Тематическиe сайты
Уровень 2, канальный. На этом уровне происходит анализ сигналов на физическом уровне. Например, в компьютере эти функции выполняет сетевая карта или модем. Производится создание, передача и прием кадров данных. Для этого используется протокол Ethernet.
Уровень 1, физический. На нем происходит реальная передача пакетов данных канального уровня и преобразование их в двоичный код потока данных. На физическом уровне определяются параметры среды передачи, которые задаются:
· типом кабелей и разъемов;
· способом подключения кабелей к контактам в разъемах;
· схемой кодирования сигналов.
Средства физического уровня лежат за пределами компьютера. На компьютере получателя информации происходит процесс преобразования данных от двоичных сигналов до документа.
5.3. Среда передачи и сетевое оборудование
Средой передачи информации в компьютерной сети называются каналы связи. В большинстве локальных сетей, используются проводные каналы кабелем «пятой категории», состоящим из четырех витых пар. Существуют и беспроводные сети, в которых информация передается по радиоканалу. Информация в локальных сетях, обычно передается в последовательном коде, такая передача имеет меньшее быстродействие, чем при использовании параллельного кода. Для передачи параллельным кодом требуется большее количество проводов, а это существенно повышает стоимость сети. Кроме того, передача информации на большие расстояния при любом типе кабеля требует сложной передающей и принимающей аппаратуры для формирования и усиления сигналов передачи на физическом уровне. Поэтому допустимая длина кабеля не превышает сотни метров. При выборе кабеля надо учитывать особенности конкретной сети, в том числе и используемую топологию. Для использования в локальных сетях основными параметрами кабеля являются:
· полоса пропускания кабеля - частотный диапазон сигналов, пропускаемых кабелем, и затухание сигнала в кабеле. Два этих параметра тесно связаны между собой, так как с ростом частоты сигнала растет затухание сигнала. Надо выбирать кабель, который на заданной частоте передачи сигналов имеет приемлемое затухание или выбирать частоту сигнала, на которой затухание еще приемлемо. Затухание пропорционально длине кабеля;
· помехозащищенность кабеля и обеспечиваемая им достоверность передачи информации. Для повышения помехоустойчивости передаваемой информации в ряде случаев используют специальные помехоустойчивые коды;
· скорость распространения сигнала по кабелю, определяющая расстояние между компьютерами сети;
· стоимость кабеля компьютерной сети.
Рассмотрим кратко основные виды средств объединения компьютеров в сеть.
Коаксиальный кабель - вид электрического кабеля, состоящий из двух цилиндрических проводников, вставленых один в другой. Чаще всего используется центральный медный проводник, покрытый пластиковым изолирующим материалом, поверх которого идёт второй проводник - медная сетка или алюминиевая фольга. Диаметр кабеля от 6 до 12 миллиметров.
Витая пара(twisted pair) - вид кабеля связи, представляющий собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой для уменьшения взаимных наводок при передаче сигнала и покрытых пластиковой оболочкой. В настоящее время наиболее часто используется в локальных сетях.
Оптоволокно - это стеклянная или пластиковая нить, используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Оптоволокна используются в оптоволоконной связи, которая позволяет передавать цифровую информацию на большие расстояния и с более высокой скоростью передачи данных, чем в электронных средствах связи.
Беспроводные каналы связи.Для их создания нетребуется никакой прокладки проводов и, кроме того, компьютеры сети можно легко перемещать в пределах помещения. Самым распространенным является радиоканал, обеспечивающий связь на тысячи километров, со скоростью передачи десятки мегабит в секунду, например, спутниковый канал связи. Недостатком радиоканала является его плохая защищенность от прослушивания и недостаточная помехозащищенность.
Для локальных беспроводных сетей WLAN ( Wireless LAN) в настоящее время применяются подключения по радиоканалу на небольшие расстояния , обычно до 100 метров и в пределах прямой видимости, скорость передачи – до 54 Мбит/с. Сети WLAN позволяют устанавливать беспроводные сетевые соединения на ограниченной территории.
Популярные беспроводные технологии Wi-Fi (Wireless Fidelity) и Wi-Max позволяют организовать связь между компьютерами числом от 2 до 15 с помощью концентратора, называемого точкой доступа или нескольких концентраторов, если количество компьютеров от 10 до 50. Кроме того, эта технология дает возможность связать две локальные сети на расстоянии до 25 километров с помощью мощных беспроводных мостов. Многие ноутбуки уже имеют встроенный контроллер Wi-Fi, что существенно упрощает их подключение к беспроводной сети. Радиоканал широко применяется в глобальных сетях, как для наземной, так и для спутниковой видов связи. В этом применении у радиоканала нет конкурентов, так как радиоволны могут распространяться в любую точку земного шара.
Инфракрасный канал также не требует соединительных проводов, его основное преимущество по сравнению с радиоканалом - нечувствительность к электромагнитным помехам. Обычно используется на небольшие расстояния для подключения клавиатуры и «мышки» к компьютеру.
5.3.1. Сетевое оборудование
Аппаратура компьютерных сетей обеспечивает связь между абонентами сети на физическом уровне. К основному сетевому оборудованию относятся:
· кабели для передачи информации;
· сетевые адаптеры;
· концентраторы;
· мосты;
· маршрутизаторы;
· шлюзы.
