Лекція1 Локальні і глобальні мережі. Мережа інтернет.

Язык программирования Паскаль.

В 1971 году Николас Вирт создал это чудо.

Як виник Інтернет? Ідея глобальної мережі зародилась під час "холодної війни" у 60-х роках минулого століття. У 1957 році у США було створено Агентство перспективних розробок (ARPA). Кількість і потужність комп'ютерних систем військового комплексу швидко зростала. Саме тоді виникла необхідність об'єднати територіально віддалені системи в одну мережу з метою раціонального й узгодженого використання їхніх спільних ресурсів. Зробити це треба було так, щоб у разі воєнних конфліктів чи природних катастроф вихід з ладу частини мережі не впливав на її функціонування у цілому. Така мережа була створена у 1969 році. її назвали Arpanet. Мережа швидко розвивалась і поступово вийшла за рамки суто військового проекту. У 1980 році Arpanet розділили на декілька незалежних мереж. Одна з таких мереж -NSFNet - розвивалася найбільш вдало. Власне на її основі було створено Інтернет.

Поступово користувачів мережі ставало дедалі більше, військовим це, звичайно, не подобалось - складніше ставало зберегти секретність обміну інформацією. Тож військові забрали для себе частину мережі, яку назвали MILNet, а решту віддали цивільним користувачам: студентам, ученим і бізнес­менам. Вважається, що саме з цього моменту почав функціо­нувати Інтернет. Однак це ще не був Інтернет у такому вигляді, як сьогодні. Спочатку комп'ютери вміли обмінюватись лише текстовими повідомленнями і лише значно пізніше (у 1991 р.) їх навчили передавати графічні зображення, звук тощо, що викликало масове зацікавлення мережею.

2. Локальні мережі. Комп'ютерна мережа - це комп'ютери, зв'язані між собою системою пересилання інформації.

Таку систему утворюють програмне забезпечення і технічні пристрої відповідного призначення.

Мережі поділяють за зонами обслуговування на локальні та глобальні.

У локальні мережі об'єднують комп'ютери, розташова­ні в одному будинку чи одній організації, наприклад, у шко­лі, університеті, універмазі, банку, на заводі тощо. Короткі лінії зв'язку дали змогу використати для пересилання інфор­мації дорогі коаксіальні (подібні до телевізійних) кабелі чи оптичні світловоди з великою швидкістю - 20 Мбіт/с і більше. Сьогодні для об'єднання комп'ютерів у локальні мережі застосовують економну технологію, що називається „вита пара".

Найпростіший приклад локальної мережі - два з'єднані спеціальним кабелем через послідовні чи паралельні порти комп'ютери. Такий спосіб з'єднання називають прямим..

Окремий комп'ютер мережі називають робочою станцією. Користувачів локальної мережі називають робочою групою.

Якщо всі комп'ютери мережі рівноправні, то така ло­кальна мережа є одноранговою. Члени робочої групи мають доступ до незахищеної інформації на кожному комп'ютері.

Якщо в мережі є комп'ютер, з якого черпають інформа­цію робочі станції, то такий комп'ютер називають сервером, робочі станції - клієнтами, а з'єднання - мережею типу клієнт-сервер. На таких комп'ютерах встановлюють спе­ціальне програмне забезпечення: програму-сервер для серверу і програму-клієнт для кожної робочої станції.

Робочі станції можуть знаходитись на значній відстані від серверу. Якщо комп'ютер-клієнт з'єднаний із сервером за допомогою телефонної чи іншої лінії зв'язку, то таке з'єднан­ня називають віддаленим доступом до мережі. Апаратну підтримку з'єднання здійснює пристрій, що називається мо­демом. Комп'ютер з віддаленим зв'язком до серверу інакше називають абонентським пунктом.

За способами об'єднання абонентів мережі поділяють на зіркоподібні (вузлові), кільцеві й одноканальні.

