера. Например:

ru Россия

comкоммерческая организация (в основном – США)

edu образовательная организация (университеты, институты США)

org неправительственная организация (например, ЮНЕСКО)

Сегмент слева от него часто обозначает саму организацию. Например:

Задание имени сервера в Сети является первым шагом в поиске необходимой информации. Второй шаг - это поиск на

14

дисках выбранного сервера. Вся доступная в Интернет информация распределена по дискам сотен тысяч узловых серверов. Естественно, что вся информация на дисках серверов хранится в файлах, которые сгруппированы в каталоги, образующие дерево каталогов. Поскольку большинство серверов работают под управлением операционных систем типа UNIX, то правила задания полного имени файла немного отличаются от привыч-

ных правил MS DOS и Windows:

нельзя использовать русские буквы и пробелы;

строчные и заглавные буквы различаются;

имена каталогов отделяются символом / (а не символом

\ );

корневой каталог обозначается символом /.

В итоге для задания полного имени файла в сети Internet необходимо указать:

тип используемого для передачи информации протокола (при работе с WWW это имя задается символами http: );

имя сервера в Сети;

путь к файлу на диске сервера.

Подобную конструкцию принято называть URL-адресом ресурса в Сети или унифицированным указателем на ресурс. Примеры URL-адресов:

1.http://www.microsoft.com/kb/softlib/prog.exe

2.http://www.infoart.ru/mainmenu

3.www.tisbi.ru/Structure/CompuCentr

Как и любая другая сеть, INTERNET состоит из множества компьютеров, соединенных между собой линиями связи, и установленного на этих компьютерах программного обеспечения. Тип программного обеспечения определяется идеологией «клиент – сервер».

Пользователи INTERNET подключаются к сети через компьютеры специальных организаций, которые называются поставщиками услуг INTERNET, или провайдерами.

К сети может быть подключен как отдельный компьютер, так и локальная сеть. Считается, что к INTERNET подсоеди-

15

нены все компьютеры данной локальной сети, если с INTERNET соединен хотя бы один компьютер этой сети.

Соединение может быть постоянным или временным. Поставщики услуг INTERNET имеют множество линий для подключения пользователей и высокоскоростные линии связи с остальной частью INTERNET. Мелкие поставщики подключены к более крупным поставщикам услуг INTERNET, которые в свою очередь имеют связь с другим поставщиком. Все организации, соединенные между собой скоростными линиями связи, образуют базовую часть сети, или хребет INTERNET.

В общем случае INTERNET осуществляет обмен информацией между любыми двумя компьютерами, подключенными к сети. Компьютеры, подключенные к INTERNET, называют

узлами INTERNET.

1.3.2. Протокол TCP/IP

Изучение принципов передачи информации в сети сопряжено с двумя понятиями: адрес и протокол. Свой уникальный адрес имеет любой компьютер, подключенный к INTERNET. Протокол – это правила, предписанные компьютерам для работы в сети INTERNET. В одном протоколе описать все правила взаимодействия компьютеров невозможно. Поэтому сетевые протоколы строятся по многоуровневому принципу. На нижнем уровне используются два основных протокола: IP—Internet Protocol (Протокол Internet) и TСP—

Transmission Control Protocol (Протокол управления переда-

чей).

Протокол TCP. Согласно протоколу TCP, отправляемые данные делятся на несколько пакетов, после чего каждый пакет маркируется таким образом, чтобы в нем была информация, необходимая для правильной сборки документа на компьютере получателя.

Протокол IP. Обеспечивает маршрутизацию (доставку по адресу) сетевых пакетов. Суть этого протокола состоит в том, что у каждого участника сети должен быть свой уникальный адрес (IPадрес). Структура IPадреса такова, что каждый

16

компьютер, через который проходит TCP-пакет, может определить, кому необходимо его переслать. При пересылке пакета учитывается не географическая близость, а условия связи и пропускная способность линии.

TCP — протоколом высшего уровня, который отвечает за надежность передачи больших объемов информации, обрабатывает и устраняет сбои в работе сети. Протоколы TCP и IP тесно взаимосвязаны, и их часто объединяют, говоря, что в INTERNET базовым является протокол TCP/IP.

Как уже было отмечено, для однозначного определения компьютера в INTERNET применяется система адресов, называемая IP-адресами. Адреса компьютеров в INTERNET состоят из разделенных точками четырех чисел, каждое из которых не превышает 256. Например, 194.85.26.130.

