Глобальные компьютерные сети

Интернет (Internet, от лат. Inter — между и net — сеть, паутина) – это глобальная компьютерная сеть, т.е. совокупность соединенных между собой компьютеров и множества сетей.

Идея создания сети Интернет зародилась в США. Цель проекта состояла в разработке такой сети, которая сможет обеспечив бесперебойную передачу данных между децентрализованными компьютерами военного назначения.

В 1969 г. первые два компьютера были соединены в сеть АRРАnet, ставшую впоследствии прототипом сети Интернет. Название ARPAnet происходит от названия ее учредителя Advanced Researcl Projects Agency (ARPA — Управление перспективных исследовательских программ США).

В 1984 г. из сети ARPAnet была выделена сеть военного назначения (MILnet), а сеть ARPAnet, в дальнейшем переименованная в Интернет, стала сетью образовательного назначения. С ее помощью можно получить разнообразную информацию в текстовом, графическом и видеоформате, совершать поиск информации, посещать электронные магазины и совершать покупки, а также многое другое.

В 1989 г. Тим Бернерс-Ли (Женева, Швейцария) предложил концепцию создания распределенной информационной системы для «объединения знаний человечества», которую он предложил назвать «всемирной паутиной» (Word Wide Web – WWW). Для этого он объединил две существующие на то время технологии: технологию применения IP-протоколов для передачи данных и технологию гипертекста (Hypertext Technology). Эта новая технология основывалась на быстром переходе от одного фрагмента текста к другому по выделенным ссылкам (Dedicated Linke). При этом выделенные фрагметы могут располагаться на разных физически раделенных и удаленных дург от друга компьютерных носителях информации.

World Wide Web сегодня – это гипермедийная служба Интернета, содержащая огромное количество гипертекстовых документов, созданных на HTML (Hypertext Markup Language – язык подготовки гипертекстовых документов). Гипертекст – это метод представления текста, изображений звука и видео, связанных друг с другом произвольной (не последовательной) ассоциативной сетью. Формат гипертекста позволяет пользователям просматривать темы в любом порядке. Существуют средства и протоколы, которые помогают “путешествовать” в Интернете, т.е. найти ресурсы и переслать их с одного компьютера на другой. Сам термин «гипертекст» был предложен Тедом Нельсоном в 1965 г., а первую работающую гипертекстовую систему создал в 1968 г. Дуг Энгельбард. В 1991 г. был создан первый браузер (Browser) – компьютерная программа просмотра гипертекста, работающая в режиме командной строки. Его применение позволило уже в 1992 г. успешно реализовать предложенный проект по «всемирной паутине», которая с 1993 г. начала широко внедряться в информационной простанство по всему миру.

С точки зрения пользователя информационное пространство «всемирной паутины» состоит из документов различного формата (документов мультемедиа), предметных указателей и ссьиок, Для перехода по ссылке или поиска по указателю пользователь применяет соответствующий браузер, «понимающий» язык разметки гипертекста. Поисковая система отыскивает по ссылке или ключевым словам в «паутине» нужный каталог, читает его структуру, считывает нужный документ и пересылает его пользователю. Затем Web-сервер автоматически генерирует гипертекстовое представление требуемых файлов по запросам пользователя.

В сентябре 1994 г. Оливер Мак-Брайан (Oliver McBryan) из Колорадского университета (США) разработал одно из первых автоматических средств составления предметного указателя для WWW, названное WWW Worm. За несколько минут Worm формировал базу данных из 300000 мультимедийных объектов, которые можно было находить по ключевым словам. С этого момента информационное пространство World Wide Web было, в принципе, сформировано. Дальнейшие развитие шло по линии совершенствования технологий поиска, передачи, обеспечения безопасности, разработки и стандартизации различных Web-интерфейсов, повышающих комфорт использования Web-технологий. С середины 1990-х гг. эти технологии стали находить все более широкое при менение во многих сферах человеческой деятельности.

В апреле 1995 г. правительство США отказалось от контроля над Интернетом в пользу независимых административных советов. В настоящее время функционирование основных коммуникаций, расположенных на территории США, финансируется из средств NSF, а вопросы, связанные с технической поддержкой, решаются Инженерным комитетом Интернета (IETF, Internet Engineering Task Force). IETF — общественный комитет, в котором ученые и эксперты решают технические проблемы и вопросы дальнейшего развития сети.

19 сентября 1990 г. был зарегистрирован домен .su , но после распада СССР правоприемником его стала Россия, а бывшие республики зарегистрировали собственные имена. Так, Республика Беларусь получила имя .by. 7 апреля 1994 г. Был зарегистрирован для России домен .Ru. Перед этим на основании решения собрания крупнейших российских провайдеров было подписано соглашение «О порядке администрирования зоны .Ru. Тем самым Россия была официально признана как государство, представленное в Интернете. В 2009 г. была создана первая русскоязычная доменная зона .рф. Первым кириллическим доменом, зарегистрированным в новой зоне .рф, стал домен Россия.рф.

