Адресация компьютеров и передача данных
Компьютеры, работающие в сети, обычно называются узлами. Узел — это такой компьютер, который обеспечивает точку соединения, или точку распределения, или точку передачи данных. Интернет можно представить как множество узлов, каждый из которых может связаться с любым другим узлом.
Основная концепция которую должен знать пользователь при изучении работы в Интернете, — это адресация. Рассмотрим принципы составления адресов узлов в Интернете, а затем — основы обмена данными между узлами.
1Р-адреса
Напомним, что все компьютеры, подключенные к Интернету, находят друг друга в автоматическом режиме. Люди вообще не участвуют в процессе передачи данных, и это возможно благодаря системеIPадресации.
IP-адрес — это запись, по которой однозначно определяется местоположение компьютера в Интернете. IP-адрес состоит из четырех десятичных чисел(в интервале 1-254), разделенных точками (например, 220.17.68.43).
Как выглядят IP-адреса, вы можете видеть в окне браузера. Так, в строку состояния Internet Explorer каждый раз при загрузке Web-страницы выводится IP-адрес компьютера, с которого она загружается.
Запись IP-адреса происходит от 32-разрядного двоичного числа, которое представляется для удобства четырьмя десятичными числами. На каждое десятичное число приходится по8 двоичных разрядов — октетов, но из 256 возможных чисел (28 = 256) используются только числа от1 до 254 (числа 0 и 255 зарезервированы для служебной информации).
Представим теперь, что с помощью записей указанного вида должно быть пронумеровано все множество узлов в Интернете. На первый взгляд проблемы никакой в этом нет, так как 32 двоичных разряда могут дать свыше четырех миллиардов адресов(по порядку величины это равняется населению всей планеты). Однако, если в записяхIP-адресов постараться отразить иерархию подсетей, окажется, что 32 разряда — это не так уж много.
Дело в том, что IP-адрес состоит как бы из двух частей: первая часть обозначает адрес подсети Интернета, к которой подключен узел, а вторая часть — адрес узла внутри подсети. Причем граница между этими частями адреса может смещаться.
Допустим, адрес подсети определяется только первым октетом, а остальные три октета задают адрес узла (Класс А на рис.). Поскольку число подсетей с такими адресами невелико, а количество узлов внутри подсети огромно (свыше 16 миллионов), то такая разбивка IP-адреса отвечает большим сетям национального или континентального масштаба. Сети WAN будут попадать именно в эту категорию адресов.
Рассмотрим другой крайний случай, когда для адреса подсети выделяется три октета, а последний октет отдается под адрес компьютера(Класс С на рис.). Такая разбивка будет целесообразна для небольших сетей, коих великое множество. Сюда, как правило, относятся LAN небольших предприятий и организаций.
Очевидно, что множество IP-адресов с разбивкой "2 + 2": два октета для адреса подсети и два — для адреса узла (Класс В на рис.) будут определять узлы в сетях MAN и CAN. В данное множество попадают также адреса узлов в сетях регионального и национального масштаба.
Соответственно трем возможным способам разбивки IP-адреса определяют три класса подсетей: А, В и С.
Структура IP-адреса для подсетей различных классов
75
Признаком того, к какому классу относится сеть, то есть какова разбивка IP-адреса, считается значение первого десятичного числа (первого октета). Если первое число находится в интервале1—126, то данный IP-адрес описывает узел в сети класса А. Классам В и С отвечают соответственно значения первого октета в интервалах 128—191 и 192—223.
Например, запись 55.67.13.3 обозначает IP-адрес в сехи класса А; сетевым адресом является 55, а локальным адресом — 67.13.3. По записи другого IP-адреса — 132.67.2.53 можно сказать, что компьютер находится в сети класса В; адрес подсети — 132.67, а адрес компьютера — 2.53.
IP-адреса присваиваются серверам в Интернете и регистрируются специальной службой именDNS. Регистрация заключается в простом внесенииIP-адреса и доменного имени в каталог. Индивидуальный IP-адрес присваивается также компьютеру клиента при подключении к провайдеру Интернета. Но в этом случае IP-адрес выделяется временно на период соединения, поскольку в распоряжении провайдера адресов, как правило, меньше, чем клиентов. Присвоение адреса клиенту происходит автоматически, так что своего IP-адреса клиент может и не знать.