Рассмотрим их назначения и функции.
Сетевые адаптеры (контроллеры, сетевые платы и карты) – являются частью локальной сети. Назначение сетевого адаптера – это сопряжение компьютеров сети для обмена информацией между компьютером и каналом связи в соответствии с используемыми протоколами. Именно они реализуют функции двух нижних уровней модели OSI. Обычно, сетевой адаптер это плата, подключаемая к системной магистрали компьютера. Она имеет внешний разъем для подключения к ней кабеля сети. Сетевой адаптер имеет магистральные и сетевые функции. Магистральные функции, осуществляют взаимодействие адаптера с магистралью компьютера для определения своего магистрального адреса, пересылки данных между компьютерами.
К сетевым функциям адаптеров относятся:
· гальваническая развязка входа компьютера и кабеля локальной сети;
· преобразование логических сигналов в физические и наоборот;
· распознавание своих принимаемых пакетов;
· хранение информации в буферной памяти адаптера;
· организация доступа к сети, подсчет контрольной суммы пакетов для проверки правильности их передачи.
Сетевой концентратор или хаб (узел сети) - сетевое устройство для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна. Основными характеристиками концентраторов являются:
· количество портов - разъёмов для подключения сетевых линий, обычно выпускаются с 4, 5, 6, 8 и 16 портами (наиболее популярны последние два). Концентраторы с большим количеством портов значительно дороже, однако их можно соединять каскадно, для чего предусмотрены специальные порты;
· скорость передачи данных - измеряется в Мбит/с, выпускаются концентраторы со скоростью 10 Мбит/с, 100 Мбит/с и 1 Гбит/с. Существуют концентраторы с возможностью изменения скорости. Скорость может переключаться как автоматически, так и с помощью перемычек или переключателей;
· тип сетевого носителя - обычно это витая пара или оптоволокно, но существуют концентраторы и для других носителей, а также смешанные, например, для витой пары и коаксиального кабеля.
Коммутаторы(switch), как и концентраторы, служат для соединения сегментов в сеть. Они также производят сортировку поступающих на них пакетов. Пакеты, передаваемые между абонентами одного сегмента, через коммутатор не проходят.
Маршрутизатор(router)- сетевое устройство, которое на основании информации о топологии сети, используя таблицу маршрутизации и адрес получателя, организует передачу пакетов сетевого уровня их получателю. Они применяются в сетях, имеющих альтернативные маршруты между компьютерами сети.
Шлюзы(gateway) – это устройства для соединения сетей с различными протоколами. Шлюзы реализуют связь между абонентами на верхних уровнях модели OSI.
Шлюзы реализуются на базе компьютеров, подключенных к сети с помощью сетевых адаптеров. Они представляют собой специализированные абонентские узлы сети. Мосты, как и коммутаторы, работают на втором уровне модели OSI, но в последнее время мосты быстро вытесняются коммутаторами, являющимися более функциональными.
К дополнительному сетевому оборудованию ЛВС относят источники бесперебойного питания (ИБП), модемы, трансиверы, репитеры, а также различные разъемы (коннекторы, терминаторы). ИБП служат для повышения устойчивости работы сети и обеспечения сохранности данных на сервере. При сбоях по питанию ИБП, подключаемый к серверу через специальный адаптер, выдает сигнал серверу, обеспечивая в течение некоторого времени стабильное напряжение. По этому сигналу сервер выполняет процедуру завершения своей работы, которая исключает потерю данных. Основным критерием выбора ИБП является мощность, которая должна быть не меньше мощности, потребляемой подключаемым к ИБП сервером.
Трансивер – это устройство подключения PC к толстому коаксиальному кабелю.
Повторители (repeater) - используются для усиления и формирования физических сигналов, что позволяет увеличивать длину сети за счет соединения сегментов сетей.
Коннекторы (соединители) необходимы для соединения сетевых адаптеров компьютеров с тонким кабелем, а также для соединения кабелей друг с другом.
Терминаторыслужат для подключения к открытым кабелям сети, а также для заземления – это, так называемые, терминаторы с заземлением.
5.3.2 Стандартные сетевые протоколы
Протоколы – это набор правил и процедур, определяющих порядок выполнения передачи пакетов данных между компьютерами сети. Обмен данными возможен только между компьютерами, работающими по одному и тому же протоколу. Драйвер сетевого адаптера обеспечивает связь с сетевыми программами. Драйвер поддерживает единообразное взаимодействие программных средств высокого уровня сети с любым адаптером данного класса т.е. позволяет сетевым программам одинаково работать с платами различных производителей.).
Сети можно разделить на две больших группы:
· одноранговые сети - состоят из компьютеров, имеющих равные права;
· сети на основе серверов, в которых существуют специально выделенный компьютер (сервер), выполняющий только сетевые функции. Сервер может быть не единственным в сети.
Одноранговые сети используются, как правило, для объединения небольшого количества компьютеров, каждый из которых может одновременно являться как сервером, так и клиентом сети, также допустимо использование одного компьютера в качестве сервера, а другого - как клиента. Примерами одноранговых сетевых программ являются: Windows for Workgroups, Windows NT, WindowsXP и другие. Одноранговая сеть наиболее эффективна для 10-15 компьютеров, так как при большем числе компьютеров сетевые протоколы значительно тормозят работу сети. Сети на основе сервера используются в многопользовательских конфигурациях, сервер обслуживает только протоколы сети и других задач, обычно, не решает.