Управление доставкой пакетов в системе Интернет осуществляет протокол. Протокол — это набор правил, определяющих способ передачи и форматирования данных, передаваемых по компьютерной сети. Трафик — информация, передаваемая по сети Интернет. Единый протокол передачи данных по сети Интернет TCP/IP) обеспечивает устойчивость Глобальной сети. Транспортный протокол TCP (Transmission Control Protocol) раз¬бивает файлы на объекты при передаче и собирает их при полу¬чении. Адресный протокол IP (Internet Protocol) — протокол мар¬шрутизации, обеспечивающий доставку. Если отправляется письмо, то пишутся адреса отправителя и получателя. Информация упаковывается в конверт, содержание которого называется IP-пакетом, и «пишутся» IP-адреса получателя. Например, «Кому: 198.78.213.185»; «От кого: 193.124.5.31». По наборам цифр можно определить адресата.

При использовании протокола IP, каждый компьютер в рамках сети должен иметь уникальный IP – адрес, представляющий собой 32-битное число. Для удобства чтения, IP адрес разбивают на четыре 8 битовых числа, называемых октетами, например 149.76.12.4. В локальной сети, которая не подключена к Internet или другим сетям, можно назначать IP-адреса произвольно (главное, чтобы они не совпадали). Однако в Internet IP-адреса выделяются централизовано, организацией InterNIC. Она выдает адреса не на каждый отдельный компьютер, а в целом на локальную сеть. В соотвествии с IP-протоколом передаваемые данные разбиваются с помощью прикладной программы на блоки определенного формата, упаковываются в IP-пакеты, имеющие номер и заголовок. Затем они передаются по определенным маршрутам, а вновь поступающие пакеты обрабатываются. Протокол ТСР – это протокол управления потоком данных, следящий за комплектностью и порядком получения и сборки пакетов.

На основе протоколов IP и ТСР сетевые стандартные сервисные протоколы:

Для координации всей работы по стандартизации нормативных документов для эффективного использования пространства Интернет в 1994 г. был создан Консорциум Всемирной паутины –. Этот консорциум стал организацией, которая взяла на себя функции разработки, разрешения и внедрения технологических стандартов для WWW. Разработка таких стандартов должна содержать четыре стадии работы на ними: рабочий проект, созыв консорциума для рассмотрения, принятие сначала возможной рекомендации для использования, а затем окончательной так называмой прелагаемой рекомендацией.

Для получения информации в сети Интернет необходимо знать адреса ресурсов: адреса электронной почты, адреса хост-компьютеров и т.д. Хост-компьютеры (узловые компьютеры) – это компьютеры, включенные в сеть и предоставляющие различные виды сетевого сервиса. Каждый из них имеет уникальное доменное имя и числовой адрес, называемый IP-адресом.

В период создания Интернет соответствия между именами хостов и их IP- адресами были размещены в единственном файле, который назывался Hosts.txt, который размещался на компьютере в центре InterNIC. Этот файл передавался по всем хостам еще совсем тогда крохотной сети. Стремительный рост Интернет заставил выработать новую концепцию механизма разрешения имен. С этой целью была разработана специальная система DNS (Domain Name System), для реализации которой был создан специальный сетевой протокол DNS. Начальные попытки создать единую копию целой базы данных имен и адресов оказались тщетными из-за громадного объема информации. Было принято решение строить распределенную базу данных, а для увеличения производительности использовать механизм локального кэширования (сохранения в локальной базе данных). Доступ к распределенной базе данных не зависит ни от аппаратной платформы хоста, ни от коммутационной системы. Доступ к базе данных должны иметь все пользователи Интернет. Администрирование базы данных DNS возлагается на каждую организацию, которая подключается к Интернет. Организация должна инсталлировать свой собственный компьютер -сервер разрешения имен и ту часть распределенной базы данных, содержащей информацию о домене хостов данной организации. Сервер должен обслуживать хосты внутри организации и предоставлять доступ к базе данных этой организации извне.

Структура баз данных в системе DNS имеет иерархический вид, аналогичный иерархии файлов, принятой во многих файловых системах. Дерево имен начинается с корня, затем следует старшая символьная часть имени, вторая часть имени и т.д. Младшая часть имени соответствует конечному узлу сети. Все имена разделяются точками, причем иерархия задается справа налево, например, www.bseu.minsk.by

DNS имеет три основные компоненты:

Основным предназначением системы имен доменов является обеспечение механизма именования ресурсов. Этот механизм должен эффективно работать с различными хостами, сетями, семействами протоколов и типами организаций. Описанная выше структура DNS позволяет решать проблему адресации отдельных модулей изолировано, и, тем самым, создает универсальную модульную архитектуру.