1.3.3. Система доменных имен

Числовые адреса используются компьютерами для связи между машинами, но они неудобны для запоминания и использования людьми. Поэтому в INTERNET поддерживается

система имен доменов (Domain Name System-DNS), в которой каждому компьютеру наряду с IP-адресом присваивается уникальное имя. Например, вышеприведенному адресу соответствует доменное имя dep-86.berc.rssi.ru. Компьютеры при пересылке используют цифровые адреса, а пользователи применяют доменные имена. Несмотря на отсутствие центра управления INTERNET, есть организации, занимающиеся проверкой и выдачей адресов.

В основе системы доменных имен лежит иерархический принцип. Имя строится из нескольких элементов, между которыми ставятся точки. Читается имя справа-налево. Так, самым старшим элементом в приведенном примере будет домен ru, ему подчинен домен rssi, который, в свою очередь, имеет в подчинении домен berc и т. д.

Система имен доменов имеет четко выраженный региональный характер. Обычно последним (самым старшим) элементом в списке является двухсимвольный код страны. На-

17

пример: ru – Россия, ua – Украина, su – бывший Советский Союз, ca – Канада, us – США, uk – Великобритания, de – Германия, jp - Япония. В связи с тем что INTERNET создавался на основе сетей США, код этой страны по традиции опускается. Вместо него указываются крупные группы:

Net - сетевые ресурсы;

Edu - образовательные организации; com - коммерческие организации; mil - военные организации;

gov - государственные организации; org - прочие организации.

Обычно название домена второго уровня соответствует названию фирмы или организации, либо подчеркивает назначение сервера. Например, www.microsoft.com. Здесь в качестве имени домена второго уровня указано название корпорации Microsoft. Такая схема построения имен упрощает их запоминание, а иногда дает возможность просто угадать имя нужного сервера. Так по аналогии, например, можно выйти на Webсервер компании IBM: www.ibm.com.

1.4.Типы доступа к Интернет

1.4.1.Коммутируемые линии (Dial-Up)

Внастоящий момент наиболее распространенный способ подключения. Когда надо соединить несколько рядом стоящих компьютеров, то обычно прокладывают кабель. Когда кабель должен пройти через дорогу или пересечь общественные, городские коммуникации дело становиться сложнее, а стоимость большой. В этих случаях единственным выходом является использовать возможности телефонной сети. Телефонная сеть создавалась давно и с целями далекими от тех, которые преследуются при передаче данных между ЭВМ. Поэтому качество передачи данных далеко от совершенства. Однако, ситуация меняется по мере замены меди на оптоволокно и переходе на цифровую систему передачи. Телефонные сети тесно переплетаются с компьютерными сетями, особенно с Интернет.

18

Устройство, которое преобразует поток битов в модулированный сигнал и обратно называется модем (от сокращения слов – модулятор-демодулятор). Для соединения оба модема должны поддерживать одну и ту же схему модуляции. Существует несколько стандартов модуляции, каждый из которых обеспечивает различные скорости передачи данных. Стандарт UTI V-32 обеспечивает скорость 9600 bps. Для 14,400 приме-

няется стандарт V.32 bis. Для 33,600 bps – V.34. Для 57,700 bps

– V.90.

Для соединения между собой компьютера и модема используют специальный асинхронный порт компьютера, поддерживающий стандарт RS-232. В этом стандарте компьютер или терминал называется DTE ( Data Terminal Equipment) а модем - DCE (Data Circuit-Terminating Equipment). Механиче-

ски этот стандарт определяет 25 штырьковый разъем. Функционально используется 9.

Схема передачи данных посредством модемного соединения осуществляется по следующей схеме:

1.Абонент (пользователь) по телефонной линии посредством модема дозванивается до модемного пула провайдера.

2.Сервер провайдера обрабатывает входящую информацию от пользователя, сверяет учетное имя и пароль. Если они совпадают, то он присваивает компьютеру пользователя свободный IP-адрес, т.е. у компьютера пользователя появляется собственное имя в сети Интернет.

3.Благодаря этому IP-адресу, компьютер абонента передает и принимает информацию из сети.

