Шпаргалки по "Информатике"

Оптоволоконные  каналы связи, несмотря на их более высокую стоимость по сравнению с другими видами связи, получают все большее распространение, причем не только для связи на небольшие расстояния, но и на внутригородских и междугородных участках.

В компьютерных сетях для передачи данных между  узлами сети можно использовать три  технологии: коммутацию каналов, коммутацию сообщений и коммутацию пакетов.

Коммутация каналов, обеспечиваемая телефонной сетью общего пользования, позволяет, с помощью коммутаторов, установить прямое соединение между узлами сети.

При коммутации сообщений устройства, называемые коммутаторами и выполненные на базе универсальных или специализированных компьютеров, позволяют накапливать (буферизировать) сообщения и посылать их в соответствии с заданной системой приоритетности и принципами маршрутизации другим узлам сети. Использование коммутации сообщений может увеличить время доставки сообщений по сравнению с коммутацией каналов, однако при этом сглаживаются пиковые нагрузки в сети и повышается живучесть сети.

При пакетной коммутации данные пользователя разбиваются на более мелкие порции - пакеты, причем каждый пакет содержит служебные поля и поле данных. Существуют два основных способа передачи данных при пакетной коммутации: виртуальный канал, когда между узлами устанавливается и поддерживается соединение как бы по выделенному каналу (хотя на самом деле физический канал передачи данных разделен между несколькими пользователями) и дейтаграммный режим, когда каждый пакет из набора пакетов, содержащего данные пользователя, передается между узлами независимо друг от друга. Первый способ соединения называют также контактным режимом(connection mode), второй - бесконтактным (connectionless mode).

8. Глобальная компьютерная  сеть Интернет: общие сведения, история  развития

Глобальная  сеть- совокупность компьютеров, расположенных  на больших расстояниях друг от друга, а также система каналов передачи связи: средств коммуникации (переключения), обеспечивающих соединение пользовательских коммуникационных систем и обмен  данными между ними.

Глобальные  сети (Wide Area Networks, WAN) создаются крупными телекоммуникационными компаниями для оказания платных услуг абонентам.

Интернет - мировая глобальная компьютерная сеть. Она составлена из разнообразных  компьютерных сетей, объединенных стандартными соглашениями о способах обмена информацией  и единой системой адресации. Интернет использует протоколы семейства TCP/IP. Они хороши тем, что обеспечивают относительно дешевую возможность  надежно и быстро передавать информацию даже по не слишком надежным линиям связи, а также строить программное  обеспечение, пригодное для работы на любой аппаратуре. Система адресации (URL-адреса) обеспечивает уникальными  координатами каждый компьютер (точнее, практически каждый ресурс компьютера) и каждого пользователя Интернета, создавая возможность взять именно то, что нужно, и передать именно туда, куда нужно.

В 1957 году Министерство обороны  США посчитало, что на случай войны  Америке нужна надёжная система  передачи информации. Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским  разработкам США (DARPA) предложило разработать  для этого компьютерную сеть. Разработка такой сети была поручена Калифорнийскому  университету в Лос-Анджелесе, Стэнфордскому  исследовательскому центру, Университету Юты и Университету штата Калифорния в Санта-Барбаре. Компьютерная сеть была названа ARPANET (англ. Advanced Research Projects Agency Network), и в 1969 году в рамках проекта  сеть объединила четыре указанных научных  учреждения. Все работы финансировались  Министерством обороны США. Затем  сеть ARPANET начала активно расти и  развиваться, её начали использовать учёные из разных областей науки.

Первый сервер ARPANET был  установлен 2 сентября 1969 года в Калифорнийском университете (Лос-Анджелес). Компьютер Honeywell DP-516 имел 24 Кб оперативной памяти.

29 октября 1969 года в  21:00 между двумя первыми узлами  сети ARPANET, находящимися на расстоянии  в 640 км — в Калифорнийском  университете Лос-Анджелеса (UCLA) и в Стэнфордском исследовательском  институте (SRI) — провели сеанс  связи. Чарли Клайн (Charley Kline) пытался  выполнить удалённое подключение  из Лос-Анджелеса к компьютеру  в Стэнфорде. Успешную передачу  каждого введённого символа его  коллега Билл Дювалль (Bill Duvall) из Стэнфорда подтверждал по  телефону.

В первый раз удалось отправить  всего три символа «LOG», после  чего сеть перестала функционировать. LOG должно было быть словом LOGON (команда  входа в систему). В рабочее  состояние систему вернули уже  к 22:30 и следующая попытка оказалась  успешной. Именно эту дату можно  считать днём рождения Интернета.

К 1971 году была разработана  первая программа для отправки электронной  почты по сети. Эта программа сразу  стала очень популярна.

В 1973 году к сети были подключены через трансатлантический телефонный кабель первые иностранные организации  из Великобритании и Норвегии, сеть стала международной.