Зіркоподібний спосіб використовують, наприклад, у банківських мережах. Усі комп'ютери, наприклад, деякої фі­лії банку районного масштабу, з'єднані з центральним ком­п'ютером (сервером). Центральні комп'ютери філій з'єднані з

обласними серверами у Львові, Донецьку тощо, а обласні сер­вери, відповідно, - з головним сервером у Києві. Так утворю­ється багатозіркова мережа.

У кільцевих мережах абоненти з'єднані за допомогою спеціального обладнання безпосередньо між собою, а не з центральним комп'ютером. Обладнання та експлуатація кіль­цевих мереж коштує дешевше. Такий спосіб об'єднання або­нентів мережі використовують, наприклад, у однорангових мережах на підприємствах і в навчальних закладах.

Одноканальний (магістральний) спосіб об'єднання або­нентів використовують з метою економії витрат на дорогі лі­нії зв'язку, зокрема, у навчальних закладах, наукових інсти­тутах тощо. Усі абоненти приєднані до одного каналу зв'яз­ку, який називають магістраллю (шиною, каналом).

Локальні мережі можуть взаємодіяти між собою, якщо вони під'єднані до деякої глобальної мережі.

3. Глобальні мережі. Глобальні мережі об'єднують або­нентів у межах міста, країни, планети. Мережі для замовлен­ня авіаквитків, мережі, що об'єднують наукові осередки краї­ни, банківські мережі тощо - глобальні.

Глобальну мережу, що об'єднує мережі в деякому регіо­ні, називають регіональною. Окрім регіональних, розрізня­ють міжнародні та міжконтинентальні мережі, що обслугову­ють, наприклад, авіакомпанії, банки та ін. Інформація в та­ких мережах пересилається за допомогою космічних засобів зв'язку через супутники. Можливо, у майбутньому вам, сьогоднішнім студентам, пощастить будувати міжпланетні комп'ютерні мережі.

Функціонування мереж підтримують спеціальні комп'юте­ри, які використовують тільки для адміністративних потреб. Вони перевіряють стан комп'ютерів, розширюють або звужують мережу, ведуть облік, надають користувачам інформацію щодо ресурсів мережі.

Для об'єднання локальних мереж використовують комп'ютери і програми, які називаються шлюзами для мереж з різни­ми протоколами і мостами для мереж з однаковими протоко­лами. Для захисту корпоративної інформації чи для відсікання потоків непотрібних даних використовують пристрій, що ви­конує захисні функції і називається брандмауером.

Користувач (абонент) спілкується з іншими абонентами мережі через свій власний комп'ютер за допомогою спеціаль­ного програмного забезпечення - „Телекомунікації".

4. Глобальна мережа Інтернет. Найважливіша мережа на нашій планеті сьогодні - Інтернет. Це всесвітня мережа, до якої може бути під'єднана будь-яка локальна мережа чи персональний комп'ютер.

До мережі Інтернет під'єднані мільйони комп'ютерів і з кожною годиною їхня кількість збільшується. Інтернет став невіддільною частиною життя багатьох людей. Користувачі Інтернет можуть за лічені секунди знайти і прочитати не­обхідну інформацію, що зберігається на серверах у Нью-Йорку чи Токіо, переслати повідомлення з одного комп'ютера на інший чи на мобільний телефон, пейджер, поспілкуватись з друзями в режимі реального часу, відшукати партнера і зіграти з ним у шахмати і навіть заробити гроші, клацаючи на певних рекламних оголошеннях. Можна проводити на­ради, відеоконференції, стежити за курсами акцій на валют­них біржах, робити покупки в Інтернет-магазинах та ще багато чого корисного і цікавого.

Передбачається, що незабаром мережу Інтернет замі­нить мережа Інтернет-2, модель якої успішно функціонує в СІНА уже декілька років. її характерною рисою є велика швидкість пересилання інформації, чого традиційними деше­вими засобами добитися не можливо.