Модемное соединение привлекает большинство пользователей по ряду причин:

простота установки (установка оборудования заключается только в приобретении модема – около $50);

дешевизна подключения (стоимость подключения не первышает $50)

простота взаимодействия с провайдером (поминутная оплата в среднем по цене около одного цента (30 копеек) в минуту);

19

гибкость тарифных предложений. Недостатки модемного соединения: загруженность телефонной линии;

низкая скорость передачи данных (не более 57,6 KB/s);

возможное введение повременной платы за телефонную линию;

ненадежное соединение из-за низкого качества телефонных каналов;

низкое качество передачи данных из-за низкого качества телефонных каналов.

1.4.2. Выделенные линии

Всем известно, что наиболее удобное и скоростное соединение - это соединение посредством выделенной линии.

Схема передачи данных посредством выделенной линии осуществляется по следующей схеме:

1.Провайдер дотягивает до компьютера абонента кабель (медная пара или оптоволокно).

2.Выдает диапазон IP-диапазон для выхода компьютеров абонента в сеть.

Преимущества выделенной линии:

постоянная прямая связь с сетью;

свободная телефонная линия;

высокоскоростная передача данных (от 33Kbps до 2

Mbps);

высокое качество передачи информации.

Недостатки:

высокая стоимость установки;

стоимость прямо зависит от расстояния до точки подключения;

невозможность физического перемещения персонального компьютера в другую точку без новой прокладки провода;

плата за аренду канала (от $10 до $200) .

20

1.4.3. Радиоканал

Один из беспроводных способов соединения. Схема передачи данных посредством радиодоступа осуществляется по следующей схеме:

У абонента и провайдера устанавливается приемнопередающее радиооборудование со специальным радиомодемом. Посредством такого оборудования происходит запрос и пересылка Интернет-ресурсов.

Преимущества:

более доступно по цене установки оборудования;

высокоскоростная передача данных (от 2 Mbps до 11

Mbps);

мобильность в физическом перемещении принимающей стороны

Недостатки:

дорогостоящее оборудование (порядка 600 $);

проблема прямой видимости базовой станции; более высокая чем для выделенной линии абонентская

плата (от $50 до $200).

1.4.4. Спутниковый канал

Использует асимметричный доступ. Спутниковым чаще всего называют комбинированный способ доступа. При обычном доступе в Интернет отправка и получение данных происходит следующим образом. При Dial-up соединении, дозвонившись к провайдеру и идентифицировавшись, абонент получает временный IP-адрес. Используя данный IP-адрес абонент запрашивает ресурс и получает его на этот IP. При спутниковом (асимметричный) доступе используется следующая схема :

1.Абонент входит в Интернет используя "наземного" (например Dial-up) провайдера и получает у него временный IP-адрес.

2.Посылая запрос на получение требуемого ресурса сети Интернет, Абонент, используя данный IP-адрес, отправляется сначала на прокси-сервер "тарелочного" провайдера. На

21

нем "прописаны" логин и пароль, которые выдаются Абоненту при установке спутниковой DVB-платы. При установлении связи с прокси-сервером они идентифицируются.

3.Прокси-сервер запоминает логин и пароль Абонента.

4.По маршруту запроса Абонент отправляется, используя IP-адрес прокси-сервера. Временный IP-адрес Абонента во время сессии остается скрытым.

5.Запрашиваемые данные получаются проксисервером и, далее, передаются через спутник на ту DVB-карту, логин и пароль которой были идентифицированы и занесены в память при посылке пользователем запроса.

6.Абонент получает искомый ресурс на свой компью-

тер.

Преимущества:

невысокая стоимость пусконаладки (порядка 300 $);

скорость получения информации может значительно увеличивается (45 KB/s);

возможность дополнительно принимать спутниковые телевизионные каналы за символическую плату, причем в сумму входит оплата за Интернет и телевизионные каналы;

относительно низкая абонентская плата (не более $30 в мес.);

нет ограничений в объеме принимаемой информации и времени ее принятия (т.е. нет платы за трафик, проплачивается только постоянная абоненская плата).

Недостатки:

для спутникового доступа необходимо наличие любого другого соединения с сетью Интернет, посредством которого посылаются запросы пользователя на ресурс (на спутниковую антенну "сбрасывается" запрошенный ресурс), что повышает ежемесячные платежи;

спутниковая антенна имеет только принимающую способность (посылка информация происходит через DIAL-UP соединение), поэтому оперативный обмен информацией происходит не так быстро;

зависимость от метеорологических условий;

22