5.4. Основы Интернет
Интернет ( Internet- Interconnected Networks - объединенные сети) - всемирная система объединенных компьютерных сетей, построенная на основе протокола TCP/IP и маршрутизации пакетов данных. Интернет является физической основой для Всемирной паутины WWW (World Wide Web).
Краткая история развития Интернет. В 1957 году, после того, как в СССР был запущен первый искусственный спутник, в США было создано Агентство перспективных разработок (ARPA) с целью создания адекватных средств защиты и эффективных средств нападения. К работе подключились многие исследовательские центры и чтобы ускорить обмен научной информацией, в 1969 году крупнейшие из них были связаны коммуникационными каналами. Образовавшаяся в результате сеть, поначалу состоявшая всего из четырех узлов, получила название ARPANet. Была поставлена задача обеспечения работы данной сети даже в том случае, если в результате нападения некоторые узлы и каналы выйдут из строя. Техническое решение, предложенное специалистами по коммуникациям, было таким: сообщения в сети должны передаваться не целиком, а частями, их назвали пакетами. Части одного сообщения могут передаваться разными маршрутами и в пункте назначения все они "выстраиваются" в нужном порядке, формируя исходное сообщение. Если некоторые из пакетов не были доставлены из-за повреждения узла или канала связи, они должны быть посланы повторно по другому маршруту.
Новая технология давала исследователям невиданные ранее возможности. Ученый, работающий в Калифорнии, мог запросить у своего коллеги из Флориды предварительные результаты эксперимента, и через считанные минуты нужный файл уже был на его компьютере. Естественно, этими возможностями захотели пользоваться и ученые, работающие в других научно-исследовательских центрах. Поэтому в 1971 году ARPANet включала уже пятнадцать узлов, через год их число увеличилось до сорока. Поначалу сеть была сугубо военной и строго засекреченной, но постепенно ее статус менялся. В 1973 году, когда к ней подключились компьютерные центры Англии и Норвегии, ARPANet стала международной. Параллельно создавались и другие сети, в каждой из них использовались свои правила передачи данных (их принято называть протоколы) и своя система адресации узлов. Необходимо было наладить обмен данными между сетями, и агентство ARPA начало работу над проектом соединения сетей (Interconnecting Project). В результате появился набор протоколов передачи данных TCP/IP и начался процесс объединения сетей; в 1975 году свободно обмениваться информацией могли уже 60 исследовательских центров.
Годом рождения Internet принято считать 1983 год. В этом году министерство обороны США дало указание перестроить все узлы ARPANet так, чтобы они могли работать под управлением протоколов TCP/IP. В Европейской лаборатории физики элементарных частиц (CERN) под руководством Тима Бернерса-Ли началась работа над системой, основной задачей которой было обеспечить легкий, удобный и единообразный способ доступа к информации, предоставленной для совместного пользования, поначалу лишь графической и текстовой. В 1993 году лаборатория CERN начала рекламировать свой проект WWW, начали появляться первые WWW-серверы, количество пользователей Internet стало увеличиваться по экспоненте. Во многом это обусловлено тем, что в основу WWW была положена концепция гипертекста. От обычного текста гипертекст отличается тем, что в нем имеются ссылки на другие документы, связанные с ним по смыслу. Причем, они могут располагаться как на том же сервере, где размещен исходный документ, так и на компьютере, находящемся на другом континенте. В этих документах, в свою очередь, имеются ссылки на третьи и т.д. Миллионы и миллиарды документов, хранящиеся в Сети и связанных между собой миллионами и миллиардами ссылок, образуют своего рода информационную паутину Web, покрывающую всю Землю. Для перехода от одного документа к другому достаточно щелкнуть мышью на заинтересовавшей вас ссылке - более простой механизм придумать, пожалуй, трудно. Еще одним преимуществом WWW является то, что документы, предоставляемые Всемирной паутиной, теперь уже могут быть самыми разными - от текстов и компьютерных программ до видеоизображений , музыки и т.п.
Web-узел (Web-сайт или просто сайт) – это единая информационная структура, содержащая связанные между собой Web-страницы. Web-страница – документ, снабженный уникальным адресом (URL). Обычно Web-страница организована в виде гипертекста с включением текста, графики, анимации, аудио и видиоинформации. Различают статические и динамические Web-страницы. Вторые, в отличие от первых, не имеют постоянного адреса, они создаются динамически в ответ на запрос пользователя и после того, как он ознакомится с необходимой ему информацией, исчезают.
5.4.1. Клиенты и серверы
Как уже упоминалось выше, документы, представляющие интерес для пользователей Сети, хранятся на компьютерах, которые называются серверами.Сервером компьютер становится после того, как на нем устанавливается серверная программа. Сам компьютер может быть любым - от мэйнфрейма до персонального компьютера, но для того, чтобы пользователь мог получить доступ к тому или иному серверу, на его компьютере должна быть установлена соответствующая клиентскаяпрограмма. Такой компьютер получает статус клиента. Набор программ-клиентов, установленных на ПК пользователя, обеспечит доступ к соответствующим серверам. ПК формирует запросы для вызова разных служб Интернет: Web-страницы, электронная почта, группы новостей и др.