В 1970-х годах сеть в  основном использовалась для пересылки  электронной почты, тогда же появились  первые списки почтовой рассылки, новостные  группы и доски объявлений. Однако в то время сеть ещё не могла  легко взаимодействовать с другими  сетями, построенными на других технических  стандартах. К концу 1970-х годов  начали бурно развиваться протоколы  передачи данных, которые были стандартизированы  в 1982—1983 годах. Активную роль в разработке и стандартизации сетевых протоколов играл Джон Постел. 1 января 1983 года сеть ARPANET перешла с протокола NCP на TCP/IP, который успешно применяется  до сих пор для объединения (или, как ещё говорят, «наслоения») сетей. Именно в 1983 году термин «Интернет» закрепился за сетью ARPANET.

В 1984 году была разработана  система доменных имён (англ. Domain Name System, DNS).

В 1984 году у сети ARPANET появился серьёзный соперник: Национальный научный  фонд США (NSF) основал обширную межуниверситетскую сеть NSFNet (англ. National Science Foundation Network), которая  была составлена из более мелких сетей (включая известные тогда сети Usenet и Bitnet) и имела гораздо бо́льшую пропускную способность, чем ARPANET. К этой сети за год подключились около 10 тыс. компьютеров, название «Интернет» начало плавно переходить к NSFNet.

В 1988 году был разработан протокол Internet Relay Chat (IRC), благодаря  чему в Интернете стало возможно общение в реальном времени (чат).

В 1989 году в Европе, в стенах Европейского совета по ядерным исследованиям (ЦЕРН) родилась концепция Всемирной  паутины. Её предложил знаменитый британский учёный Тим Бернерс-Ли, он же в течение  двух лет разработал протокол HTTP, язык HTML и идентификаторы URI.

В 1990 году сеть ARPANET прекратила своё существование, полностью проиграв конкуренцию NSFNet. В том же году было зафиксировано первое подключение  к Интернету по телефонной линии (т. н. "дозво́н", англ. dialup access).

В 1991 году Всемирная паутина  стала общедоступна в Интернете, а в 1993 году появился знаменитый веб-браузер NCSA Mosaic. Всемирная паутина набирала популярность.

В 1995 году NSFNet вернулась к  роли исследовательской сети, маршрутизацией всего трафика Интернета теперь занимались сетевые провайдеры, а  не суперкомпьютеры Национального  научного фонда.

В том же 1995 году Всемирная  паутина стала основным поставщиком  информации в Интернете, обогнав  по трафику протокол пересылки файлов FTP. Был образован Консорциум Всемирной  паутины (W3C). Можно сказать, что Всемирная  паутина преобразила Интернет и  создала его современный облик. С 1996 года Всемирная паутина почти  полностью подменяет собой понятие  «Интернет».

В 1990-е годы Интернет объединил  в себе большинство существовавших тогда сетей (хотя некоторые, как  Фидонет, остались обособленными). Объединение  выглядело привлекательным благодаря  отсутствию единого руководства, а  также благодаря открытости технических  стандартов Интернета, что делало сети независимыми от бизнеса и конкретных компаний. К 1997 году в Интернете насчитывалось  уже около 10 млн компьютеров, было зарегистрировано более 1 млн доменных имён. Интернет стал очень популярным средством для обмена информацией.

В настоящее время подключиться к Интернету можно через спутники связи, радио-каналы, кабельное телевидение, телефон, сотовую связь, специальные оптико-волоконные линии или электропровода. Всемирная сеть стала неотъемлемой частью жизни в развитых и развивающихся странах.

В течение пяти лет Интернет достиг аудитории свыше 50 миллионов  пользователей. Другим средствам коммуникации требовалось гораздо больше времени  для достижения такой популярности

9. Серверы, клиенты  и протоколы сети Интернет

Интернет - это множество  компьютеров (хостов) и различных  компьютерных сетей, объединенных сетью, которые взаимодействуют при  помощи протоколов связи TCP/IP. Вся информация в Интернет хранится на Web-серверах. Серверы, объединенные высокоскоростными  магистралями или каналами общественных телекоммуникаций (выделенным телефонным аналоговым и цифровым линиям, оптическим каналам связи и радиоканалам, в том числе спутниковым линиям связи), составляют базовую часть  сети Интернет.

Сервером в сети называется компьютер, способный предоставлять клиентам (по мере прихода от них запросов) некоторые сетевые услуги. Взаимодействие клиент-сервер строится обычно следующим образом. По приходу запросов от клиентов сервер запускает различные программы предоставления сетевых услуг. По мере выполнения запущенных программ сервер отвечает на запросы клиентов.    

