Лекции по интернет-технологиям. Интернет - коммуникации и Web-технологии Языки используемые в интернет технологиях лекция
Информационные технологии постоянно увеличивают свое влияние на все сферы общественной жизни. Последняя треть ХХ столетия стала эпохой третьего машинного переворота, или третьей индустриальной революции (если первой считать появление паровой машины, а второй - появление электричества и двигателя внутреннего сгорания). Электронно-вычислительные машины, соединяемые в сети, революционизировали уже не способы преобразования вещества (как в двух первых технологических революциях), а способы преобразования информации, то есть обработки и передачи данных. Сегодня интеллектуальная деятельность человека и совокупный интеллектуальный ресурс все больше выступают как машинный ресурс компьютерных сетей, тяготеющих к глобальному охвату.
Интернет-технологии широко используются в самых различных сферах деятельности современного общества и, конечно, в первую очередь, - в информационной сфере. Они позволяют оптимизировать разнообразные информационные процессы, начиная от подготовки и издания печатной продукции и кончая информационным моделированием и прогнозированием глобальных процессов развития природы и общества.
Анализируя роль и значение Интернет-технологий для современного этапа развития общества, можно сделать вывод о том, что эта роль является стратегически важной, а значение этих технологий в ближайшем будущем будет быстро возрастать. Именно этим технологиям принадлежит сегодня определяющая роль в области технологического развития общества.
В числе отличительных свойств информационных технологий, имеющих стратегическое значение для развития экономики и общества в целом, существует семь наиболее важных.
1) Интернет-технологии позволяют активизировать и эффективно использовать информационные ресурсы общества, которые сегодня являются наиболее важным стратегическим фактором развития. Опыт показывает, что активизация, распространение и эффективное использование информационных ресурсов позволяет получить существенную экономию других видов ресурсов - сырья, энергии, полезных ископаемых, материалов и оборудования, людских ресурсов, социального времени.
2) Интернет-технологии позволяют оптимизировать и во многих случаях автоматизировать информационные процессы, которые в последние годы занимают все большее место в жизнедеятельности человеческого общества. Известно, что развитие цивилизованного общества происходит в направлении становления информационного общества и информационных технологий, где объектами и результатами труда становятся в основном не материальные ценности, а знание и информация. Уже в настоящее время в большинстве развитых стран основная часть развитого населения занята в той или иной мере в процессах подготовки, хранения, обработки и передачи информационных продуктов и услуг.
3) Использование Интернет-технологий является элементом, включенным в более сложные производственные и социальные процессы. Поэтому зачастую Интернет-технологии выступают в качестве компонентов соответствующих производственных и социальных технологий.
4) Интернет-технологии сегодня играют исключительно важную роль в обеспечении информационного взаимодействия между людьми, а также в системах подготовки и распространения массовой информации. В настоящее время проблема распространения
информации о товаре или услуге, передачи информационного продукта практически решена. Сейчас роль административных и государственных границ практически изменена. Границы больше не имеют столь большого влияния в информационной сфере, так как распространение информации происходит практически без ограничений.
5) Интернет-технологии занимают сегодня центральное место в процессе интеллектуализации общества и экономики. Практически во всех развитых странах компьютерная и телевизионная техника, учебные программы и мультимедиа технологии становятся уже привычными атрибутами повседневной жизни. Использование Интернет-технологий становится базовой структурой на любом экономическом уровне, позволяющее постоянно повышать уровень квалификации имеющихся кадров.
6) Информационные технологии играют в настоящее время ключевую роль также и в процессах получения и накопления новых знаний. Большинство из этих знаний выступает как экономическое благо, использование которого повышает эффективность экономических процессов, происходящих как в рамках отдельного предприятия, так и на территории всего земного шара.
7) Принципиально важное для современного этапа развития общества значение развития Интернет-технологий заключается в том, что их использование может оказать существенное влияние на решение основных проблем экономического развития общества. Выполнение Интернет-технологиями этих свойств позволяет экономикам стран мира активно развиваться. Но при этом внедрение Интернет-технологий во внутренне пространство любой компании является достаточно сложным процессом. Связано это в первую очередь с тем, что сами по себе Интернет-технологии являются комплексной системой, рассмотрение которой возможно с нескольких точек зрения.
Компоненты Интернет-технологий могут быть рассмотрены с двух точек зрения: физической и логической.
Физические компоненты Интернет-технологии включают в себя:
1) Сеть Интернет
Протоколы TCP/IP. IP-адреса
Иерархическая система доменных имен Интернета
Опорная сеть Интернета. Маршрутизация.
2) Компьютеры (серверы и клиенты) в Интернете
Серверы электронной почты
Web - серверы.
FTP-серверы.
Серверы телеконференций.
Серверы мгновенных сообщений.
3) Программное обеспечение в Интернете
Сетевые операционные системы.
Специальное программное обеспечение для соединения с Интернетом.
Прикладные протоколы.
4) Доступ в Интернет
Соединение сетевой платы с локальной сетью.
Кабельные системы Ethernet.
Удаленный доступ к глобальным сетям.
Доступ "компьютер - сеть".
Доступ "сеть-сеть".
5) Цифровые линии связи
Выбор провайдера. Подключение к Интернету
Интернет-технологии в физическом смысле - это совокупность взаимосвязанных компьютеров пользователей , локальных сетей организаций и узловых серверов, соединенных между собой различными каналами связи, а также специальное программное обеспечение, которое обеспечивает взаимодействие всех этих средств в системе "клиент-сервер", на основе единых стандартных протоколов.
Рассмотрение Интернет-технологий в физическом смысле позволяет производить оценку материальных ценностей, физических компонентов, благодаря которым происходит реализация потенциала новых технологий в рамках сетевой структуры. Именно благодаря наличию Интернет-технологий в физическом аспекте их существования стало возможным последующее экономическое развития отдельных компаний, регионов, стран, группировок стран. Но кроме физического аспекта существования Интернет-технологий, существует и логический. Интернет-технологии в логическом смысле - это глобальная информационная система, поддерживающая хранение множество электронных документов и удаленный доступ к ним по сетям телекоммуникаций; единое информационное пространство; виртуальная информационно-вычислительная среда.
Логические компоненты Интернет-технологии
1) Интернет - сервисы
Электронная почта. Системы телеконференций.
World Wide Web - Всемирная паутина.
Передача файлов (FTP).
Передача мгновенных сообщений (IСQ).
Интерактивный чат (chat).
Аудио- и Видеоконференции.
2) Информационные ресурсы в Интернете
Адресация, URL и протоколы передачи данных.
Web-страницы и Web-узлы, порталы. Web - пространство.
Создание Web-страниц. Языки Web-публикаций.
Публикации в Интернете. Представительство.
3) Работа в Интернете
Браузеры.
Навигация в Интернете. Поисковые системы.
Просмотр Web-страницы в браузере.
Рассмотрение Интернет-технологий в логическом смысле позволяет выделять те элементы информационного поля, которые оказывают непосредственное влияние на деятельность экономических агентов. Распределение информационных потоков создает условия для реализации новых проектов глобального характера. В тоже время происходит унификация основных логических компонентов Интернет-технологий, что создает дополнительные условия процессам глобализации экономики.
Лекция 2 Сеть Интернет и ее принципы организации
24 октября 1995 года Федеральный сетевой совет (FNC) одобрил резолюцию, определяющую термин "Интернет". Она гласит: Федеральный сетевой совет признает, что следующие словосочетания отражают наше определение термина "Интернет". Интернет - это глобальная информационная система, которая:
логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов, основанных на Интернет-протоколе (IP) или на последующих расширениях или преемниках IP;
способна поддерживать коммуникации с использованием семейства Протокола управления передачей/Интернет-протокола (TCP/IP) или его последующих расширений/преемников и/или других IP-совместимых протоколов;
обеспечивает, использует или делает доступной, на общественной или частной основе, высокоуровневые сервисы, надстроенные над описанной здесь коммуникационной и иной связанной с ней инфраструктурой.
Интернет представляет собой сложное техническое образование, обладающее свойствами самоорганизации и саморегуляции, на которых основана высокая устойчивость Интернета в техническом, экономическом, социальном и политическом смысле. Технически невозможно указать какой-то сектор Сети, при выходе из строя которого, нарушилось бы функционирование Интернета в целом.
Рост и развитие сети Интернет происходит одновременно и сбалансировано по трем направлениям, соответствующим трем основным компонентам:
аппаратный
программный
информационный
Аппаратный компонент Интернета обеспечивает комплектацию сети техническими средствами (NET-архитектура) и включает в свой состав:
компьютеры разных моделей и систем;
каналы передачи данных;
устройства сопряжения (электронные и механические) персональных компьютеров и каналов передачи данных.
Аналогом аппаратной составляющей Интернета можно рассматривать федеральные и региональные сети автомобильных дорог. Выход из строя отдельного участка автомагистрали между пунктами А и Б не должен препятствовать движению транспорта между этими пунктами, потому что всегда найдется маршрут объездной дороги.