Выход в Сеть для компьютера пользователя обеспечивает компания-поставщик услуг Internet, по отношению к вам она выступает в роли провайдера. Поскольку возможности сети весьма разнообразны, для их реализации используются различные серверы и программы-клиенты. Чтобы получить адресованные вам сообщения электронной почты (или отправить свои), вам следует обратиться к почтовому серверу; для этого на вашем компьютере должна быть установлена соответствующая программа. Для получения доступа к многочисленным Web-страницам Internet вам необходимо инсталлировать клиентскую программу, которая называется Web-браузер (или просто браузер). Существуют и другие службы, а значит, и соответствующие программы-клиенты и программы-серверы, число их растет и соответственно расширяются возможности пользователей Internet. Следует различать понятия сервер и Web-узел. Это не одно и то же, поскольку на одном сервере может быть размещено множество различных сайтов. Однако существуют сайты-монстры, многочисленные гипертекстовые документы которых размещаются на нескольких серверах
5.4.2. Передача информации в Интернете
В основе передачи информации между многочисленными компьютерами глобальной сети лежит понятие маршрутизаторы, определяющие маршрут передачи информации. Маршрутизатор - это устройство, которое работает с группой каналов и направляет в выбранный канал передаваемый блок данных. Выбор канала осуществляется исходя из степени занятости имеющихся каналов и адреса, указанного в заголовке передаваемого сообщения.
5.4.3. Протоколы Интернета
Протокол - это набор правил передачи информации в сети. Протоколы бывают базовые и прикладные. Базовые протоколы определяют физическую передачу сообщений между компьютерами в сети Интернет, к ним относятся протоколы TCP(Transmission Control Protocol) – транспортный протокол и IP(Internet Protocol) - протокол маршрутизации. Эти протоколы тесно связаны и образуют протокол TCP/IP.
Прикладные протоколы, определяют функционирование различных служб Интернета. Протоколы POP3 и SMTP – отвечают за прием и передачу электронной почты, HTTP отвечает за передачу гипертекстовых сообщений, протокол FTP - за передачу файлов.
По протоколу TCP данные разбиваются на пакеты объемом не более 1500 байт и нумеруются так, чтобы их можно было бы правильно собрать в пункте приема. Малая длина пакета не позволяет одному пользователю монополизировать канал связи. К каждому пакету протокол IP добавляет адреса отправителя и получателя и маршрутизатор по IP-адресу определяет путь пакета, чтобы он быстрее оказался у получателя. Может быть выбран путь географически не самый короткий. У разных пакетов одного сообщения могут быть различные скорости и пути прохождения. При этом пакеты, отправленные позже, могут дойти раньше. Пакеты могут теряться или искажаться при передаче из-за помех на линиях связи. Если какого-либо пакета не хватает, он пересылается снова. В конце концов, все пакеты собирается в нужном порядке и вся информация полностью восстанавливается.
Используемый в Интернете принцип пакетной коммутации обеспечивает надежную работу сети, так как если какой-то путь в сети поврежден, пакет пройдет по другому пути и этим обеспечит доставку сообщения.
5.4.4. Адресация в Интернете
В сети Интернет, каждому компьютеру присваивается номер, называемый IP-адресом. При временном подключении к Интернет, пользователю выделяется IP-адрес только на время сеанса. Такое присвоение адреса называется динамическим распределением IP-адресов. Этот IP-адрес является уникальным только на время работы в Интернете и в другой раз, при выходе в Интернет он будет новым. IP-адрес имеет формат xxx.xxx.xxx.xxx, где xxx – десятичные числа от 0 до 255, например, 197.28.71.117. Компьютеры хранят адрес в двоичной форме и вышеуказанный IP-адрес в двоичном коде имеет вид : 11000101.00011100.01000111.01110101. Комбинация четырех октетов позволяет получить около 4,3 млрд. адресов. Так как текстовое имя удобнее для запоминания, чем цифровое, то вместо цифровых имен стали использовать текстовые. Для автоматизации такой замены в 1983 году была создана система именования сетевых объектов DNS (Domain Name System), которая автоматически задавала соответствие между текстовыми именами и IP-адресами.
5.4.5. Система доменов Интернет
Доменные имена и IP-адреса распределяются международным координационным центром доменных имен и IP-адресов (ICANN).Доменная система имен имеет иерархическую структуру. Домены самого верхнего первого уровня бывают двух типов: географические (двухбуквенные) и административные (трехбуквенные).
Географические - каждая страна имеет свой домен: au- Австралии; be –Бельгии; de– Германия; ru –России; uk – Великобритания; us - США и т.д. Административные - сom - коммерческие организации, edu – образовательные; gov - государственные; mil - военные; net - сетевые; int -международные;org – некоммерческие.
В именах домены отделяются друг от друга точками, причем, домен верхнего первого уровня указывается последним, а домен нижнего уровня указывается левее. В имени может быть различное количество доменов, но обычно их не более пяти. В качестве примера рассмотрим адрес сайта Санкт – Петербургского государственного университета сервиса и экономики - http://www.service.in.spb.ru/.