В сети Internet объединено множество  компьютеров различных типов. Эти  компьютеры могут использовать разные операционные системы, но все они  должны поддерживать принятый для обмена данными в Internet стандарт реализованный на базе стека протоколов  TCP/IP(Протокол управления передачей / Протокол Internet). Стеком протоколов TCP/IP называют набор сетевых протоколов, используемых в технологии интернет. В этом стеке различают несколько уровней, и протоколы высокого уровня всегда базируются на протоколах более низких уровней. Нижними являются протоколы физического и канального уровней. Например, протокол Ethernet, описывающий передачу данных витой паре. 
Выше идёт сетевой уровень, где находится протокол IP, описывающий структуру сети и доставку пакетов. Ещё выше - транспортный уровень, где находится протокол TCP, использующийся для передачи данных.  На самом верху находится множество протоколов прикладного уровня, выполняющих конкретные прикладные задачи. Протокол TCP определяет, каким образом передаваемые по сети данные разделяются на части - пакеты и распространяются в Internet. TCP нумерует каждую часть, чтобы позже восстановить порядок. Для пересылки этой нумерации вместе с данными, TCP обкладывает каждый кусочек информации своей обложкой - конвертом (TCP-конверт), который содержит соответствующую информацию. Получившийся TCP пакет помещается в отдельный IP-конверт и получается IP-пакет. Каждый пакет нумеруется и передается независимо, поэтому пройденные пакетами пути могут не совпадать и последовательность их доставки адресату может отличаться от исходной. Получатель распаковывает IP-конверты, содержащие TCP-конверты, распаковывает последние и помещает данные в требуемом порядке. В конце концов информация собирается и полностью восстанавливается. Этот массив пересылается пользователю (на диск, на экран, на печать). Таким образом, передача информации по протоколу TCP/IP состоит из четырех этапов:

1. протокол ТСР: разбиение информации на нумерованные пакеты;
2. протокол IP: передача пакетов получателю;
3. протокол TCP на стороне получателя: проверка комплектности полученных пакетов;
4. протокол TCP: восстановление искомой информации. 

Протокол HTTP (Hipertext Transfer Protocol - Протокол передачи гипертекста) предназначен для передачи гипертекстов. Гипертекст это текст, содержащий специальные элементы, при обращении к которым выполняется непосредственный переход в другой текст. Эти элементы называются гиперссылками. В настоящее время HTTP наиболее популярный протокол Internet, т.к. обеспечивает простую и эффективную навигацию в сети. Поэтому сегмент Internet, использующий данный протокол называют World Wide Web (Всемирная паутина) или сокращенно WWW.

Необходимо отметить, что  существует еще протокол HTTP-S (HTTP Secure) - сетевой протокол защищенной передачи гипертекста.

Протокол FTP (File Transfer Protocol - Протокол передачи файлов) позволяет передавать файлы клиентам сети. Суть процесса коммуникации с использованием протокола FTP состоит в следующем. Существует некий компьютер, который выполняет роль FTP-cepвepa. В принципе, FTP-сервером может служить любой компьютер. Для этого нужно всего лишь установить на нем соответствующее программное обеспечение. Единственное, о чем нужно позаботиться особо, — это о достаточной мощности компьютера, поскольку FTP-сервер предназначен для того, чтобы обрабатывать запросы, приходящие от других компьютеров, — как правило, весьма многочисленные. Когда вы хотите загрузить файл из сети по протоколу FTP, вы пользуетесь программой, которая является FTP-клиентом.Эта программа посылает запрос FTP-серверу, который либо выполняет его (в этом случае вы видите, например, окно с индикатором процесса загрузки файла), либо отказывается и возвращает сообщение об ошибке (например, из-за чрезмерной загруженности сервера). Если FTP-клиенту удается начать процесс соединения с FTP-сервером, он должен сообщить последнему имя пользователя (login или logon) и пароль (password). Эти обязательные параметры соединения позволяют владельцу сервера быть уверенным в том, что доступ к файлам, расположенным там, имеет не кто попало, а лишь те, кому они предназначены.

Поскольку FTP является самым  удобным и популярным средством  передачи файлов через Интернет, существует множество FTP-серверов, на которых собрано большое количество файлов, предназначенных для всеобщего пользования. Это могут быть хранилища программного обеспечения, распространяемого бесплатно  или архивы программ крупных компаний, программы которых распространены по всему миру, например, Microsoft, Netscape или Symantec. Понятно, что надобность в каком-то особенном имени пользователя и засекреченном пароле для доступа к такому серверу отпадает. Чтобы пользователь не испытывал затруднений при попытке загрузить общедоступную программу, было принято соглашение об универсальном способе входа на FTP-сервер, который был назван анонимным (anonymous). При таком способе входа FTP-клиент всегда сообщает серверу одно и то же имя — anonymous. Паролем обычно служит любое слово (которое просто игнорируется сервером). Фактически это означает, что пользователи ничего не сообщают серверу при соединении. Естественно, при анонимном доступе предоставляется доступ только к тем файлам, которые предназначены для всех. Прочие разделы файловой структуры сервера, защищенные «настоящими» паролями, доступными не будут.