В отличие от автодорожной сети – сеть Интернет имеет не плоскую, а пространственную структуру, в которой передача данных может происходить не только по проложенным кабельным каналам связи, но по спутниковым каналам связи, радиорелейным системам, линиям кабельного телевизионного вещания и др. Вот почему характерной особенностью Интернет является устойчивость к разрушению - при возникновении каких-то повреждений или неполадок в некоторых участках сети, сообщения могут быть автоматически переданы по другим путям.
Это оказалось возможным благодаря положенной в основу еще при создании сети концепции , базирующейся на двух основных идеях: отсутствие центрального компьютера (все компьютеры сети равноправны) и пакетного способа передачи данных по сети.
Программный компонент Интернета обеспечивает функциональную совместимость, поскольку позволяет так преобразовывать данные, чтобы их можно было передавать по любым каналам связи и воспроизводить на любых компьютерах. Программы следят за соблюдением единых протоколов, обеспечивают целостность передаваемых данных, контролируют состояние Сети и в случае обнаружения пораженных или перегруженных участков оперативно перенаправляют потоки данных.
Основные функции программного компонента:
обеспечение совместной работы технически несовместного оборудования;
отслеживает соблюдение единых протоколов;
контролирует состояние сети;
обеспечивает функции хранения, поиска и воспроизведения информации.
Информационный компонент Интернета представлен сетевыми документами, т.е. документами, хранящимися на компьютерах, подключенных к сети Интернет. Это текстовые, графические, звуковые и видео документы. Характерная особенность информационного компонента в его распределенности. Например, при просмотре книги, хранящейся в Интернете, текст может поступать из одних источников, звук и музыка – из других, а графика – из третьих. Таким образом первичные документы, хранящиеся в сети, связаны между собой гибкой системой ссылок. В итоге мы можем говорить о том, что образуется некое информационной пространство, состоящее из сотен миллионов взаимосвязанных документов, напоминающую паутину.
И так, информационный компонент обеспечивает предоставление различным пользователям разнообразной информации, а так же ее накопление, хранение, модификацию и перераспределение Характерной особенность информационного компонента является его распределенность (WEB - архитектура).
Интернет с технической точки зрения
С технической точки зрения Интернет представляет собой всемирную компьютерную сеть, то есть сеть, связывающую каналами связи в единое целое миллионы вычислительных устройств.
Любое вычислительное устройство, постоянно подключенное к локальной или глобальной сети называется Хост (от англ. host – хозяин, принимающий гостей). Под термином «вычислительное устройство» следует понимать не только настольные персональные компьютеры, но и так называемые серверы, хранящие и передающие информацию, представленную в виде, например, web-страниц или сообщений электронной почты, мобильные устройства PDA (Personal Digital Assistant – персональный цифровой помощник), телевизоры, мобильные компьютеры, автомобили.
Хосты связаны друг с другом линиями связи. Для такой связи в хостах должны существовать специальные устройства, которые можно было бы подключить к каналам связи – сетевые интерфейсы. Сетевыми интерфейсами могут быть самые разнообразные устройства. Наиболее известны сетевые карты Ethernet и модемы для обычных коммутируемых телефонных линий.
Хосты далеко не всегда напрямую соединены между собой единственной физической линией связи. Напротив, типичной является ситуация, когда связь осуществляется с помощью множества последовательных линий, соединяемых специальными коммутирующими устройствами – маршрутизаторами. Если в обычном хосте устанавливается одна сетевая карта, то в маршрутизаторе – два или более сетевых интерфейса.
Программное обеспечение компьютера с несколькими сетевыми интерфейсами должно принимать решение о том, в какую кабельную систему следует направить прибывшую через тот или иной сетевой интерфейс информацию – выбрать для информации маршрут. Отсюда название для таких компьютеров – маршрутизаторы (англ. router). Маршрутизаторами могут быть обычные персональные компьютеры, но чаще это специализированные компьютеры – Unix-машины, не имеющие ни дисплея, ни клавиатуры. Основная функция маршрутизатора – быстрая маршрутизация, поэтому специализированные маршрутизаторы недешевы.
Маршрутизатор принимает порцию данных, передаваемую по одному из его входных каналов связи, а затем перенаправляет ее в один из своих выходных каналов связи. В терминологии компьютерных сетей передаваемые порции данных называют пакетами.
Последовательность каналов связи и маршрутизаторов, через которые пакет проходит в процессе передачи, называется маршрутом, или путем, пакета в сети. Путь пакета заранее не известен и определяется непосредственно в процессе передачи. В Интернете каждой паре хостов не предоставляется выделенный маршрут , а используется технология коммутации пакетов, при этом различные пары хостов могут одновременно пользоваться одним и тем же маршрутом или частью маршрута.
Интернет состоит из отдельных совокупностей линий связи и маршрутизаторов, имеющих четко определенные точки связи (интерфейсы) с другими такими совокупностями. У дорогостоящих маршрутизаторов, так же, как и у кабелей, спутниковых и других каналов связи, должен быть хозяин.
На техническом языке такая четко определенная совокупность линий систем и маршрутизаторов (не вполне строго) называется автономной системой.
Одной или несколькими автономными системами управляет одна организация, называемая провайдером услуг Интернета, или ISP (Internet Service Provider), поставщик доступа к услугам Интернета. Интернет-провайдеры подразделяются на резидентных (например, AOL или MSN), университетских (Университет Стэнфорда) и корпоративных (компания Ford Motors). Интернет-провайдер предоставляет сеть маршрутизаторов и линий связи. Как правило, Интернет-провайдеры предлагают несколько способов подключения к сети Интернет (рис.1). Кроме того, Интернет-провайдеры осуществляют прямое подключение к сети web-сайтов.
Выбор способа подключения к Internet зависит не только от технических возможностей персонального компьютера, но и от технических возможностей провайдера. Здесь можно говорить о том, что речь идет не о подключении к Internet как к чему-то виртуальному, а конкретно о подключении к провайдеру, к оборудованию провайдера.
Способы подключения к оборудованию провайдера бывают проводными, и беспроводными. Подробнее будут рассмотрены ниже.
Для того чтобы обеспечить связь между удаленными пользователями, а также предоставить пользователям доступ к информации, хранящейся в Интернете, местные Интернет-провайдеры подключаются к Интернет-провайдерам национального или интернационального звена, таким как UUNet и Sprint. Последние используют высокоскоростные маршрутизаторы, соединенные оптоволоконными кабелями. Каждый из Интернет-провайдеров как нижнего, так и верхнего звеньев является административной единицей, передающей данные по интернет-протоколу (IP) и придерживающейся соглашений об именах и адресах, принятых в Интернете.
Во всем мире действует несколько тысяч Интернет-провайдеров. Таким образом, организационно Интернет – это большой кооператив, а провайдерство – коммерческая деятельность. Провайдеры, взаимодействуя между собой как коммерческие организации, заключают между собой коммерческие договоры. Предмет такого коммерческого договора – это информация, точнее, объем передаваемой информации в единицу времени (т.н. трафик).
Каждый провайдер имеет свою магистральную сеть, или бэкбоун (Backbone (англ.) – дословно – хребет). На рис. 2 мы условно изобразили магистральную сеть некоего провайдера ISP-A. Его магистральная сеть показана зеленым цветом.
Рисунок 2 – Схема подключения домашнего компьютера к сети Интернет
Обычно ISP-провайдеры – это крупные компании, которые в ряде регионов имеют так называемые точки присутствия (POP, Point of Presence), где происходит подключение локальных пользователей.
Обычно крупный провайдер имеет точки присутствия (POP) в нескольких крупных городах. В каждом городе находятся аналогичные модемные пулы, к которым подключены (на которые звонят) локальные клиенты этого ISP в данном городе. Провайдер может арендовать волоконно-оптические линии у телефонной компании для соединения всех своих точек присутствия (POP), а может протянуть свои собственные волоконно-оптические линии. Крупнейшие коммуникационные компаний имеют собственные высокопропускные каналы.
Очевидно, что все клиенты провайдера ISP-А могут взаимодействовать между собой по собственной сети, а все клиенты компании ISP-В – по своей, но при отсутствии связи между сетями ISP-A и ISP-B клиенты компании «A» и клиенты компании «В» не могут связаться друг с другом. Для реализации данной услуги компании «A» и «B» договариваются подключиться к так называемым точкам доступа (NAP – Network Access Points) в разных городах, и трафик между двумя компаниями течет по сетям через NAP. На рис. 2 показаны магистральные сети только двух ISP-провайдеров. Аналогично организуется подключение к другим магистральным сетям, в результате чего образуется объединение множества сетей высокого уровня.
Объединение и согласование сетей осуществляется через мосты и шлюзы.
Шлюз - компьютер или программа, предназначенные для перевода данных, принятых в одной сети в формат, принятый в другой сети.
Мост – если объединяют две сети, использующие одинаковые протоколы.