В связи с IP-адресацией часто используется понятие хоста. Хост— это компьютерная система с зарегистрированным IP-адресом.
Доменная система имен и указатели ресурсов
Хотя люди уже привыкли пользоваться цифровыми номерами абонентов(например, звоня по телефону), все-таки имена, которые можно произнести, легче запоминаются и более удобны для использования. У большинства компьютеров в Интернете есть собственное имя, а не только IP-адрес. Служба, которая обеспечивает перевод имен компьютеров в ихIP-адреса, называется Доменной Службой Имен (DNS). Это что-то вроде гигантского, распределенного по многим компьютерам телефонного справочника, с IP-адресами вместо телефонов.
Имя компьютера записывается как несколько слов, разделенных точками, например: iomas.vsau.ru. Это отражает иерархическую, или доменную, структуру службы DNS. В нашем примере “iomas” - это имя компьютера в домене (второго уровня) “vsau”, который принадлежит домену (первого уровня) “ru”. Администратор, который отвечает за домен первого уровня“ru” (Россия), зарегистрировал домен второго уровня “vsau.ru” (Воронежский агроуниверситет) и передал туда все полномочия на регистрацию новых имен в пределах этого домена. В свою очередь администратор домена “vsau.ru” зарегистрировал имя “iomas.vsau.ru” за определенным IP-адресом. Такая структура службы DNS обеспечивает, с одной стороны, уникальность имен компьютеров в пределах всего Интернета, а с другой стороны, четкое разделение административной ответственности.
DNS - это особая служба Интернета, потому что она используется всеми остальными службами, от telnet до www. Перевод имен DNS в IP-адреса происходит автоматически. Для этого надо только указать вашему компьютеру IP-адрес сервера DNS - того компьютера, которому будут направляться соответствующие запросы.
Хотя не существует особых правил, как следует называть домены, в применении к доменам первого, самого верхнего уровня сложилась определенная практика. Международные организации и США используют домены первого уровня com - для коммерческих, org и net - для некоммерческих организаций. В большинстве стран существует один домен первого уровня для страны: ru - для России, de - для Германии, uk - для Великобритании и т.д.
Так же, как каждый компьютер имеет свое уникальное имя, уникальное имя имеет и каждый документ в Интернете. Это уникальное имя называетсяURL - Универсальный Указатель Ресурса(Universal Resource Locator). URL имеет следующую форму:
служба://имя_компьютера/директория/поддиректория/.../имя_файла
(например: http://iomas.vsau.ru/people/peopl3.htm).
Служба обозначается соответствующим протоколом, чаще всего вы встретите http:// для веб-страниц и ftp:// для файловых архивов. Обратите внимание, что используется "прямая" косая черта - "/", а не "обратная" - "\". Также нужно иметь ввиду, что в названиях директорий, поддиректорий и файлов большие и малые буквы различаются.
Информационные ресурсы Интернета
Интернет - это средство обмена информацией между людьми, а не между компьютерами. Это один из инструментов, который помогает людям удовлетворять потребность в общении. Люди пишут письма, собираются в группы и ведут разговоры, дают объявления, пишут книги и т.п. Информация может быть предназначена одному человеку или группе людей, может быстро устаревать или иметь непреходящее значение.
Для обмена информацией человечеством накоплено множество способов. Например, письмо может быть послано через почту, и почтальон принесет его по адресу. Можно позвонить по телефону, но для этого необходимо наличие телефонов у обоих абонентов. Используя ту же телефонную линию, можно переслать факсимильное сообщение, но для этого уже недостаточно телефонных аппаратовнужно
76
иметь факсимильные аппараты обеим сторонам. Чтобы побеседовать сразу с группой людей, необходимо всем участникам собраться в одно время и в одном месте, или иметь специальные технические средства для проведения конференций(селекторных совещаний). А чтобы написать книгу и довести ее до читателей задействуется целое множество технических устройств и организационных моментов: печатающие, режущие, клеящие аппараты, транспортные и торговые услуги и т.п.
Разные службы Интернета реализуют разные функции обмена информацией, причем службы могут возникать и исчезать по мере необходимости. Некоторые из них становятся популярными и процветают, некоторые отвечают потребностям ограниченного круга пользователей, некоторые вытесняются более совершенными конкурирующими службами. Все зависит от потребностей людей в данном способе обмена информацией.