Первым в имени стоит service - название рабочей машины, реального компьютера с IP-адресом, домен spb, определяет имя петербургской части сети, а ru- российской.
5.4.6. Способы подключения к сети Интернет
Выбор способа подключения зависит от технических возможностей пользователя и провайдера. Можно выделить следующие основные способы подключения пользователя к оборудованию провайдера (рис.5.5):
· по коммутируемой телефонной линии;
· по выделенной линии;
· по цифровой телефонной связи;
· по сети кабельного телевидения;
· по спутниковым каналам;
· по радиоканалу.
Рис. 5.5. Способы подключения к провайдеру
Все существующие на настоящий момент способы доступа к Интернету можно разделить на две большие группы: сеансовое и постоянное подключение.
При сеансовом подключении данные передаются через модем в аналоговом виде. Компьютер, например, подключается по телефонной линии на ограниченное время, оплата, как правило, почасовая. Сетевой адрес назначается такому компьютеру только на время его работы в сети. Он выбирается из числа свободных на данный момент адресов и называется динамическим IP-адресом.
В случае использования постоянного подключения компьютер остается подключенным постоянно, данные передаются в цифровом коде с высокой скоростью, компьютеру назначается постоянный IP-адрес. К одному из жестких дисков такого компьютера может получить доступ любой пользователь Internet, если компьютер выполняет роль Web-узла.
Сеансовое подключение. В настоящее время используются в основном три вида сеансового подключения:
· доступ по коммутируемой телефонной линии.Линия связи, соединяющая сервер с удаленным абонентом, называется коммутируемой. Скорость приема данных по такой линии во многом зависит от типа автоматической телефонной станции, качества линии, типа модема;
· доступ через мобильный телефон. Такой вид доступа стоит намного дороже, чем подключение через коммутируемую линию. Кроме того, на маленьком экране невозможно отобразить стандартную Web-страничку;
· доступ через асинхронный спутниковый канал. Этот вид доступа появился относительно недавно, но уже успел завоевать популярность. Для передачи информации при таком доступе используется модем и обычная коммутируемая линия связи, для приема - спутниковый канал, скорость передачи данных которого в 4-8 раз превышает скорость модемного соединения. Такая несимметричность вполне оправданна, поскольку рядовой пользователь принимает из сети в десятки раз больше информации, чем передает. Одно из преимуществ доступа такого типа - при приеме информации ваш телефон может быть использован по его прямому назначению, так как телефонный канал в это время остается свободным. Еще одной особенностью спутникового канала является то, что можно просматривать и записывать на диск своего компьютера программы десятков каналов спутникового телевидения.
5.4.7. Постоянное подключение
· Асинхронный доступ по телефонной линии ADSL (Assimetric Digital Subscriber Line) представленный на рис.5.6. Эта технология
 |
Рис.5.6. Асинхронный доступ ADSL
позволяет передавать данные по телефонной линии, но при этом сохраняется возможность звонить по телефону, то есть соединение постоянное для Internet. Скорость передачи данных возрастает до 8Мбит/с, приема – до 1.5 Мбит/с. Для установления соединения с Интернет по технологии ADSL нужно модем-ADSL подключить к телефонной линии и к сетевой карте ПК, установить сплиттер, который разделяет частоты голосового сигнала телефонной линии и частоты, используемые ADSL-модемом, исключает взаимовлияние модема и телефонного аппарата. Внешне сплиттер представляет коробку с тремя разъемами RJ-11 (телефонные евророзетки).
Выделенная линия.Скорость синхронного доступа по выделенному каналу постоянна и может составлять от 64 Кбит/с до 2 и более Мбит/с. Для организации выделенного канала вам потребуется или отдельная телефонная линия, или волоконно-оптическая линия связи или связь может быть организована по радиоканалу.
· Доступ через локальную сеть. Именно этим видом доступа пользуется большинство из тех, кто имеет доступ к Internet с компьютера на рабочем столе. Сервер локальной сети подключается к Internet, как правило, через выделенную линию, и каждый пользователь может через этот сервер выходить в сеть.
В портативных компьютерах с помощью встроенных устройств, реализуется технология Wi-Fi для беспроводного подключения к Интернет. Другим способом подключения к Интернет является подключение через сотовую связь. Мобильные телефоны поддерживают доступ в Интернет по протоколу беспроводного доступа WAP (Wireless Application Protocol).
Модемы. Одной из важнейших характеристик модема является скоростьпередачи информации.На практике скорость передачи ограничивается полосой пропускания телефонной линии, поэтому выбор невелик – обычно 56 кбит/с.
Хороший модем содержит три микросхемы: цифровойсигнальный процессор DSP (Digital Signal Processor), поддерживающий протокол связи, контроллер, обеспечивающий сжатие информации и коррекцию ошибок, и кодек (кодер-декодер), с помощью которого цифровые сигналы преобразуются в аналоговые и наоборот. Но не во всех модемах устанавливаются все три микросхемы, например, в, так называемых, софт-модемах(softmodem - программный модем) все функции контроллера выполняет центральный процессор. Производительность компьютера при этом падает практически незаметно. Модемы бывают внешними и внутренними. Внутренние модемы устанавливаются в компьютере на материнскую плату, а внешние подключаются к порту компьютера. Считается, что внутренние модемы при прочих равных условиях уступают внешним, но зато для внешнего модема необходимо место на столе, кроме того, стоит внешний модем дороже.