Межсетевой экран (Брандмауэр, Файрвол) - комплекс аппаратных и/или программных средств, осуществляющий контроль и фильтрацию проходящих через него сетевых пакетов в соответствии с заданными правилами. Основная задача - защита компьютерных сетей или отдельных узлов от несанкционированного доступа.
На сегодняшний день существует множество компаний, имеющих собственные опорные сети (бэкбоуны), которые связываются с помощью NAP с сетями других компаний по всему миру. Благодаря этому каждый, кто находится в Интернете, имеет доступ к любому его узлу, независимо от того, где он расположен территориально (рис. 3).
Поскольку невозможно схематически отразить всю совокупность сетей Интернета, ее часто изображают в виде размытого облака, выделяя в нем лишь основные элементы: маршрутизаторы, точки присутствия (POP) и места доступа (NAP).
Скорость передачи информации на различных участках Сети существенно различается. Магистральные линии, или бэкбоуны, связывают все регионы мира (рис. 4) – это высокоскоростные каналы, построенные на основе волоконно-оптических кабелей. Кабели обозначаются OC (optical carrier), например OC-3, OC-12 или OC-48. Так, линия OC-3 может передавать 155 Мбит/с, а OC-48 – 2488 Мбит/с (2,488 Гбит/с). В то же время получение информации на домашний компьютер с модемным подключением 56 K происходит со скоростью всего 56 000 бит/с.
Фактически всемирная Сеть является сложной паутиной меньших локальных сетей. Представьте современную дорожную суперскоростных дорог между большими городами, от которых отходят дороги поменьше, связывающие между собой маленькие города , жители которых путешествуют по узким, медленным проселкам. Этими суперскоростными дорогами для Сети является высокоскоростной Internet так называемый «хребет» – опорные сети или магистральные линии. К компьютерам «хребта» подсоединены меньшие сети, обслуживающие конкретные географические регионы – региональные сети, к которым присоединяются локальные сети или даже индивидуальные компьютеры.
Участок линии связи, соединяющий конечное (клиентское) оборудование с узлом доступа провайдера (оператора связи) в провайдинге называют последней милей. Изобилие технологий последней мили дает возможность подключения любого абонента самыми разнообразными способами – как проводными, так и беспроводными.
Проводные технологии подразделяются по типам кабелей:
Телефонная линия. Для получения компьютером доступа к Интернету телефонная линия подсоединяется к модему (внутреннему или внешнему) – специальному устройству, которое соединяет компьютер с телефонной линией. Внутренний модем – представляет собой электронную плату, которая размещается внутри системного блока. Внутренний модем более дешевый, чем внешний, однако, уступает по скорости передачи информации и удобствам в работе. Внешний модем – это отдельное устройство, которое подключается к компьютеру. Внешний модем имеет большую стоимость, чем внутренний, более быстро передает информацию и предоставляет большие удобства. Услуга доступа в Интернет по телефонным линиями реализуется по технологиям Dial-Up или ADSL. Технология Dial-Up или модемное коммутируемое подключение к сети Интернет по аналоговой абонентской линии телефонной сети предполагает, что пользователь каждый раз для выхода в Интернет осуществляет с помощью модема дозвон по телефонной линии до модемного пула провайдера, что в свою очередь приводит к занятости телефонной линии во время нахождения в Интернете. Скорость соединения по коммутируемым линиям – до 56 Кб/сек. Технология ADSL позволяет (благодаря специальному оборудованию на ATC) из медленной аналоговой телефонной линии организовать высокоскоростной цифровой канал, по которому обеспечивается доступ в Интернет со скоростью до 7,5 Мбит/с. В отличие от обычных модемов, использующих коммутируемый доступ (дозвон до многоканального пула провайдера), АDSL-модем относится к разряду постоянно включенных. Принцип действия ADSL-модема заключается в том, что полоса пропускания телефонного провода разделяется на три независимых потока: один для телефона и два для Интернета (для входящих и исходящих данных). Именно поэтому, собственно, и можно одновременно пользоваться и телефоном и Интернетом.
Коаксиальный кабель (сети кабельного телевидения). При данном подключении так же используют специальный кабельный модем, который посылает и принимает сигналы по сети кабельного телевидения. Компьютер, оборудованный кабельным модемом, присоединяется к сети кабельного телевидения так же как телевизор. Кабельный модем с одной стороны через сетевую карту соединяют с компьютером, а с другой - через стандартный абонентский отвод подключают к телевизионной кабельной сети. Отличие телефонных и кабельных модемов – в их мощности/пропускной способности. Так как телефонные сети предназначены для передачи только голосовых сигналов, пропускная способность частотного диапазона достаточно ограничена. Сеть кабельного телевидения предназначена для передачи полного видео-изображения и имеет большую полосу пропускания. Данное преимущество позволяет передавать больший объем информации за секунду – скорость.
Витая пара и оптоволоконный кабель (выделенная линия). Требует организовать отдельный от телефонной линии цифровой канал связи между персональным компьютером и сетевым узлом провайдера Интернет. Провайдер проводит до компьютера абонента выделенную линию (витая пара или оптоволокно) сетевого кабеля Ethernet и выдает диапазон IP-адресов для выхода абонента в Интернет. Ethernet относится к классу широкополосных (broadband) технологий. Он обеспечивает скорость передачи данных от 10 до 100 Мбит/с. Выделенное подключение в сеть ИНТЕРНЕТ поддерживает технологию Ethernet, ADSL и SDSL.
Беспроводное подключение подразделяют по диапазонам частот (длинам) радиоволн:
Спутниковый канал. Это способ подключения к сети Интернет при помощи технологии спутниковой связи. Существует два
варианта обеспечения доступа: односторонний (асимметричный) и двухсторонний
(симметричный). Односторонний (асимметричный, асинхронный) спутниковый интернет - вид доступа в интернет, при котором
вся входящая информация, которая поступает на компьютер пользователя, передается через спутниковую антенну, а запросы на ее
получение и остальная исходящая информация идут через другой интернет-канал (обычно для этого используется мобильный телефон, который работает по технологии GPRS). То есть спутниковая антенна для одностороннего интернета может только принимать сигнал, но излучать его не может.
Двусторонний спутниковый интернет (VSAT) характеризуется абсолютной независимостью от наземных каналов связи, поскольку прием и передача сигнала выполняется через спутник.
Для подключения «спутникового» интернета необходимо оборудование: спутниковая антенна, спутниковый модем и конвертор для преобразования сигнала. Чаще всего спутниковым Интернетом называют асинхронный (или совмещенный) способ доступа – данные к пользователю поступают через спутниковую тарелку, а запросы (трафик) от пользователя передаются любым другим соединением – GPRS или по наземным каналам (ADSL, dial-up). Главное требование к запросному каналу – надежность соединения. В большинстве случаев лучшим выбором для него является ADSL подключение с бесплатным исходящим трафиком.
Радиоканал. Беспроводная связь, или связь по радиоканалу, осуществляется по технологии RadioEthernet и предусматривает организацию беспроводной связи на ограниченной территории с предоставлением нескольким абонентам равноправного доступа к общему радиоканалу. Свое название Radio-Ethernet получил потому, что по используемым протоколам он аналогичен обычному Ethernet-протоколу, только передача данных происходит не по кабелю, а по радиоканалам. Канал может быть ориентирован на работу в двух диапазонах - 915 МГц и 2,4 ГГц. Недостаток – зависимость качества связи от метеорологических условий, радиопомех, проблема прямой видимости базовой станции, максимальное расстояние между точками абонента и провайдера (с усилителем для антенны) – около 60 км.
Мобильный интернет (Сотовые сети) – это подключение через мобильный телефон либо беспроводной модем, абонентов, местоположение которых меняется. Мобильная телефония, за некоторыми исключениями, осуществляется посредством сотовых сетей – системы сотовой связи, которая строится в виде совокупности ячеек или сот, покрывающих обслуживаемую территорию. В центре каждой ячейки находится базовая станция, обслуживающая все радиотелефонные аппараты в пределах своей ячейки. Каждая базовая станция накрывает ограниченную площадь, но в комплексе они образуют сплошное покрытие. При перемещении абонента из одной ячейки в другую происходит передача его обслуживания от одной базовой станции к другой. В Росси используется 2 системы мобильной связи CDMA и GSM, которые работают в определенном стандарте. Стандарт сотовой связи – это система технических параметров и соглашений для обеспечения функционирования системы сотовой связи на определенной радиочастоте.
Важным фактором развития мобильной связи является совершенствование технологий на основе цифровизация сетей. Технологии сотовой связи насчитывают 4 поколения и обозначаются буквой ―G‖ («generation» – поколение):
1G –аналоговый стандарт связи (диапазон частот от 453 до 468 МГц),
2G – цифровая сотовая связь (частоты 900 и 1800 МГц),
3G – широкополосная цифровая сотовая связь объединяет в себе высокоскоростной доступ в интернет и канал передачи данных для радиосвязи (частоты дециметрового диапазона около 2 ГГц).
4G – основан на протоколах пакетной передачи данных (по всей ширине спектра частот от 700 МГц до 2,7 ГГц).
