Анализ особенностей структуры глобальных сетей

Оглавление

 

Введение 3

Глава 1 Технология глобальных компьютерных сетей 4

1.1 Основные понятия глобальных компьютерных сетей 4

1.2 Назначение и особенности использования 8

1.3 Аппаратная и программная поддержка 14

Глава 2 Анализ особенностей структуры глобальных сетей 18

2.1 Строение глобальной сети 18

2.2 Типы глобальных сетей 23

2.3 Перспективы развития компьютерных  сетей 32

Заключение 35

Список использованных источников 37

 

Введение

 

Современный этап развития общества можно охарактеризовать как информационный. Информация, информационные системы, информационные технологии во многом определяют стратегические направления дальнейшего его развития. Во второй половине ХХ века человечество осознало, что информация не менее, а даже более важный фактор социального развития, чем вещество, энергия и другие ресурсы. Овладение нарастающими массивами и потоками информации с помощью новых специализированных технологий превратилось в широкомасштабный проект информатизации общества.

Информатизация призвана стать основанием кардинальной трансформации качества и уровня жизнедеятельности человека. Подлинное информационное общество должно обеспечить правовые и социальные гарантии того, что каждый гражданин общества, находящийся в любом пункте в любое время, сможет получать всю необходимую для его жизнедеятельности и решения, стоящих перед ним проблем, информацию. Если таких гарантий нет, то общество не может считаться информационным. Различие в уровне информационного обеспечения сегодня становится одной из причин дисбаланса экономического развития передовых и слаборазвитых стран, порождает нестабильность в отношениях между странами. Сложный, противоречивый характер взаимодействия в системе "человек — информация", обусловлен природой информации как таковой. При этом все возрастающее значение приобретает управляющая функция информации и растет зависимость общества от информационной среды.

Самый распространенный вид Internet - глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Internet образует ядро, обеспечивающее связь различных информационных сетей.

 

Глава 1 Технология глобальных компьютерных сетей

 

1.1 Основные понятия  глобальных компьютерных сетей

 

Доменная организация сети

Каждый компьютер, подключенный к Интернет, должен быть уникально описан в глобальной сети. Для этого используется доменная организация сети. Эта структура подобна структуре каталогов в компьютере: есть домены самого верхнего уровня, есть вложенные в них домены, которые — в свою очередь — могут содержать другие домены и т.д.

Имена доменов самого верхнего уровня строго определены. Существует два тина таких имен: по типу организации и по стране. Имена по типу организации (corn — коммерческая организация, edu — учебная, gov — правительственная и т.д.) были исторически первыми, сейчас практически не присваиваются и, в основном, характерны для организаций в США. Обычно адрес, присваиваемый компьютеру, будет включать в себя в качестве имени самого «верхнего» домена символы, определяющие страну пребывания. Российские компьютеры имеют адреса, заканчивающиеся на ru или su.1

Далее, уже в рамках данной страны, организации-провайдеры регистрируют свои группы имен — домены. Имя каждого домена отделяется при написании от другого имени точкой, причем имя домена верхнего уровня пишется справа. Так, адрес сервера газеты «Уральский рабочий», в которой работает в настоящее время автор, это ur.etel.ru. В этом адресе ru — обозначение страны, etel — домен, зарегистрированный провайдером, ur — имя компьютера в газете.

Если предоставление услуг осуществляется через несколько организаций, то имя компьютера может состоять из большого числа групп символов, хотя на практике редко встретишь имена, включающие в себя больше пяти групп.

Доменное имя компьютера в Интернет уникально. Но оно еще ничего не говорит о местонахождении компьютера. Вы можете зарегистрировать на себя новый домен (такая процедура достаточно проста, хотя и требует соблюдения некоторых формальностей — хотя бы проверки на уникальность имени домена) и в дальнейшем, при переезде из города в город сохранять за собой эти имена. Будут меняться только организации, которые осуществляют Ваш выход в Интернет, регистрируя эти имена в глобальной сети.

IP адрес

Второй параметр, который будет уникально определять Ваш компьютер в мире — это IP-адрес.

IP-адрес — это четыре  числа, каждое из которых может принимать значение от 0 до 255. Например IP-адрес ftp-сервера фирмы Microsoft (то есть сервера, с которого можно получать файлы по сети) 198.105.232.1. Существуют специальные правила, которые определяют адрес, присваиваемый компьютеру. Не вдаваясь в ненужные подробности, отметим только, что этот цифровой адрес компьютера уникален, то есть в мире нет второго компьютера с таким же адресом.