5.5. Информационные ресурсы Интернет
Всю совокупность информационных технологий Интернет вместе с доступными базами данных называют информационными ресурсами Интернет. Практически все данные ресурсы построены с использованием технологии «клиент-сервер». Эта модель означает, что при обращении к ресурсам Интернет происходит сетевое взаимодействие, в котором участвует три следующих компонента:
· клиент – компьютер или программа - получающий услугу;
· серверы – компьютеры или программы – поставщики услуг;
· сетевая среда – совокупность технических устройств, связанных между собой коммуникационной средой и обеспечивающих связь между клиентом и сервером.
Следует отметить, что один запрос могут обрабатывать сразу несколько серверов, которые могут взаимодействовать через сетевую среду. Информационные ресурсы можно условно разделить на две основных группы: информационного обмена и информационного обслуживания и ниже рассмотрены наиболее распространенные из них.
Службы (сервисы) – это виды услуг, которые являются серверами сети Интернет. Рассмотрим основные актуальные сервисы:
· World Wide Web – всемирная паутина – для получения гипертекста;
· E-mail – электронная почта;
· Usenet – для проведения телеконференций;
· FTP –для передачи файлов;
· ICQ – для общения в реальном времени;
· Telnet – для удаленного управления компьютерами.
5.5.1 Программное обеспечение для работы в Интернет
Начиная с первой половины 1990 годов для работы в Интернет, и, прежде всего, с появлением всемирной паутины, создаются специальные программы-браузеры (browse - просмотр). Современный браузер - это программа с графическим интерфейсом, которая обеспечивает поиск искомого ресурса на сервере по его адресу. Браузер считывает запрашиваемый документ, форматирует его для представления пользователю и демонстрирует на клиентском компьютере. Эпоха графических браузеров появилась с созданием браузера Mosaic, который впервые позволил пользователям увидеть красочный мир всемирной паутины. Сегодня в мире существует не менее десятка различных браузеров, наиболее распространенными являются Internet Explorer, Opera, Mozilla, Netscape Navigator и другие. Все браузеры имеют свои достоинства и недостатки, которые состоят в скорости работы, способности открывать страницы, отвечают требованиям безопасности и т.п.
Всем современным браузерам свойственна простота интерфейса в сочетании с большими возможностями, которые они предоставляют пользователям. Данные программы снабжены множеством сервисных функций, как, например, способность делать закладки на нужные страницы, автоматически отслеживать маршрут следования по сети с возможностью возвращения к любой промежуточной ступени, удобный доступ к e-mail и Usenet и другие. С их помощью пользователь может одновременно работать сразу с несколькими различными источниками, отсылать понравившиеся страницы по электронной почте, сохранять приглянувшиеся файлы на своем компьютере. Освоение работы с браузерами - это прикладная задача и может быть реализована непосредственно за компьютером. Основными функциями программ просмотра страниц являются:
· отображение Web-страниц, написанных на языке;
· реализации навигации гипертекста;
· ведение журнала посещенных сайтов;
· создание и работа с избранными страницами;
· автономная работа и обновление Web-страниц по заданию;
· выбор уровня безопасности при посещении разных сайтов.
Кроме браузеров, для работы в Интернет используются и многие другие программы, предназначенные для работы с электронной почтой, FTP-сервисом, осуществляющие загрузку созданных или обновленных страниц на web-сайтах, программы для коммуникаций и многие другие.
Браузер Internet Explorer входит в состав операционной системы Windows, поэтому большинство пользователей даже не знают о том, что есть другие браузеры, предназначенные для работы с Интернетом.
Самым популярным браузером в сети действительно является Internet Explorer. Рис.5.7 иллюстрирует использование наиболее популярных браузеров.
Рис. 5.7. Статистика использования браузеров
5.5.2. Гипертекстовая система WWW
Из всех сервисов Интернет по популярности и по объему хранимой информации первое место занимает служба WWW. На втором месте находится служба FTP, которая обеспечивает доступ к файлам, содержащим информацию. WWW – это служба поиска и просмотра гипертекстовых документов, называемых Web-страницами. Web-страницы могут содержать кроме текста, рисунки, анимацию, звук и видеоизображение.
В основе архитектуры WWW , как и в архитектуре многих других видов сервиса в Интернет лежит концепция клиент-сервер. Сервер WWW является программой, находящейся на компьютере-хосте, которая выполняет обработку запросов от WWW-клиентов. При получении запроса на установление соединения с клиентом сервер осуществляет связь с клиентом на основе транспортного IP-протокола, обмениваясь с клиентом информацией с помощью прикладного протокола HTTP. В качестве клиентов можно выделить два основных типа: Web-браузеры и служебные приложения. Web-браузеры служат для непосредственной работы с WWW, получения из нее информации, и именно с ними работает обычный пользователь. Служебные Web-приложения могут общаться с сервером для поиска информации. Основу WWW-технологии составляют следующие компоненты:
· язык разметки гипертекста HTML (Hyper Text Markup Language);
· способ адресации сайтов в сети в виде универсального указателя ресурса URL (Uniform Resource Locator);
· протокол передачи гипертекста HTTP (Hyper Text Transfer Protocol);
· общий шлюзовой интерфейс CGI (Common Gateway Interface).