Каждое поколение содержит около десятка технологий и стандартов связи.
Если мобильные сети первого поколения (1G – 80е гг.) позволяли передавать только голос, то второе поколение систем сотовой связи (2G – 90е гг.), основанное на стандарте GSM, предоставляли и другие «неголосовые» услуги: передача коротких текстовых сообщений – SMS и ограниченный доступ к сети Интернет. Но и первое (1G) и второе (2G) поколение сетей мобильной связи строились подобно проводным телефонным сетям на основе технологии коммутации каналов.
Доступ осуществлялся по голосовому каналу и только к адаптированным для сотовых телефонов Интернет-страницам так называемым WAP-сайтам, написанных на языке WML. При этом использовалась технология передачи данных с коммутацией каналов (CSD), которую можно сравнить с dial-up, поскольку она также занимает канал, используемый для голосового трафика и, как следствие, блокирует линию для звонка во время подключения к сети Интернет. При низкой скорости доступа оплата осуществляется посекундно по тарифу обычного телефонного разговора.
Для того, чтобы предоставить полноценный скоростной доступ к сети Интернет, не занимая при этом телефонную линию , в 1997 г. была создана технология GPRS реализующая пакетный способ передачи данных. При использовании GPRS информация собирается в пакеты и передаѐтся через неиспользуемые в данный момент голосовые каналы. Принцип разделения каналов для передачи голоса и данных позволил при доступе к Интернету оплачивать не длительность соединения, а лишь объем переданных и полученных данных, т.е. трафик. Под трафиком понимается объѐм информации, передаваемой по сети за определенный период времени. Приоритетным трафиком в единственном канале является передача голосовых сообщений. Загруженность сети голосовым трафиком приводит к возникновению очереди на передачу пакетов, и, как следствие, снижение скорости доступа к сети Интернет. В целом на скорость доступа к Интернет в мобильных сетях второго поколения зависит от: модели телефонного аппарата, загруженности сети 2G голосовым и интерет-трафиком и помехи на пути радиосигнала (физические препятствия – например, железобетонные строения, проезжающий транспорт и т.д.). Максимальную скорость в сетях 2G можно получить только в тихую безветренную лунную ночь в поле, сидя в одиночестве под базовой станцией).
Мобильные сети третьего поколения (3G – 2001 г.) характеризуется переходом от узкополосных услуг, предлагаемых сегодня операторами сетей GSM и GPRS, к мультимедийным широкополосным (на скоростях до 2 Мбит/с) услугам, включая потоковое видео, мобильный Интернет, приложения мобильного бизнеса и т. д. Под мобильной сетью третьего поколения понимается интегрированная мобильная сеть, которая обеспечивает: для неподвижных абонентов скорость обмена информацией не менее 2048 кбит/с, для абонентов, движущихся со скоростью не более 3 км/ч – 384 кбит/с, для абонентов, перемещающихся со скоростью не более 120 км/ч – 144 кбит/с. При глобальном спутниковом покрытии сети 3G должны обеспечивать скорость обмена не менее 64 кбит/с.. По концепции развития сетей 3G основной доход операторов сотовой связи в сетях третьего поколения будет не от предоставления услуг связи, а от использования абонентами дополнительных сервисов.
Преимущественно мобильные сети 3G представлены стандартом UMTS (универсальная система мобильной электросвязи), который был разработан для модернизации сетей GSM. В основе стандарта UMTS лежит технология CDMA множественного доступа с кодовым разделением каналов, которая дает возможность абонентам использовать всю ширину канала. Вот почему поколение 3G называют сетями с мобильным широкополосным (broadband – широкополосная передача) доступом, позволяющих одновременно и на высоких скоростях принимать («загружать») и передавать («сгружать») информацию (сигналы) различных служб, например, данные, голос и видео.
Главным отличием 3G от сетей второго поколения является переход от узкополосных услуг к мультимедийным широкополосным, индивидуализация, то есть, присвоение каждому абоненту IP-адреса, подобно Интернету и постоянное пребывание абонентов в сети. Покрытие территории сетями сотовой связи третьего поколения, уступает покрытию сетями 2G. Развертывание сетей 3G требует строительство дополнительных базовых станций, что связано со снижением радиуса их действия, по сравнению с действующими сетями GSM.
Однако основные надежды участников рынка связаны четвертым поколением мобильной связи (4G – 2008 г.), как следующим этапом развития беспроводной телекоммуникации, которая позволит достичь скорости передачи данных до 1 Гбит/с в условиях стационарного применения и до 100 Мбит/с в условиях обмена данными с мобильными устройствами доступа. Технология 4G, в частности, позволит абонентам смотреть многоканальные телетрансляции высокой четкости и управлять домашней бытовой техникой с помощью мобильного устройства, совершать дешѐвые междугородные
телефонные звонки. Системы связи 4G основаны на пакетных протоколах передачи данных. Для пересылки данных используется протокол IPv4, а также, в будущем планируется поддержка IPv6. С технической точки зрения, основное отличие сетей четвѐртого поколения от третьего заключается в том, что технология 4G полностью основана на протоколах пакетной передачи данных, в то время как 3G соединяет в себе как пакетную коммутацию, так и коммутацию каналов. В мобильной сети 4G отсутствует канал для передачи голоса – 100% их пропускной способности используется для услуг передачи данных.
Одним из стандартов сети четвертого поколения был утвержден LTE, в качестве следующего после UMTS стандарта широкополосной сети мобильной связи, который обеспечит более высокие скорости передачи данных и откроет пути для внедрения инновационных услуг, требующих широкой полосы пропускания. Операторы позиционируют LTE как дальнейшее развитие GSM с сохранением обратной совместимости. Для LTE это разумеющееся преимущество, так как заинтересованные в ней операторы располагают внушительными финансовыми возможностями и устоявшимися отношениями с пользователями.
В качестве главного стандарта 4G ряд аналитиков называет LTE, за которым следом идут технологии Wi-Fi и WiMax, подразумевающие интеграцию в единую беспроводную сеть широкого спектра устройств. Мобильный WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), стандартизированная институтом IEEE технология широкополосной беспроводной связи, дополняющая линии DSL и кабельные технологии в качестве альтернативного решения проблемы "последней мили" на больших расстояниях. Технологию WiMAX можно использовать для реализации широкополосных соединений «последней мили», развертывания точек беспроводного доступа, организации высокоскоростной связи между филиалами компаний и решения других подобных задач. Если стандарт LTE служит развитием существующих сетей, то WiMAX требует строительства новой сети.
Для того, чтобы подключиться к мобильному интернету необходим модем, который обеспечивает подключение к Интернету в мобильной сети. В качестве модема может выступать:
USB устройства
Мобильный телефон с поддержкой GPRS и EDGE протоколов и средства связи с компьютером – USB кабель, Bluetooth, инфракрасный порт
доступ в Интернет может осуществляться и с мобильного телефона, смартфона или планшета благодаря встроенному модему
Все модемы можно разделить на две основные категории – универсальные и операторские. Универсальные модемы не зависят от конкретных операторов, и в них можно вставить любую SIM-карту. Операторские модемы настроены на частоту работы сотового оператора и зависят от технологий поколения сотовой сети, которое поддерживает сотовый
оператор. Относительно старые телефоны подключаются по медленной и дорогой технологии GPRS, а современные телефоны, работающие в стандартах сотовой связи третьего (3G) и четвертого (4G) поколения используют более скоростные: CDMA, UMTS, LTE, WiMAX, для которых, в качестве альтернативы, возможно использование USB-модема. Качество связи и скорость передачи данных в значительной мере зависят от расстояния до базовой станции сотового оператора, поддерживающей стандарты более высокого поколения и обеспечивающей зону покрытия мобильного доступа в Интернет.
Wi-Fi – это специфический вид беспроводного подключения к «точкам доступа». Точка доступа – это беспроводная базовая станция, предназначенная для обеспечения беспроводного доступа к уже существующей сети (беспроводной или проводной) или создания совершенно новой беспроводной сети. Беспроводная связь осуществляется посредством технологии Wi-Fi. Проводя аналогию, точку доступа можно условно сравнить с вышкой сотового оператора, с той оговоркой, что у точки доступа меньший радиус действия и связь между подключенными к ней устройствами осуществляется по технологии Wi-Fi. Радиус действия стандартной точки доступа – примерно 200-250 метров, при условии, что на этом расстоянии не будет никаких препятствий (например металлоконструкций, перекрытий из бетона и прочих сооружений плохо пропускающих радио волну). Скорость доступа к Интернету по технологии Wi-Fi распределяется в равных пропорциях между подключившимися к ней клиентами, поэтому, чем больше клиентов подключено к точке доступа – тем меньше скорость каждого из них. Чаще всего эту технологию используют как дополнительную бесплатную услугу подключения к Интернету в публичных местах: кафе и аэропортах. С появлением мобильных сетей 3-го поколения бесплатный Wi-Fi-интернет выделяют и в транспорте. Для этого в общественном транспорте устанавливается специальный 3G-роутер, которым он подключается к сети Интернет через сигнал сотовой связи и распространяет его для пассажиров через точку доступа Wi-Fi.