В телефонии каждая новая служба означает новое устройство, как, например, факсимильный аппарат. Однако компьютеры - это универсальные устройства, и TCP/IP предоставляет им универсальное средство связи. Поэтому в Интернете новая служба - это просто другая программа. Если вы программист, вы можете создать целую индустрию, придумав новую службу для Интернета. Миллионы людей скопируют вашу программу, и у Интернета появится еще одна новая функция.
Наиболее широко используются следующие службы Интернета:
Гипертекстовая система World Wide Web (сокращенно WWW или просто Web). Странные слова "World Wide Web" обозначают буквально "паутина, распространяющаяся по всему миру". Под "паутиной" подразумевается собрание миллиардов связанных файлов, которые имеют определенный формат и хранятся на Web-серверах, разбросанных по всему миру. Эти файлы могут представлять как обычные текстовые документы и изображения, так и информационно-справочные базы данных, каталоги библиотек и многое другое. Вы можете просматривать такие документы при подключении к Интернету и переходить от одного документа к другому, путем простых щелчков мышью на гиперссылках (или просто ссылках). Ссылки позволяют просматривать не только документы, имеющиеся на данном сервере, но и документы, хранящиеся на удаленных компьютерах (подробнее см. разд. "World Wide Web — Всемирная паутина" гл. 2).
Электронная почта (Electronic mail или сокращенно E-mail) — средство обмена сообщениями, напоминающее работу обычной почты, но значительно превосходящее ее по скорости доставки сообщений. Электронная почта является одним из самых дешевых способов коммуникации, а стоимость доставки сообщений не зависит от физического расстояния между корреспондентами. Каждому пользователю E- mail присваивается уникальный электронный адрес, который позволяет однозначно идентифицировать его среди миллионов других корреспондентов. Зная электронный адрес, вы можете отправить своему корреспонденту текстовое сообщение, рисунок, анимацию, звуковой файл, словом, любую информацию, которая хранится в цифровом виде. Подготовить и отослать сообщение можно в любое удобное для вас время. Точно так же ваш корреспондент, когда у него появится время, может принять сообщение и ответить на него.
Телеконференции Usenet — их проще всего представить как огромный электронный журнал, в который участники телеконференции могут передавать свои сообщения и получать на них ответы. Этот "журнал" разбит на множество разделов по различным темам— группам (поэтому Usenet называют тематическими конференциями), причем содержимое журнала обновляется ежедневно(поэтому для Usenet существует еще одно название — группы новостей). Пользователь сам выбирает режим работы в телеконференциях. Так, можно подписаться и получать сообщения только из интересующих вас разделов, а остальные разделы игнорировать. Вы можете не только читать материалы конференций, но и посылать туда свои сообщения с вопросами и предложениями. Ваши сообщения прочтут все пользователи, подписанные на эти разделы.
FTP (File Transfer Protocol — протокол передачи файлов) — передача программ и файлов данных между компьютерами, с использованием протокола FTP. В отличие от WWW, где возможна передача файлов определенного формата только от сервера к клиенту, протокол FTP позволяет организовать двусторонний обмен файлами любого формата и достаточно большого размера. С помощью FTP можно рассылать файлы сразу нескольким пользователям. Интернет располагает мощнымиFTP-ресурсами, представленными FTP-серверами, на которых хранятся огромные массивы документов(программ, текстов, графики и т. д.). Однако не все документы сFTP-серверов доступны для всех посетителей, большая часть документов может быть предназначена для привилегированных пользователей, например, для сотрудников организации, эксплуатирующей FTP-сервер.
Разговор в сети илиIRC (Internet Relay Chat — беседа через Интернет) — общение между находя-
щимися на линии собеседниками путем ввода текста с клавиатуры. Этот сервис можно назвать разговором в реальном времени, поскольку между посылкой сообщения и ответом на него может пройти всего несколько секунд. Общение через Интернет осуществляется с помощью специальных серверовIRC. Чтобы начать беседу (chat), вы подключаетесь к одному из серверов IRC, и в принципе вы можете вести разговор с любым пользователем, подключенным к какому-либо другому серверу IRC. Общение происходит посредством каналов, которые изолируют различные разговоры друг от друга и аналогичны от-
77
дельным комнатам для беседы. К каналу, то есть к разговору, может подключаться неограниченное число пользователей.