В чем причина существования двух типов адресов? Во-первых, человеку проще работать с символьным адресом, чем запоминать сочетания цифр. Обычно имена доменов даются по имени организаций, так что — даже не зная цифрового адреса фирмы — можно предположить о доменном адресе. Сравните: Белый дом (США) — whitehouse.gov, информационное агентство CNN — cnn.com, сервер фирмы Hewlett Packard — hp.com и т.д. Кроме того, сохранение «за собой» имени позволяет не беспокоиться, что в случае возможных переездов придется организовывать новую рекламу доменного адреса.

Во-вторых, IP-адреса обычно получают на себя фирмы, предоставляющие услуги выхода в Интернет. Эти адреса (один или несколько) они закрепляют за конкретным пользователем, который может иметь «свое», собственное доменное имя. После определенной процедуры регистрации пользователь может начинать работу в Интернет. Процедура полностью автоматизирована, но необходимо некоторое время (около суток), чтобы сервера во всем мире произвели нужные записи о пользователе.2

В то же время, на практике небольшие организации обычно используют доменные имена провайдера и не регистрируют свои собственные домены.

Программное обеспечение на компьютерах, предоставляющих услуги Internet, обеспечивает нахождение по IP-адресу имени компьютера и наоборот (см. ниже DNS). Заметим только, что не все компьютеры, имеющие IP-адрес, имеют зарегистрированное в глобальной сети свое доменное имя.

Маска сети

Для правильного функционирования протокола IP необходимо определить, какой диапазон IP-адресов присвоен Вашей локальной сети. Для этих целей используется так называемая маска сети: четыре тройки цифр, имеющих значение от 0 до 255. Конечный пользователь обычно имеет маску 255.255.255.???, где вместо знаков вопроса стоят цифры, определяющие размер сети. Эти параметры должны быть сообщены Вам провайдером.

Gateway (шлюз)

Для правильной работы в настройках должен быть указан IP-адрес устройства, которое обеспечивает связь с внешней сетью. Это так же может быть сделано явно или автоматически — в зависимости от установленного программного обеспечения.

DNS-сервер

Для того, чтобы Вы могли указывать не только цифровые IP-адреса, но и имена компьютеров, нужно определить IP-адрес компьютера, где установлено программа, обеспечивающая такое преобразование (domain name service).

Proxy

Практика показывает, что некоторая информация пользуется особой популярностью: ее запрашивают многие пользователи, иногда даже не по одному разу за день. Чтобы снизить нагрузку на сети, стали устанавливать так называемые proxy-сервера. На этом сервере автоматически сохраняется на некоторый срок вся информация, проходящая через него. Если будет обнаружен запрос информации, уже находящейся в копии на сервере, то именно эта копия и будет направлена пользователю. При необходимости информация на proxy-сервере может обновлена по запросу программы просмотра пользователя.

Работа через proxy-сервер не обязанность, а право. Proxy-сервер может быть указан в настройках программ, осуществляющих просмотр Интернет (например, MS Internet Explorer). На практике работа через прокси-сервер обычно существенно быстрее работы «напрямик».

«Зеркальный» сервер (mirror)

Информация с наиболее интересных серверов дублируется на серверах в других странах мира. Это позволяет снизить объем информации, передаваемой между странами, и ускорить работу пользователя с интересующими его страницами.

URL (Uniform Resource Locator)

Так, обычно, называют адрес документа (или сервера) в Интернет. Примеры URL:

ftp://ur.etel.ru/distr/index.txt file://ur.etel.ru/distr/index.txt http: //ur.etel.ru/default.htm news:alt.hypertext telnet://dra.corn

URL состоит из двух  частей. Слева (до двоеточия) указывается способ доступа к ресурсу (file и ftp — доступ по протоколу FTP, http — документ необходимо просматривать программами типа MS Internet Explorer или Netscape Navigator, news указывает на принадлежность к телеконференциям, a telnet — на использование программы telnet).

Справа пишется адрес компьютера, на котором находится ресурс, и каталоги (отделяются косыми черточками), в которых расположен документ. Если не указано имя документа, то Вы получите доступ к документу «по умолчанию», который назначен настройками соответствующего информационного сервера.

Кодировки символов

Проблема существования различных кодировок символов русского языка больше всего дает о себе знать именно при работе с глобальными компьютерными сетями. Наиболее распространены кодировки КОИ-8 и 1251. Иногда можно встретить и русские тексты, набранные латинскими буквами.