Для доступа к информационному компоненту Интернета необходимо, чтобы компьютер был подключен к глобальной сети Интернет. На компьютере должны быть установлены все программные и аппаратные средства, необходимые для работы в сети Интернет, а так же физическое соединение (проводное или беспроводное) этого компьютера с одним из провайдеров (компанией, компьютерная сеть которой является частью Интернета). Для поиска и просмотра информации в Интернете на компьютере должна быть установлена программа-обозреватель веб-браузер для запроса из Сети Интернет web-страниц, их обработки, вывода и перехода от одной страницы к другой.
Каждый источник информации в сети Интернет имеет свой адрес, который необходимо ввести в поле адреса веб-браузера. Например, чтобы узнать, выставил ли преподаватель оценки по проведенной недавно контрольной точке, вы обращаетесь к сайту WWW.STUD.SSSU.RU - информационному ресурсу ЮРГУЭС.
После того, как вы набрали имя и нажали клавишу Enter, ваш компьютер отправляет запрос к указанному вами источнику информации. Запрос путешествует по сети, пока не достигнет компьютера, на котором расположен веб-сайт. На этом компьютере запрос принимается и обслуживается специальной программой веб-сервером. По отношению к веб-серверу браузеры выступают клиентами. В ответ на поступивший запрос веб-сервер сайта WWW.STUD.SSSU.RU передает информацию, размещенную на его главной странице, который и выводит ее на экран вашего компьютера.
Принципы организации связи между компьютерами в сети Интернет
Взглянем не Internet как на сеть, а не «паутину» линий связи и множестве приемо-передатчиков. Сеть Internet состоит, в основном, из выделенных телефонных линий. Казалось бы, Internet вполне аналогична телефонной сети, и модель телефонной сети достаточно адекватно отражает ее структуру и работу. В самом деле, обе они электронные, обе позволяют устанавливать связь и передавать информацию. И Internet тоже состоит, в первую очередь, из выделенных телефонных линий. Но это не так, поскольку телефонная сеть представляет собой сеть с коммутацией каналов – когда при вызове абонента с ним устанавливается физическое соединение на все время сеанса связи. При этом выделяется (и занимается) часть сети, которая для других уже не доступна (даже если абоненты молчат, а другие абоненты хотели бы поговорить по действительно неотложному делу). Это приводит к нерациональному использованию очень дорогих ресурсов - линий связи.
Internet же является сетью с коммутацией пакетов, что принципиально отличается от сети с коммутацией каналов.
Для Internet более подходит модель обыкновенной государственной почтовой службы. Почта является сетью пакетной связи, где нет никакой выделенной абоненту части этой сети. Почтовое послание перемешивается с посланиями других пользователей, кидается в контейнер, пересылается в другое почтовое отделение, где снова сортируется. Хотя технологии сильно разнятся, почта является прекрасным и наглядным примером сети с коммутацией пакетов. Модель почты удивительно точно отражает суть работы и структуру Internet.
В Интернете все соединенные между собой сети (Ethernet, Token Ring, сети на телефонных линиях, пакетные радиосети и т.п.), по сути, выступают аналогами железных дорог, самолетов почты, почтовых отделений и почтальонов. Посредством их почта движется с места на место. Маршрутизаторы сетей Интернета – аналоги почтовых отделений, где принимается решение, как перемещать данные («пакеты») по сети, точно так же, как почтовый узел намечает дальнейший путь почтового конверта. Отделения или узлы не имеют прямых связей со всеми остальными. Если вы отправляете почтовое сообщение из города А в город Б, почта не станет нанимать самолет, который полетит из ближайшего к городу А аэропорта в аэропорт города Б. Вместо этого местное почтовое отделение отправляет послание на подстанцию в нужном направлении, та в свою очередь, дальше в направлении пункта назначения на следующую подстанцию. Таким образом, письмо станет последовательно приближаться к пункту назначения, пока не достигнет почтового отделения, в ведении которого находится нужный объект и которое доставит сообщение получателю. Для работы такой системы требуется, чтобы каждая подстанция знала о наличествующих связях и о том, на какую из ближайших подстанций оптимально следует передать адресованный туда-то пакет. Примерно также и в Internet: маршрутизаторы отвечают маршрут отправления пакета данных.
На каждой почтовой подстанции определяется следующая подстанция, куда будет далее направлена корреспонденция, т.е. есть намечается дальнейший путь (маршрут) - этот процесс называется маршрутизацией. Для осуществления маршрутизации каждая подстанция имеет таблицу, где адресу пункта назначения (или индексу) соответствует указание почтовой подстанции, куда следует посылать далее эту корреспонденцию. Их сетевые аналоги называются таблицами маршрутизации. Эти таблицы рассылаются почтовым подстанциям централизовано соответствующим почтовым подразделением. Время от времени рассылаются предписания по изменению и дополнению этих таблиц. В Интернет составление и модификация таблиц маршрутизации определяются
соответствующими правилами - протоколами ICMP (Internet Control Message Protocol), RIP (Routing Internet Protocol) и OSPF (Open Shortest Path First). Узлы, занимающиеся маршрутизацией, называются маршрутизаторами.
Почтовые отправления (письмо, бандероль, посылка), пересылаемое в рамках почтового обмена, должно отвечать определенным требованиям к его предельной массе, допустимому вложению и предельным размерам.
В Internet также имеется набор правил – протоколов по обращению с пересылаемой информацией, которая из-за ограничений оборудования, делится на части (по границам байтов), раскладываемые в отдельные пакеты. Длина информации внутри пакета обычно составляет от 1 до 1500 байт. Это защищает сеть от монополизации каким-либо пользователем и предоставляет всем примерно равные права. Для примера рассмотрим следующую ситуацию: как переслать книгу по почте , если та принимает только письма и ничего более? Очевидный метод: просто разодрать книгу на страницы и отправить их отдельными конвертами. Получатель, руководствуясь номерами страниц, легко сможет книгу восстановить. Схема передачи для этого случая представлена на рис. 5.
Протоколы определяют, как данные из приложения разбиваются на пакеты для передачи по кабелю и какие электрические сигналы представляют данные в сетевом кабеле. В широком смысле протокол - это заранее оговоренное правило (стандарт), по которому тот, кто хочет использовать определенный сервис, взаимодействует с последним. Применительно к Интернету протокол - это правило передачи информации в Сети.
Следует различать два типа протоколов: базовые и прикладные. Базовые протоколы отвечают за физическую пересылку сообщений между компьютерами в сети Интернет. Прикладными называют протоколы более высокого уровня, они отвечают за функционирование специализированных служб, например для передачи гипертекстовых сообщений, файлов, электронной почты.
Набор протоколов разных уровней, работающих одновременно, называют стеком протоколов. Каждый нижележащий уровень стека протоколов имеет свою систему правил и предоставляет сервис для вышележащих.
Такое взаимодействие можно сравнить со схемой пересылки обычного письма. Например, директор фирмы «А» пишет письмо и отдает его секретарю. Секретарь помещает письмо в конверт, надписывает адрес и относит конверт на почту. Почта доставляет письмо в почтовое отделение. Почтовое отделение связи доставляет письмо получателю – секретарю
директора фирмы «B». Секретарь распечатывает конверт и передает письмо директору фирмы «В». Информация (письмо) передается с верхнего уровня на нижний, обрастая на каждой стадии дополнительной служебной информацией (пакет, адрес на конверте, почтовый индекс, контейнер с корреспонденцией и т.д.), которая не имеет отношения к тексту письма.
Нижний уровень - это уровень почтового транспорта, которым письмо перевозится в пункт назначения. В пункте назначения происходит обратный процесс: корреспонденция извлекается, считывается адрес, почтальон несет конверт секретарю фирмы «B», который достает письмо, определяет его срочность, важность и в зависимости от этого передает информацию выше. Директора фирм «А» и «Б», передавая друг другу информацию, не заботятся о проблемах пересылки этой информации, подобно тому как секретаря не волнует, как доставляется почта.
Аналогично каждый протокол в стеке протоколов выполняет свою функцию, не заботясь о функциях протокола другого уровня.
Сетевая инфраструктура технологий Интернет
По проводу можно переслать биты только из одного его конца в другой. Internet же переедет данные в различные точки, расположенные по всему миру благодаря сетевому (межсетевому) уровню в эталонной модели ISO OSI.
В модели OSI, называемой также моделью взаимодействия открытых систем (Open Systems Interconnection - OSI) и разработанной Международной Организацией по Стандартам (International Organization for Standardization - ISO), средства сетевого взаимодействия делятся на семь уровней, для которых определены стандартные названия и функции.
В основе модели OSI – два ключевых принципа:
1. Концепция открытых систем. Каждый уровень модели имеет строго определенные сетевые функции. Это означает, что две различные сетевые системы, поддерживающие функции соответствующего уровня, могут обмениваться данными на этом уровне.