Як пересилається інформація між комп'ютерами в мере­жі Інтернет? Комп'ютери оснащують спеціальним обладнан­ням і програмами, об'єднують між собою за допомогою ліній зв'язку, якими пересилається інформація. Під час переси­лання інформація автоматично розбивається на частини, які називаються пакетами. Усі пакети нумеруються. У заголо­вок пакета автоматично записується його номер, інформація про відправника й одержувача. Пакети пересилаються від одного комп'ютера до іншого, доки не дійдуть до адресата. Проміжні комп'ютери, через які проходять пакети, називають маршрутизаторами. Маршрутизатор визначає, які на даний момент з'єднання існують і які найліпше підходять (менше завантажені) для транспортування пакета. Тому пакети не завжди пересилаються єдиним шляхом. Вони можуть переси­латися різними маршрутами. Коли всі пакети дійдуть до місця призначення, спеціальна програма аналізує їхні заголовки, об'єднує пакети й інформація набуває первинного вигляду— Такий спосіб пересилання інформації дуже зручний. По-1 перше, він прискорює пересилання файлів, оскільки малі за| обсягом частини інформації (пакети) надходять швидко. По друге, якщо на лінії десь виявляться неполадки, то немає! потреби заново передавати всю інформацію, автоматично пере-| силаються лише ті пакети, які не дійшли до адресата.

Отже, Інтернет - це глобальна комп'ютерна мережа,! яка об'єднує велику кількість мереж, а водночас - мільйони] комп'ютерів на планеті з метою обміну даними і доступу до спільних інформаційних ресурсів.

Сервіси, протоколи та адресація ресурсів

1. Сервіси (служби) Інтернет. Під час пересилання інфор­мації у мережі один комп'ютер робить запит (комп'ютер-кліент), а інший - надає відповідь (комп'ютер-cepeep). Такі комп'ютери відрізняються між собою, зокрема, встановленим програмним забезпеченням. Програми, які здійснюють запит, називають клієнтами, а які опрацьовують запит і надають від­повідь - серверами. Між цими програмами має бути однознач­на відповідність, вони повинні розуміти одна одну. Пара програм - для клієнта та сервера - утворюють службу Інтернет.

Існують універсальні та спеціалізовані служби Інтернет. Спеціалізовані служби доступні вузькому колу користувачів і спеціалістів. Універсальні служби може використовувати кож­ний. Основне програмне забезпечення для роботи з універ­сальними службами входить до комплекту операційних сис­тем. До основних служб належать:

• WWW або WEB-служба;

• електронна пошта (e-mail);

• служба новин UseNet ;

• служба пересилання файлів між комп'ютерами FTP;

• служба Gopher;

• служба Telnet;

• служба WAP.

Служба WWW (World Wide Web або WEB-служба) вва­жається найбільш популярною. Це система відображення та обміну інформацією. Вона надає доступ майже до всіх видів ресурсів мережі. В основі WWW лежить концепція опрацю­вання гіпертексту, яку ми розглядатимемо пізніше.

Електронна пошта (e-mail) дає змогу користувачам обмінюватись листами-повідомленнями. Одночасно з тексто­вими повідомленнями можна передавати файли в різних форматах: графіку, звук тощо.

Службу UseNet називають службою новин або телекон­ференцією. Принципи роботи служби новин схожі до роботи електронної пошти, однак у UseNet повідомлення направляю ться не конкретній людині, а так, щоб їх міг отримати ко; ний, хто виконає підписку на ті чи інші новини.

Служба FTP призначена для пересилання файлів мі комп'ютерами. Ця служба дає змогу швидко та якісно пер сплати файли великих розмірів, зокрема, програми, звуко та відеофайли т а ін.

Служба Gopher дає змогу шукати, отримувати та відоі_ ражати потрібну інформацію у текстовому форматі. Це давні служба і сьогодні вона майже не розвивається.