Язык гипертекстовой разметки гипертекста HTML.Идея гипертекста выдвинута в 1989 году в качестве способа доступа к информации. Благодаря идее гипертекста и службе WWW в Интернет стали создавать документы не только профессионалы, но и обычные пользователи. Гипертекст – это текст, содержащий ссылку на другую Web-страницу. Гиперссылка выделяется на странице подчеркиванием или цветом. Достаточно щелкнуть по гиперссылке мышью для перехода к другой Web-странице.
Web-страницы это текстовые файлы, написанные на языке HTML, который позволяет разместить на странице текст и указать его формат. Можно также разместить рисунки и другие элементы. Дальнейшее развитие данной технологии позволило сделать Web-страницы мультимедийными. Для просмотра Web-страницы на языке HTML используется «Блокнот», а для представления в нужном виде, используются программы просмотра Web-страниц - браузеры.
Система адресации URL.Дляпоиска в Интернете какой-либо сайта надо указать его URL (Uniform Resource Locator) - универсальный указатель ресурса, который определяет путь к данным, хранящимся в сети. URL является сетевым расширением понятия полного имени файла. Рассмотрим следующий URL: http://service.in.spb.ru/contacts/index.htm.
Первая часть http:// - (hyper text transfer protocol) – протокол передачи гипертекста, по которому производится передача данных с веб - сервера на веб - браузер.
Вторая часть - service.in.spb.ru - указывает на доменное имя компьютера.
Третья часть contacts/index.htm указывает программе-клиенту, где на компьютере-сервере искать файл index.htm, который находится в папке contacts. В URL необходимо различать прописные и строчные буквы.
Протокол передачи гипертекста HTTP. Основой HTTP является технология «клиент-сервер», то есть предполагается существование потребителей - клиентов, которые инициируют соединение и посылают запрос, и поставщиков - серверов, которые ожидают соединения для получения запроса, производят необходимые действия и возвращают обратно сообщение с результатом. Для обмена данными в WWW протоколHTTP обеспечивает передачу гипертекстовой информации с учетом ее специфики. Этот протокол предоставляет пользователю возможность в процессе взаимодействия с сервером уточнять параметры запрашиваемого ресурса. При работе в Интернет для обслуживания HTTP - запросов используется транспортный протокол TCP.
Общий интерфейс шлюзов CGI.СпецификацияCGI была специально разработана для расширения возможностей WWW-технологии за счет подключения внешнего программного обеспечения. Основное ее назначение – это обеспечение унификации потока данных между Web - сервером и прикладной программой, которая запускается сервером.
5.6. Средства коммуникации в Интернет
Одной из основных задач, стоящих при создания Интернета, было использование его в качестве средства связи, позволяющего удаленным пользователям обмениваться текстовыми сообщениями. Развитие пропускной способности каналов связи в сочетании с изобретением новых подходов привели к тому, что сейчас через Интернет можно обмениваться любой информацией, вплоть до проведения видео и аудио конференций в режиме реального времени. Рассмотрим некоторые основные средства коммуникации, доступные подавляющему числу пользователей Интернета.
5.6.1. Электронная почта
Электронная почта (e-mail - сокращение от electronic mail) - общее название сервиса по пересылке и получению электронных сообщений через Интернет. Отправленное сообщение становится доступным получателю буквально через несколько секунд, даже если он находится на другом конце Земного шара, и полученное сообщение будет храниться на сервере адресата. И хотя электронная почта используется чаще всего для отправки текстовых сообщений, они могут также содержать фотографии, графические элементы, анимацию и т.п. Также к сообщению можно прикрепить любой файл, размер которого ограничен возможностями данного почтового сервера. Работать с почтой возможно через Веб и Windows-интерфейсы. В первом случае мы можем получать и отправлять письма с самых разных компьютеров, где есть Интернет.
В случае работы через Windows-интерфейс используются программы типа Windows Mail, Outlook Express, The Bat!, устанавливаемые на компьютер. Получить почтовый ящик в настоящее время – очень простая задача, существует большое количество совершенно бесплатных сервисов, предоставляющих возможность завести ящик с адресом типа username@service.ru. К ним можно отнести почту Mail.Ru (http://www.mail.ru), Яндекс-почту (http://mail.yandex.ru/), Рамблер-почту (http://mail.rambler.ru/) , Google Mail (http://www.gmail.com). Большинство современных почтовых сервисов предлагает объем ящика порядка 5-6 или даже 20 гигабайт. Платная почта, с именем типа username@mysite.ru, где mysite.ru – адрес сайта, предоставляется обычно провайдером, на сервере которой размещается сайт. Условия платной почты могут быть различными для разных компаний.
5.6.2. Антиспам
Иногда пользователь электронной почты получает нежданные рекламные рассылки, обещания получить приз, вложив в «дело» сущие копейки и т.п. Такие письма называются спамом.
Спам (spam) - это рассылаемая корреспонденция рекламного или иного характера, отправляемая людям, не желающим её получать. В первую очередь термин «спам» относится к рекламным электронным письмам. Самый простой и дешевый способ избавиться от спама – это пассивная оборона. Не регистрируйтесь на подозрительных сайтах, не отвечайте на спам и т.п. Эти элементарные правила позволят вам отсеять значительную часть «мусорной» электронной почты.