2. Концепция однорангового соединения типа «точка-точка». Данные, сформированные на конкретном уровне модели, предназначены только соответсвующему уровню другого устройства. Иначе говоря, для выполнения закрепленных за ними сетевых функций уровни-посредники не изменяют «чужие» данные, а просто добавляют свою информацию к обнаруженным в пакете данным.
Пытаясь упорядочить подход к рассмотрению сетевых протоколов, Международная организация по стандартизации (International Standards Organization, ISO) создала семиуровневую модель, определяющую основные функции сети, которая называется эталонной моделью взаимодействия открытых систем – OSI Reference Model.
Предмет и задачи курса Основы Интернет-технологий Предметом данного курса являются технологии глобальной сети World Wide Web В рамках курса будут рассмотрены такие вопросы как: Структура и принципы Веб (базовые понятия, архитектура, стандарты и протоколы); Технологии сети Веб (языки разметки и программирования веб-страниц – HTML, CSS и Java. Script, PHP, инструменты разработки и управления веб-контента и приложений для Веб, средства интеграции веб-контента и приложений в Веб). Сеть Веб представляет собой глобальное информационное пространство, основанное на физической инфраструктуре Интернета и протоколе передачи данных HTTP. Зачастую, говоря об Интернете, подразумевают именно сеть Веб.
История развития Интернет Хронология развития Интернета (с 1966 по 2000 г.) Год Событие 1966 Эксперимент с коммутацией пакетов управления ARPA 1969 Первые работоспособные узлы сети ARPANET 1972 Изобретение распределенной электронной почты 1973 Первые компьютеры, подключенные к сети ARPANET за пределами США 1975 Сеть ARPANET передана в ведение управления связи министерства обороны США 1980 Начинаются эксперименты с TCP/IP 1981 Каждые 20 дней к сети добавляется новый хост 1983 Завершен переход на TCP/IP 1986 Создана магистраль NSFnet 1990 Сеть ARPANET прекратила существование 1991 Появление Gopher 1991 Изобретение Всемирной паутины. Выпущена система PGP. Появление Mosaic 1995 Приватизация магистрали Интернета 1996 Построена магистраль ОС-3 (155 Мбит/с) 1998 Число зарегистрированных доменных имен превысило 2 млн. 2000 Количество индексируемых веб-страниц превысило 1 млрд.
Стандартизация в Интернет Результат работы по стандартизации воплощается в документах RFC (англ. Request for Comments) - документ из серии пронумерованных информационных документов Интернета, содержащих технические спецификации и Стандарты, широко применяемые во Всемирной сети. Примеры популярных RFC-документов. Номер RFC 768 RFC 791 RFC 793 RFC 822 RFC 959 RFC 1034 RFC 1035 RFC 1591 RFC 1738 RFC 1939 RFC 2026 RFC 2045 RFC 2231 RFC 2616 RFC 2822 RFC 3501 Тема UDP IP TCP Формат электронной почты, заменен RFC 2822 FTP DNS - концепция DNS - внедрение Структура доменных имен URL Протокол POP версии 3 (POP 3) Процесс стандартизации в Интернете MIME Кодировка символов HTTP Формат электронной почты IMAP версии 4 издание 1 (IMAP 4 rev 1)
Консорциум W 3 C - организация, разрабатывающая и внедряющая технологические стандарты для Интернета и WWW. Миссия W 3 C формулируется следующим образом: "Полностью раскрыть потенциал Всемирной паутины путем создания протоколов и принципов, гарантирующих долгосрочное развитие Сети". Две другие важнейшие задачи Консорциума - обеспечить полную "интернационализацию Сети" и сделать ее доступной для людей с ограниченными возможностями. W 3 C разрабатывает для WWW единые принципы и стандарты, называемые "Рекомендациями", которые затем внедряются разработчиками программ и оборудования. Благодаря Рекомендациям достигается совместимость между программными продуктами и оборудованием различных компаний, что делает сеть WWW более совершенной, универсальной и удобной в использовании. Все Рекомендации W 3 C открыты, то есть, не защищены патентами и могут внедряться любым человеком без каких-либо финансовых отчислений Консорциуму. Для удобства пользователей Консорциумом созданы специальные программывалидаторы (англ. Online Validation Service), которые доступны по сети и могут за несколько секунд проверить документы на соответствие популярным Рекомендациям W 3 C.
Метод аналізу граничних умов Загальні правила методу аналізу граничних умов: побудувати тести для границь множини допустимих значень вхідних даних і тести з недопустимими значеннями, що відповідають незначному виходу за межі цієї множини. Наприклад, для множини [-1. 0; 1. 0] будуються тести -1. 0; -1. 001; На практиці з метою локалізації несправностей створюють також тести, що відповідають допустимим значенням, тобто є внутрішніми для множини та ті, що незначно відхиляються від граничних значень: -1. 0; -1. 001; 0. 999; - 0. 999
Структура и принципы WWW Сеть WWW образуют миллионы веб-серверов, расположенных по всему миру. Веб-сервер является программой, запускаемой на подключенном к сети компьютере и передающей данные по протоколу HTTP. Для идентификации ресурсов (зачастую файлов или их частей) в WWW используются идентификаторы ресурсов URI (Uniform Resource Identifier). Для определения местонахождения ресурсов в этой сети используются локаторы ресурсов URL (Uniform Resource Locator). Такие URL-локаторы представляют собой комбинацию URI и системы DNS. Доменное имя (или IP-адрес) входит в состав URL для обозначения компьютера (его сетевого интерфейса), на котором работает программа вебсервер. На клиентском компьютере для просмотра информации, полученной от вебсервера, применяется специальная программа - веб-браузер. Основная функция веб-браузера - отображение гипертекстовых страниц (веб-страниц). Для создания гипертекстовых страниц в WWW изначально использовался язык HTML. Множество веб-страниц образуют веб-сайт.
Прокси-серверы Прокси-сервер (proxy-server) - служба в компьютерных сетях, позволяющая клиентам выполнять косвенные запросы к другим сетевым службам. Сначала клиент подключается к прокси-серверу и запрашивает какой-либо ресурс, расположенный на другом сервере. Затем прокси-сервер либо подключается к указанному серверу и получает ресурс у него, либо возвращает ресурс из собственного кеша (если имеется). В некоторых случаях запрос клиента или ответ сервера может быть изменен проксисервером в определенных целях. Также прокси-сервер позволяет защищать клиентский компьютер от некоторых сетевых атак.
Протоколы Интернет прикладного уровня Самый верхний уровень в иерархии протоколов Интернет занимают следующие протоколы прикладного уровня: DNS - распределенная система доменных имен, которая по запросу, содержащему доменное имя хоста сообщает IP адрес; HTTP - протокол передачи гипертекста в Интернет; HTTPS - расширение протокола HTTP, поддерживающее шифрование; FTP (File Transfer Protocol - RFC 959) - протокол, предназначенный для передачи файлов в компьютерных сетях; FTP позволяет подключаться к серверам FTP, просматривать содержимое каталогов и загружать файлы с сервера или на сервер; кроме того, возможен режим передачи файлов между серверам; FTP позволяет обмениваться файлами и выполнять операции над ними через TCP-сети. Данный протокол работает независимо от операционных систем. Telnet (TELecommunication NETwork - RFC 854) - сетевой протокол для реализации текстового интерфейса по сети; Протокол telnet работает в соответствии с принципами архитектуры "клиент-сервер" и обеспечивает эмуляцию алфавитно-цифрового терминала, ограничивая пользователя режимом командной строки. Приложение telnet предоставило язык для общения терминалов с удаленными компьютерами. SSH (Secure Shell - RFC 4251) - протокол прикладного, позволяющий производить удаленное управление операционной системой и передачу файлов. В отличие от Telnet шифрует весь трафик; Сходен по функциональности с протоколами telnet и rlogin, но, в отличие от них, шифрует весь трафик, включая и передаваемые пароли. SSH-клиенты и SSH-серверы имеются для большинства операционных систем.
Почтовые протоколы. POP 3(Post Office Protocol Version 3 - RFC 1939) – протокол почтового клиента, который используется почтовым клиентом для получения сообщений электронной почты с сервера; IMAP (Internet Message Access Protocol - RFC 3501) - протокол доступа к электронной почте в Интернет. Аналогичен POP 3, однако предоставляет пользователю богатые возможности для работы с почтовыми ящиками, находящимися на центральном сервере. Электронными письмами можно манипулировать с компьютера пользователя (клиента) без необходимости постоянной пересылки с сервера и обратно файлов с полным содержанием писем; SMTP(Simple Mail Transfer Protocol - RFC 2821) – протокол, который используется для отправки почты от пользователей к серверам и между серверами для дальнейшей пересылки к получателю. Для приема почты почтовый клиент должен использовать протоколы POP 3 или IMAP; .