Интерактивный обмен с помощью ICQ (I Seek You — "Я ищу тебя") —наиболее популярная и об-
щедоступная система интерактивного общения. Соответствующая программа ICQ позволяет вести разговор с собеседниками в режиме реального времени, при этом сама программа работает в фоновом режиме. Это означает, что вы можете, не отрываясь от основной работы на компьютере, получать сообщения от своих собеседников. По сути, программа ICQ — это Интернет-пейджер, но с более широкими, чем у обычного пейджера, возможностями. Так, с помощью ICQ можно передавать сообщения и файлы, играть в компьютерные игры, подключаться к чат-каналам IRC, настраивать программу по своему вкусу и т. д.
Голосовое общение и видеоконференции— позволяют двум и большему числу абонентов слышать и видеть друг друга. Для проведения голосовых конференций компьютеры пользователей должны быть оснащены микрофонами и динамиками, а для видеоконференций потребуются видеокамеры. В отличие от общения IRC, при котором собеседники не слышат и не видят друг друга, голосовые и видеоконференции позволяют напрямую вступать в контакт с людьми. Вы можете слышать голоса ваших собеседников и видеть их лица, а они точно так же будут слышать и видеть вас.
Доступ к удаленным компьютерам с помощьюTelnet — позволяет работать с удаленными компью-
терами в режиме текстового терминала. На своем компьютере вы набираете команды и видите на экране результаты их выполнения, хотя все команды выполняются на компьютере, с которым установлено соединение. Чтобы воспользоваться Telnet, необходимы права доступа на компьютер, с которым вы хотите работать. С помощью Telnet вы можете связаться со своим компьютером, даже находясь за сотни километров от него. При наличии определенных навыков, вам удастся просмотреть пришедшую к вам электронную почту, произвести поиск в базах данных вашего компьютера, проверить процесс выполнения запущенных задач и, при необходимости, запустить новые и многое другое
Intranet-технологии
Интранет. Использование технологий Интернета в локальной сети
За последние годы сотни изготовителей создали гигантское количество программ, процедур и инструментальных средств для работы с Интернетом. Сформировавшиеся в результате мощные технологии, в частности Web-броузеры, Web-серверы, язык разметки гипертекста(HTML — Hypertext Markup Language) и протокол передачи гипертекстовых сообщений(HTTP — Hypertext Transmission Protocol),
упростили совместное использование всех видов информации множеством узлов глобальной мировой сети.
Но использование технологий Интернета не обязательно должно реализовываться в рамках всемирной информационной платформы. Все больше организаций начинают сознавать, что технологии, вызванные к жизни глобальной сетью, пригодны для создания мощных корпоративных информационных систем и систем обеспечения коллективной работы, которые часто называют “интранет” (intranet).
Интранет (интрасеть) — это корпоративная сеть (возможно — сеть офиса, предприятия, лаборатории или кафедры), использующая продукты и технологии Интернета для хранения, связи и доступа к информации.
Интранет-сети, как правило, состоят из внутри корпоративных Web-серверов, доступ персонала к которым организован через локальные вычислительные сети или собственные коммутируемые телефонные каналы. Благодаря связям с корпоративными базами данных, файл-серверами и хранилищами документов Web-серверы предоставляют сотрудникам компании различные виды информации через единый интерфейс — Web-броузер. Персонал через свои броузеры получает доступ к наборам корпоративных Web-страниц, содержащих связи с корпоративными документами и данными в формате HTML. Появляется все больше пакетов для организации в сетях интранет групповых дискуссий и выполнения других операций, свойственных программному обеспечению групповой работы.
Сети интранет недороги и просты в установке и администрировании. Web-броузеры распространяются многими компаниями-изготовителями, в том числеMicrosoft. Недорогое программное обеспечение Web-сервера можно найти на многих подобных серверах или получить в комплекте с такими операционными системами, как Windows NT Server. Наконец, интранет-сеть образует информационный уровень, практически не зависящий от операционной системы. Пользователь, работающий с любой сетевой или локальной ОС, может обращаться к информации корпоративногоWeb-сервера с помощью того же броузера, которым он пользуется для работы с сетью WWW.
Поскольку сотрудники применяют хорошо знакомые им средства просмотра, нет необходимости в дополнительном обучении и сопровождении, которые неизбежны при использовании фирменных систем групповой работы. С помощью единой и удобной для всех сотрудников прикладной программы могут выполняться самые разнообразные функции — от поиска в базах данных и ввода отчетов до отправки электронной почты.
78