Службу Telnet використовують для віддаленого доступ) до ресурсів інших комп'ютерів.

Останнім часом популярними стали нові служби Інтер нет: інтерактивний чат, аудіо- і відеоконференції, де користе вачі можуть спілкуватися в режимі реального часу тощо.

2. Протоколи Інтернет. Сукупність правил взаємоді клієнта та серверу, називають протоколом. Звичайному ко ристувачеві не обов'язково знати його зміст, але варто орієн туватись, який протокол використовує та чи інша служба Розглянемо основні протоколи мережі Інтернет.

На початку 70-х років розроблено спеціальний протокол міжмережної взаємодії, який назвали протоколом ТСР/І1 (Transfer Control Protocol/Internet Protocol).

TCP (Transfer Control Protocol) - протокол управління пересиланням даних. Він визначає правила розбиття інформацію на пакети певного розміру та формату, їх доставки до адресата) певними маршрутами й об'єднання пакетів в єдине ціле.

IP (Internet Protocol) - протокол міжмережної взаємодії— Він дає можливість коректно пересилати інформацію міжщ комп'ютерами, які мають різну архітектуру та різні операцій ні системи.

HTTP (HyperText Transfer Protocol) - протокол служби WWW. Це протокол пересилання і відображення гіпертексту, тобто web-сторінок. Він дає змогу за допомогою спеціальних програм - броузерів - отримувати і переглядати web-сторінки.

Протоколи електронної пошти: SMTP, РОРЗ та ІМАР.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) - простий прото кол пересилання повідомлень. Він дає змогу пересилати пош тові повідомлення від комп'ютера користувача на сервер.

РОРЗ та ІМАР дають змогу користувачеві забирати або читати повідомлення з поштового серверу. РОРЗ (Post Office -Protocol) - протокол поштового відділення, ІМАР (Internet ЩМаіІ Access Protocol) - протокол доступу до електронної пош-гги. їхні принципи роботи мало чим відрізняються, і зазвичай немає різниці, який протокол використовувати.

FTP (File Transfer Protocol) - протокол пересилання файлів. Він дає змогу пересилати файли будь-яких форматів із FTP-серверу на комп'ютер користувача або навпаки.

З розвитком мобільного зв'язку значно зросла роль елект­ронних повідомлень. Протокол WAP надає доступ до сервісів Інтернет користувачам мобільних телефонів, пейджерів, елект­ронних органайзерів, що використовують різні стандарти зв'язку.

3. Адресація ресурсів Інтернет. Пересилання інформації в мережі здійснюється за принципом „запит - відповідь". За допомогою одного комп'ютера - клієнта - формують запит і звертаються до іншого комп'ютера - серверу - за потрібною інформацією. Запит містить адресу комп'ютера, на якому знахо­диться потрібна інформація (її називають ресурсом), тобто шлях до ресурсу та адресу клієнта. Колись комп'ютерів, під'єдна­них до Інтернет, було небагато, і кожний з них мав своє ім'я в мережі. Ці імена записувались у спеціальні файли, які постійно розсилала серверам організація InterNIC (Network Information Center).

Коли кількість комп'ютерів досягла певної критичної межі, робота з такими файлами ускладнилася. Тому Інтернет вирішили умовно поділити на зони. Кожному комп'ютеру на­дали номер, який складається з чотирьох чисел, кожне з яких менше ніж 256. Числа розмежовані крапками. Такі ад­реси називаються IP-адресами. Ось приклади адрес:

124.178.65.12; 193.131.45.112: 193.101.48.96.29. Кожна така адреса складається з двох частин. До першої частини можуть належати від одного до трьох чисел зліва. Ця частина визначає адресу мережі, до якої входить комп'ютер, і називається ідентифікатором мережі. До другої частини вхо­дить інша група чисел адреси. Вони визначають у певний проміжок часу конкретний комп'ютер у мережі і називаються ідентифікатором вузла.