Протокол HTTP (Hyper. Text Transfer Protocol - RFC 1945, RFC 2616) - протокол прикладного уровня для передачи гипертекста. Все программное обеспечение для работы с протоколом HTTP разделяется на три основные категории: Серверы - поставщики услуг хранения и обработки информации (обработка запросов). Клиенты - конечные потребители услуг сервера (отправка запросов). Прокси-серверы для поддержки работы транспортных служб. Основными клиентами являются браузеры например: Internet Explorer, Opera, Mozilla Firefox, Google Chrome, Safari и другие. Наиболее популярными реализациями веб-серверов являются: Internet Information Services (IIS), Apache, lighttpd, nginx. Наиболее известные реализации прокси -серверов: Squid, User. Gate, Multiproxy, Naviscope.
Cхема HTTP-сеанса Установление TCP-соединения. Запрос клиента. Ответ сервера. Разрыв TCP-соединения. Таким образом, клиент посылает серверу запрос, получает от него ответ, после чего взаимодействие прекращается. Обычно запрос клиента представляет собой требование передать HTML-документ или какой-нибудь другой ресурс, а ответ сервера содержит код этого ресурса. В состав HTTP-запроса, передаваемого клиентом серверу, входят следующие компоненты. Строка состояния (строка-статус или строка запроса). Поля заголовка. Пустая строка. Тело запроса. Строку состояния вместе с полями заголовка иногда называют также заголовком запроса.
Методы запроса Метод, указанный в строке состояния, определяет способ воздействия на ресурс, URL которого задан в той же строке. Метод может принимать значения GET, POST, HEAD, PUT, DELETE и т. д. Несмотря на обилие методов, для веб-программиста понастоящему важны лишь два из них: GET и POST. GET - предназначается для получения ресурса с указанным URL. Получив запрос GET, сервер должен прочитать указанный ресурс и включить код ресурса в состав ответа клиенту. Ресурс, URL которого передается в составе запроса, не обязательно должен представлять собой HTML-страницу, файл с изображением или другие данные. URL ресурса может указывать на исполняемый код программы, который, при соблюдении определенных условий, должен быть запущен на сервере. В этом случае клиенту возвращается не код программы, а данные, сгенерированные в процессе ее выполнения. Несмотря на то что, по определению, метод GET предназначен для получения информации, он может применяться и в других целях. Метод GET вполне подходит для передачи небольших фрагментов данных на сервер. POST - основное назначение - передача данных на сервер. Однако, подобно методу GET, метод POST может применяться по-разному и нередко используется для получения информации с сервера. Как и в случае с методом GET, URL, заданный в строке состояния, указывает на конкретный ресурс. Метод POST также может использоваться для запуска процесса. Методы HEAD и PUT являются модификациями методов GET и POST.
Элементы заголовка запроса (продолжение) Версия протокола HTTP, как правило, задается в следующем формате: HTTP/версия. модификация Поля заголовка, следующие за строкой состояния, позволяют уточнять запрос, т. е. передавать серверу дополнительную информацию. Поле заголовка имеет следующий формат: Имя_поля: Значение Назначение поля определяется его именем, которое отделяется от значения двоеточием.
Поля заголовка запроса HTTP. Поля заголовка Значение HTTP-запроса Host Доменное имя или IP-адрес узла, к которому обращается клиент Referer URL документа, который ссылается на ресурс, указанный в строке состояния From Адрес электронной почты пользователя, работающего с клиентом Accept MIME-типы данных, обрабатываемых клиентом. Это поле может иметь несколько значений, отделяемых одно от другого запятыми. Часто поле заголовка Accept используется для того, чтобы сообщить серверу о том, какие типы графических файлов поддерживает клиент Accept-Language Набор двухсимвольных идентификаторов, разделенных запятыми, которые обозначают языки, поддерживаемые клиентом Accept-Charset Content-Type Content-Length Перечень поддерживаемых наборов символов MIME-тип данных, содержащихся в теле запроса (если запрос не состоит из одного заголовка) Число символов, содержащихся в теле запроса (если запрос не состоит из одного заголовка) Range Присутствует в том случае, если клиент запрашивает не весь документ, а лишь его часть Connection Используется для управления TCP-соединением. Если в поле содержится Close, это означает, что после обработки запроса сервер должен закрыть соединение. Значение Keep-Alive предлагает не закрывать TCP-соединение, чтобы оно могло быть использовано для последующих запросов Информация о клиенте User-Agent
Пример HTML-запроса, сгенерированного браузером GET http: //oak. oakland. edu/ HTTP/1. 0 Connection: Keep-Alive User-Agent: Mozilla/4. 04 (Win 95; I) Host: oakland. edu Accept: image/gif, image/x-xbitmap, image/jpeg, image/png, */* Accept-Language: en Accept-Charset: iso-8859 -l, *, utf-8 Получив от клиента запрос, сервер должен ответить ему. Знание структуры ответа сервера необходимо разработчику веб-приложений, так как программы, которые выполняются на сервере, должны самостоятельно формировать ответ клиенту.
Ответ сервера также состоит из четырех перечисленных ниже компонентов. Строка состояния. Поля заголовка. Пустая строка. Тело ответа. Ответ сервера клиенту начинается со строки состояния, которая имеет следующий формат: Версия_протокола Код_ответа Пояснительное_сообщение Версия_протокола задается в том же формате, что и в запросе клиента, и имеет тот же смысл. Код_ответа - это трехзначное десятичное число, представляющее в закодированном виде результат обслуживания запроса сервером. Пояснительное_сообщение дублирует код ответа в символьном виде. Это строка символов, которая не обрабатывается клиентом. Она предназначена для системного администратора или оператора, занимающегося обслуживанием системы, и является расшифровкой кода ответа.
Код ответа сервера Из трех цифр, составляющих код ответа, первая (старшая) определяет класс ответа, остальные две представляют собой номер ответа внутри класса. Например, если запрос был обработан успешно, клиент получает следующее сообщение: HТТР/1. 0 200 ОК За версией протокола HTTP 1. 0 следует код 200. В этом коде символ 2 означает успешную обработку запроса клиента, а остальные две цифры (00) - номер данного сообщения. В используемых в настоящее время реализациях протокола HTTP первая цифра не может быть больше 5 и определяет следующие классы ответов: 1 - специальный класс сообщений, называемых информационными. Код ответа, начинающийся с 1, означает, что сервер продолжает обработку запроса. При обмене данными между HTTP-клиентом и HTTP-сервером сообщения этого класса используются достаточно редко. 2 - успешная обработка запроса клиента. 3 - перенаправление запроса. Чтобы запрос был обслужен, необходимо предпринять дополнительные действия. 4 - ошибка клиента. Как правило, код ответа, начинающийся с цифры 4, возвращается в том случае, если в запросе клиента встретилась синтаксическая ошибка. 5 - ошибка сервера. По тем или иным причинам сервер не в состоянии выполнить запрос.
Классы кодов ответов сервера Код 100 Расшифровка Continue Интерпретация Часть запроса принята, и сервер ожидает от клиента продолжения запроса 200 OK 201 202 Created Accepted Запрос успешно обработан, и в ответе клиента передаются данные, указанные в запросе В результате обработки запроса был создан новый ресурс Запрос принят сервером, но обработка его не окончена. Данный код ответа не гарантирует, что запрос будет обработан без ошибок. 206 Partial Content 301 Multiple Choice 302 400 403 404 405 500 501 Moved Permanently Moved Temporarily Bad Request Forbidden Not Found Method Not Allowed Internal Server Error Not Implemented 503 505 Сервер возвращает часть ресурса в ответ на запрос, содержавший поле заголовка Range Запрос указывает более чем на один ресурс. В теле ответа могут содержаться указания на то, как правильно идентифицировать запрашиваемый ресурс Затребованный ресурс больше не располагается на сервере Затребованный ресурс временно изменил свой адрес В запросе клиента обнаружена синтаксическая ошибка Имеющийся на сервере ресурс недоступен для данного пользователя Ресурс, указанный клиентом, на сервере отсутствует Сервер не поддерживает метод, указанный в запросе Один из компонентов сервера работает некорректно Функциональных возможностей сервера недостаточно, чтобы выполнить запрос клиента Service Unavailable Служба временно недоступна HTTP Version not Supported Версия HTTP, указанная в запросе, не поддерживается сервером
Поля заголовка ответа веб-сервера. Имя поля Server Описание содержимого Имя и номер версии сервера Age Время в секундах, прошедшее с момента создания ресурса Allow Список методов, допустимых для данного ресурса Content. Language Языки, которые должен поддерживать клиент для того, чтобы корректно отобразить передаваемый ресурс Content-Type MIME-тип данных, содержащихся в теле ответа сервера Content-Length Число символов, содержащихся в теле ответа сервера Last-Modified Дата и время последнего изменения ресурса Date Дата и время, определяющие момент генерации ответа Expires Дата и время, определяющие момент, после которого информация, переданная клиенту, считается устаревшей Location В этом поле указывается реальное расположение ресурса. Оно используется для перенаправления запроса Cache-Control Директивы управления кэшированием. Например, no-cache означает, что данные не должны кэшироваться
Пример ответа на запрос HTTP/1. 1 200 OK Server: Microsoft-IIS/5. 1 X-Powered-By: ASP. NET Date: Mon, 20 OCT 2008 11: 25: 56 GMT Content-Type: text/html Accept-Ranges: bytes Last-Modified: Sat, 18 Oct 2008 15: 05: 44 GMTE Tag: "b 66 a 667 f 948 c 92: 8 a 5 « Content-Length: 426
Модуль 2: Базовые Интернет - коммуникации и Web-технологии
Тема 5. Сетевые Интернет - коммуникации
Лекция №9. Интернет коммуникации: FTP, E-mail, мессенджеры, IP- телефония
Лекция №10. Системи цифрового вещания
Тема 6.