Если спама приходит больше, чем полезной информацию из сети, то надо переходить к активным действиям. Сегодня существует большое количество антиспамовых технологий, которые позволяют пользователям отсечь огромное количество ненужной почты. Подобное программное обеспечение делится на две группы: локальное и глобальное.
Локальное программное обеспечение обычно представляет собой почтовые клиенты, имеющие встроенные средства борьбы со спамом, например, MS Office содержит систему противодействия спаму. Антиспамовый фильтр встроен по умолчанию в Outlook. Некоторые почтовые клиенты, вроде Mozilla Thunderbird, используют механизм надстроек, так называемых плагинов, которые подключаются к основной программе по желанию пользователя.
Некоторые почтовые провайдеры предоставляют услугу по фильтрование почты. Получив спам-письмо, вы можете внести адрес отправителя в «черный список» и все письма спамера будут автоматически удаляться, без загрузки их на ваш компьютер. Ко второй группе антиспамового программного обеспечения относятся, так называемые, корпоративные фильтры или шлюзы. Такие программы устанавливаются на почтовых серверах, где они отслеживают и удаляют нежелательные письма. К наиболее популярным программам второй группы относятся Anti-Spam «Лаборатории Касперского», «Спамооборона» компании Яндекс, Antispam Gateway фирмы AGAVA Software и ряд других.
Программа Anti-Spam - это система, для пользователей корпоративной почты. Она отфильтровывает спамовые письма при приеме электронной почты еще до того, как они будут доставлены в почтовый ящик пользователя.
5.6.3. Телеконференции Usenet
Служба телеконференций Usenet очень похожа на службу электронной почты, так как для ее работы используются те же самые почтовые программы. Разница в том, что сообщение отсылается не одному получателю, а сразу всей новостной группе (News Group). Следовательно, это сообщение прочитают все пользователи данной группы. Телеконференции позволяют обсудить какую-либо тему, и каждый может свободно выразить свое мнение, соблюдая определенный правила. Для работы этой службы используется протокол NNTP (Network News Transfer Protocol) – сетевой протокол передачи новостей.
5.6.4. Служба передачи файлов FTP
FTP ( File Transfer Protocol) - протокол передачи файлов предназначен для обмена файлами с серверами файловых архивов в сети Internet. FTP позволяет подключаться к этим серверам, просматривать содержимое каталогов и загружать файлы с сервера или на сервер. FTP появился в 1971 году задолго до протокола http. В сети Internet накопилось большое количество разнообразных файлов и любой пользователь может воспользоваться услугами службы FTP для копирования интересующих его файлов.
Обмен файлами производится с помощью специализированных программ - FTP-клиентов (Far, Windows Commander, AceFTP, CuteFTP). Эти программы являются также менеджерам сайтов, то есть, могут создавать списки серверов, с которыми целесообразно работать и позволяют просматривать информацию в виде каталогов как на локальных, так и на удаленных дисках.
5.6.5. Форум
Форумы - один из популярных сервисов в Интернет, реализующих возможность общения определенного круга пользователей сети. На форуме можно оставлять сообщения и создавать новые темы. Форумы позволяют обсудить в Интернет множество различных проблем, для чего пользователю только требуется найти соответствующий тематический форум с обсуждением нужной проблемы, а при его отсутствии создать интересующую тему. Большинство форумов тематические и посвящены какой-то области знаний. Это позволяет быстро найти людей, интересующихся похожей проблемой. Для того чтобы принять участие в обсуждении обычно необходимо зарегистрироваться. За ходом обсуждения следят специальные участники, которые называются модераторами и которые могут редактировать сообщения участников форума. В настоящее время в сети имеется огромное количество форумов, посвященных самым разнообразным темам. Форумы также могут входить в состав других сайтов – например, корпоративных. Для поиска нужного форума следует использовать поисковые системы, сформировав нужный запрос.
5.6.6. Чат
Чат (chat – разговор) – это средство обмена текстовыми сообщениями пользователей в режиме реального времени. Обычно под чатом понимается веб-страница, на которой можно прочитать сообщения сразу всех участников. Эта страница обновляется по истечении задаваемого промежутка времени, что позволяет видеть новые сообщения. Общение в чатах осуществляется в так называемых "комнатах", где виртуально собираются несколько пользователей, желающих пообщаться на заданную тему. Для входа в чат также нужно придумать себе «ник» и ввести адрес электронной почты. В отличие от форумов, сообщения чата не хранятся долгое время, как правило, чаты носят развлекательный характер, когда можно в режиме реального времени пообщаться с виртуальными собеседниками. Для делового общения более удобным оказывается использование Интернет-пейджеров, например, ICQ.
Тематические сайты – это одна из важных служб Интернета, делающего его привлекательным для миллионов пользователей. Практически невозможно создать сайт, который был бы привлекательным для всех посетителей, но совершенно очевидно, что у любого сайта, посвященного определенной теме, будет своя целевая аудитория. Ее размер будет зависеть от актуальности темы, а также от наличия аналогичных сайтов. Тематические сайты могут содержать разделы с форумами и чатами, позволяющие посетителям обмениваться мнениями по заданному вопросу.