Пользователь взаимодействует с пространством имен через программы разрешения. Для работы программ разрешения необходимо обращаться к серверам имен на других хостах, что может давать задержки от миллисекунд до нескольких секунд. Поэтому одной из важнейших свойств программ разрешения имен является возможность устранения сетевых задержек ответов. При этом используется механизм кэширования результатов запросов имен. Этот механизм ускоряет процесс определения имен, так в КЭШ-памяти накапливается информация о всех предыдущих именах , к которым обращалась программа.

Для обращения к хостам используются 32-разрядные IP-адреса. Поскольку при работе в сети Интернет использовать цифровую адресацию сетей крайне неудобно, то вместо цифр используются символьные имена, называемыми доменными именами. Доменом называется группа компьютеров, объединенных одним именем. Символьные доменные имена дают пользователю возможность лучше ориентироваться в Интернет, поскольку запомнить имя всегда проще, чем цифровой адрес. Кроме того, снижается вероятность ошибок п ри набере имени. Поэтому и была создана доменная система имен (Domain Name System, DNS), в которой компьютер идентифицируется в форме system.domain где system- имя компьютера, a domain обозначает структуру, в которую этот компьютер входит. Доменная система имен позволяет присваивать короткие понятные имена для определения местонахождения компьютера

Доступ к ресурсам сети Интернет и их использование могут осуществляться различными способами с помощью специальных служб этой сети. Службы Интернет в упрощенном варианте можно представить в виде пары групп программ, взаимодействующих между собой по определенным правилам протоколам. Одна программа – сервер, а вторая - клиент.

Перечень доступных услуг прежде всего определяется имеющимся у пользователя программным обеспечением для получения этих услуг и возможностями провайдера, через которого пользователь может получить доступ к Internet. К наиболее известным услугам Интернета относятся:

Все услуги (сервисы) предоставляются провайдерами (Providers) – орагнизациями, которые занимаются подключением к сети Интернет отбельных компьютеров и обеспечивают работу самой сети. Для получения доступа надо выбрать провайдера и заключить с ним договор установленного образца.

Служба WWW или Всемирная паутина — служба Интернета, предоставляющая возможность ра­боты с гипертекстовыми документами, размещенными на серверах в сети Интернет. Гипертекстовые документы – это документы, содержащие ссылки на другие, связанные по смыслу документы, которые могут находиться и на удаленных компьютерах. В таких документах могут быть объ­единены текст, графические иллюстрации, звук и т.д.

Проект WWW был начат в марте 1989 г. программистом Тимом Бернерс-Ли, работавшим в Европейской лаборатории физики эле­ментарных частиц. В 1990 г. он написал программу под названием «Редактор гипертекста», которая позволяла выделять одним щелчком кнопки мыши информацию в тексте документа для ссылки на другие документы, находившиеся в компьютерной сети лаборатории. Вскоре сотрудники лаборатории начали пользоваться этим редактором для пересылки друг другу научных статей. Впоследствии документы на­чали передаваться по всей сети Интернет. Такое виртуальное про­странство получило название WWW (Всемирная паутина), а компью­теры, предоставлявшие гипертекстовые документы — веб-серверами или WWW-серверами.

Программы, предназначенные для просмотра гипертекстовых документов, называются программами для просмотра WWW или веб-браузерами (WWW-браузерами). Веб-браузер получает затребованные документы, интерпретирует данные и после этого отображает инфор­мацию на экране.

Веб-серверы и веб-браузеры соединяются между собой с помощью протокола HTTP (Hypertext Transfer Protocol), который является протоколом передачи гипертекстовых документов, обеспечивающий прием и передачу веб-страниц.

В настоящее время наиболее популярными веб-браузерами являются программы Internet Explorer, Mozilla FireFox, Opera и др.

В отличие от обычных документов веб-страницы содержат ко­манды, задающие структуру документа (заголовки разного уровня, абзацы основного текста и т.д.), что дает возможность веб-браузер) отформатировать документ для его отображения на экране в соотстветствии с возможностями конкретного компьютера. Чтобы такое форматирование стало возможным, необходимо было разработать универсальный формат для веб-документов. Решением этой задачи стал стандарт HTML (Hypertext Markup Language), которыя является языком разметки гипертекста, использующийся при подготовке веб-документов. Он представляет собой простой набор команд, описывающих структуру документа.

Команды языка HTML позволяют выделить в документе от­дельные логические части (заголовки, абзацы, списки и т.д.), но не задают конкретные атрибуты форматирования. Имеются также ко­манды, позволяющие вставить в документ другие объекты (графики, рисунки, видео и т.д.), и команды, которые устанавливают связи с другими документами.

Программа-браузер получает такой документ, интерпретирует ко­манды языка HTML и выполняет форматирование составных чаетей документа.