Для адміністрування (керування) мережею така система адресації зручна, а ось для користувачів - ні. Не зручно по-

стійно пам'ятати набори цифр, їх можна легко переплутати крім того, вони можуть змінюватися. Тому поряд з ІР-адрес^ цією була введена інша система імен — доменна система. Воі дає змогу поставити у відповідність ІР-адресі деяке ім'ї зручне користувачам. Для цього мережу умовно поділили так звані домени (тематичні частини). Домени побудувал так, щоб за назвами можна було визначити їхнє призна чення, належність, форми обслуговування та фінансування Так, спочатку в США були створені шість доменів:

комерційні компанії провайдери освітні організації військові організації державні організації суспільні організації.

Домен com призначений для обслуговування різноманіт] них комерційних організації, edu - для Міністерства освіти США, а тії - для військового комплексу. Приклади домен-І них адрес: vahoo.com — адреса пошукового каталогу Yahoo!, microsoft.com - адреса серверу корпорації Майкрософт, uasport.net - адреса серверу спортивних новин України, uar.net - адреса провайдера УАРнет у Львові тощо.

Коли Інтернет вийшов на міжнародний рівень, існую­чих доменів стало недостатньо. Було вирішено створити до­датково домени за територіальним принципом, тобто для дер­жав, наприклад:

uа Україна

uк Великобританія

ru Росія

fr Франція

са Канада

jp Японія

ch Кітай

it Італія.

Приклади таких адрес: rada.kiev.ua - адреса серверу Верховної Ради України; narod.ru - адреса пошукового ката­логу Народ у Росії, polynet.lviv.ua - адреса серверу Націо­нального університету „Львівська політехніка" та ін.

Домени другого рівня (lviv, kiev, narod, microsoft тощо) юже отримати будь-яка особа або організація. Після придбання сомену другого рівня його власник може розподіляти (продава­ли) домени третього рівня і т. д. Довгі імена (адреси) вважають •я непрестижними і солідні компанії ними не користуються.

На противагу IP-адресам, доменні адреси читають спра-,& наліво. Наприклад, повна адреса серверу корпорації Місго-_i0ft - www. microsoft.com. Справа зазначено домен вищого іівня - com, зліва від нього - домен другого рівня - назву ;омерційної компанії microsoft, а зліва від домену другого іівня - назву відповідної служби Інтернет - www (зазначимо, ;о для www це не обов'язково). Як користуватися такими [ресами буде описано пізніше.

Доменне ім'я в числове можна перевести за допомогою спе-іальної програми ping. Якщо комп'ютер під'єднаний до мережі, слід запустити, наприклад, з командного рядка Windows.

Інтернет складається з тисячі різних мереж, кожна з ких може працювати за своїми правилами, використовувати іізноманітні протоколи та системи адресацій. Для обміну ін­формацією між такими мережами служать спеціальні ком­п'ютери, які називають шлюзами. їх встановлюють на виході кожної мережі. Шлюзи перекладають внутрішні мережні ад­реси комп'ютерів в адреси Інтернет.

Висновок. Кожний комп'ютер, під'єднанний до Інтер­нет, має свою адресу. Існує два способи написання адрес: текстово-доменний (domain) і числовий (IP-адреси), між якими є однозначна відповідність. На практиці користувачі рідко використовують IP-адреси. Спеціальні комп'ютери, які називають серверами DNS (Domain Name System - система доменних імен), перекладають доменні адреси в числові та навпаки. Побачивши доменну адресу, комп'ютер спочатку звертається до серверу DNS, визначає IP-адресу потрібного ресурсу, а потім шукає його в мережі Інтернет.

<HTML> <!-Це файл filel.htm->

<HEAD>

<TITLE> Назва вікна web-сторінки </TITLE>

</HEAD>

<BODY параметри>

Текст </BODY>

</HTML>