Многие сервера позволяют переключить вывод информации на ту или иную кодировку (обычно эта опция предлагается на первой странице сервера). В то же время последние версии программ для работы с Интернет предоставляют возможность чтения документов любой кодировки, при этом, позволяя копировать тексты на компьютер в нужной кодировке и использовать такие документы в других программах. К сожалению, не всегда переключение кодировки осуществляется автоматически, так что пользователю приходится делать такое переключение вручную.

 

1.2 Назначение и  особенности использования

 

В 1961 году Defence Advanced Research Agency (DARPA) по заданию министерства обороны США приступило к проекту по созданию экспериментальной сети передачи пакетов. Эта сеть, названная ARPANET, предназначалась первоначально для изучения методов обеспечения надежной связи между компьютерами различных типов. Многие методы передачи данных через модемы были разработаны в ARPANET. Тогда же были разработаны и протоколы передачи данных в сети - TCP/IP. TCP/IP - это множество коммуникационных протоколов, которые определяют, как компьютеры различных типов могут общаться между собой.

Эксперимент с ARPANET был настолько успешен, что многие организации захотели войти в нее, с целью использования для ежедневной передачи данных. И в 1975 году ARPANET превратилась из экспериментальной сети в рабочую сеть. Ответственность за администрирование сети взяло на себя Defence Communication Agency (DCA), в настоящее время называемое Defence Information Systems Agency (DISA). Но развитие ARPANET на этом не остановилось; Протоколы TCP/IP продолжали развиваться и совершенствоваться.

В 1983 году вышел первый стандарт для протоколов TCP/IP, вошедший в Military Standards (MIL STD), т.е. в военные стандарты, и все, кто работал в сети, обязаны были перейти к этим новым протоколам. Для облегчения этого перехода DARPA обратилась с предложением к руководителям фирмы Berkley Software Design - внедрить протоколы TCP/IP в Berkley (BSD) UNIX. С этого и начался союз UNIX и TCP/IP.3

Спустя некоторое время TCP/IP был адаптирован в обычный, то есть в общедоступный стандарт, и термин Internet вошел во всеобщее употребление. В 1983 году из ARPANET выделилась MILNET, которая стала относиться к Defence Data Network (DDN) министерства обороны США. Термин Internet стал использоваться для обозначения единой сети: MILNET плюс ARPANET. И хотя в 1991 году ARPANET прекратила свое существование, сеть Internet существует, ее размеры намного превышают первоначальные, так как она объединила множество сетей во всем мире. Рисунок 1 иллюстрирует рост числа хостов, подключенных к сети Internet с 4 компьютеров в 1969 году до 3,2 миллионов в 1994. Хостом в сети Internet называются компьютеры, работающие в многозадачной операционной системе (Unix, VMS), поддерживающие протоколы TCP\IP и предоставляющие пользователям какие-либо сетевые услуги.

В настоящее время в сети Internet используются практически все известные линии связи от низкоскоростных телефонных линий до высокоскоростных цифровых спутниковых каналов. Операционные системы, используемые в сети Internet, также отличаются разнообразием. Большинство компьютеров сети Internet работают под ОС Unix или VMS. Широко представлены также специальные маршрутизаторы сети типа NetBlazer или Cisco, чья ОС напоминает ОС Unix.

Фактически Internet состоит из множества локальных и глобальных сетей, принадлежащих различным компаниям и предприятиям, связанных между собой различными линиями связи. Internet можно представить себе в виде мозаики сложенной из небольших сетей разной величины, которые активно взаимодействуют одна с другой, пересылая файлы, сообщения и т.п.

К системам автоматизированного поиска информации в сети Internet принадлежат следующие системы.

Gopher - наиболее широко распространенное  средство поиска информации в  сети Internet, позволяющее находить  информацию по ключевым словам  и фразам. Работа с системой Gopher напоминает просмотр оглавления, при этом пользователю предлагается  пройти сквозь ряд вложенных меню и выбрать нужную тему. В Internet в настоящее время свыше 2000 Gopher-систем, часть из которых является узкоспециализированной, а часть содержит более разностороннюю информацию.

Gopher позволяет получить информацию  без указания имен и адресов авторов, благодаря чему пользователь не тратит много времени и нервов. Он просто сообщит системе Gopher, что именно ему нужно, и система находит соответствующие данные. Gopher-серверов свыше двух тысяч, поэтому с их помощью не всегда просто найти требуемую информацию. В случае возникших затруднений можно воспользоваться службой VERONICA. VERONICA осуществляет поиск более чем в 500 системах Gopher, освобождая пользователя от необходимости просматривать их вручную.