Web-технологии
Лекция №11. Технология создания Інтернет-узлов
Лекция №12. Языки программирования
Лекция №13. Разработка Web-сайтов
Тема 7.
Облачные технологии
Лекция №14. Облачные вычисления (cloud computing).
Тема 8. WEB–коммуникационные сервисы реального времени
Лекция №15. WEB–коммуникации и коммуникационные облачные Web сервисы на базе WebRTC
Тема 9. Современные телекоммуникационные технологии Інтернета вещей IoT
Лекция №16. Архитектура, протоколы и беспроводные технологии мереж IoT
Базовые Интернет-коммуникации и Web-технологии
Тема 5. Сетевые Интернет-коммуникации
Основные службы в Интернет
На серверах глобальной сети Интернет размещаются различные виды информации: файлы, веб-документы, звукозаписи и видеозаписи. К наиболее распространенным сетевым службам в Интернет, которые предоставляются Web-серверами сети, относятся:
- Word Wide Web (WWW) - всемирная паутина или распределенная система гипертекстовых документов, связанных между собой гиперссылками;
- FTP - служба передачи файлов;
- Электронная почта E-mail - служба передачи электронных сообщений в режиме оффлайн;
- Мессенджеры (ICQ, Skype, Miranda IM и т.д.) - сервисы для мгновенного обмена сообщениями, голосовой связи и видеосвязи в сети Интернет в режиме онлайн;.
- VoIP сервисы (Voice-over-IP - передача голоса в сетях IP) - это сервисы, которые предназначены для выполнения интернет-звонков на обычные телефоны;
- Telnet - служба доступа к компьютерам в режиме удаленного терминала;
- USENET, News - телеконференции, группы новостей (доски объявлений) или дискуссионные группы по различным темам;
- Archie - служба поиска данных и программ;
- Gopher - служба доступа к информации с помощью иерархических каталогов (иерархических меню);
- WAIS (WAIS реализует концепцию распределенной информационно-поисковой системы) служба поиска данных по ключевым словам;
- Whois - адресная книга сети Internet. По запросу пользователь может получить информацию о владельцах доменных имен;
- Потоковое вещание - служба для передачи и воспроизведение видео или звука по частям. Для просмотра потокового видео с видеохостинга используются различные варианты веб плееров.
Сетевые службы сети Internet можно разделить на две категории :
- службы, которые используют базы данных сети;
- службы, которые осуществляют обмен информацией между абонентами сети.
Практически все службы сети Интернет построены по принципу клиент-сервер. Сервер в сети - это компьютер или программа способные предоставлять некоторые сетевые услуги клиентам по их запросам. К клиентским программам относятся:
- браузеры - программы клиенты (прикладные программы) обеспечивает доступ практически ко всем информационным ресурсам Интернет, которые хранятся на Web-серверах;
- ftp-клиенты;
- telnet-клиенты;
- почтовые клиенты;
- WAIS-клиенты;
- Gopher - это программа-клиент и т.д.
Сеть Интернет - это Всемирная компьютерная сеть, составленная из локальных и глобальных компьютерных сетей, объединенных на основе стандартных соглашений о способах обмена информацией и единой системой адресации.
Слово Интернет происходит от словосочетания Interconnected networks (связанные сети), то есть в узком смысле это глобальное сообщество малых и больших сетей . Однако в последнее время у этого слова появился и более широкий смысл: Всемирная компьютерная сеть . В физическом смысле Internet - это несколько миллионов компьютеров, связанных между собой всевозможными линиями связи. Лучше рассматривать Internet как некое информационное пространство.
Федеральный сетевой совет (FNC) определяет термин «Интернет» так: «Интернет - это глобальная информационная система, которая:
1) логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов, основанных на Интернет-протоколе (IP) или на последующих расширениях или преемниках IP;
2) способна поддерживать коммуникации с использованием семейства протокола управления передачей/Интернет-протокола (TCP/IP) или его последующих расширений/преемников и/или других IP-совместимых протоколов;
3) обеспечивает, использует или делает доступной, на общественной или частной основе, высокоуровневые сервисы, надстроенные над описанной здесь коммуникационной и иной связанной с ней инфраструктурой».
Историческая справка
Прообраз сети Интернет начал создаваться в конце 1960-х гг. по заказу Министерства обороны США. Днем рождения сети Интернет можно считать 2 января 1969 г. В этот день Агентство перспективных исследований Министерства обороны США (U.S. Defense Department"s Advanced Research Project Agency - ARPA) начало работу над проектом связи компьютеров оборонных организаций. В результате выполнения этого проекта была создана сеть ARPANET.
При создании сети преследовалось несколько целей, однако одной из основных было создание сети, устойчивой к частичным повреждениям, получаемым во время ведения военных действий, в том числе и ядерной войны. С самого начала предполагалось, что связь в сети является ненадежной: любой ее сегмент может быть поврежден или уничтожен, но сеть должна была обеспечивать связь между уцелевшими компьютерами.
Следующим этапом в развитии Интернета следует считать создание сети научного фонда США (NSF). Сеть, названная NSFNET и объединяющая научные центры Соединенных Штатов, основывалась на пяти суперкомпьютерах, соединенных между собой высокоскоростными линиями связи. Сеть NSFNET быстро заняла место ARPANET, которая в 1990 г. была ликвидирована.
Быстрый рост числа пользователей сети требовал ее постоянной реорганизации, и в 1987 г. был создан NSFNET Backbon - базовая часть или хребет сети. Хребет состоял из тринадцати центров, соединенных друг с другом высокоскоростными линиями связи. Центры располагались в разных частях США. Одновременно были созданы национальные сети в других странах. Компьютерные сети разных стран стали объединяться, и в 1990-х гг. сформировалась сеть Интернет в сегодняшнем виде.
Одним из последних и наиболее важных событий в истории Интернета стала разработка так называемой всемирной паутины - среды World Wide Web (WWW). История WWW началась в марте 1989 г., когда Т.Б. Ли выступил с проектом телекоммуникационной среды для проведения совместных исследований в области физики высоких энергий. В 1991 г. Европейская лаборатория практической физики (CERN) объявила на весь мир о создании новой глобальной информационной среды WWW .
Концепция этой среды состоит в том, что документ, к которому будет возможен доступ через Интернет, определенным образом форматируется с помощью гипертекстового языка. Информация может быть найдена в сети посредством так называемого универсального локатора ресурсов (URL) и отображена с помощью навигационных программ-браузеров. Одной из первых наиболее удачных таких программ была программа Mosaic. Появление WWW и программ-браузеров позволило работать в Интернете не только программистам, но и новичкам.
Сейчас Интернет объединяет тысячи разных сетей, расположенных по всему миру.
Пользователь Internet может получить доступ к ресурсам других сетей благодаря существованию межсетевых шлюзов . Под шлюзом принято понимать специализированный узел (рабочую станцию, компьютер) локальной сети, обеспечивающий доступ других узлов данной локальной сети к внешней сети передачи данных и другим вычислительным сетям. Говоря о межсетевом шлюзе, часто подразумевают и аппаратные, и программные средства, обеспечивающие межсетевую связь.
Передача информации в Internet происходит небольшими порциями данных, имеющими строго определенную структуру и называемыми пакетами . Каждый пакет снабжается заголовком, который содержит служебную информацию (адреса отправителя и получателя, идентификатор сообщения, номер пакета в сообщении и т.д.). Сообщение может быть разбито на несколько пакетов, размер которых может варьироваться.
Важнейшим моментом при функционировании Internet является стандартизированный свод правил передачи пакетов данных в сети и за ее пределы в рамках межсетевого обмена, закрепленный базовым транспортным протоколом ТСР (Transmission Control Protocol) и межсетевым протоколом IP (Internet Protocol). Протокол ТСР дает название всему семейству протокол ТСР/IP, главной задачей которых является объединение в сети пакетных подсетей через шлюзы.
Протокол - это правила, предписанные компьютерам для работы в сети Интернет. В одном протоколе описать все правила взаимодействия компьютеров невозможно. Поэтому сетевые протоколы строятся по многоуровневому принципу. На нижнем уровне используются два основных протокола: IP-Internet Protocol (Протокол Интернет) и TCP-Transmission Control Protocol (Протокол управления передачей).
Протокол IP обеспечивает маршрутизацию (доставку по адресу) сетевых пакетов. Протокол TCP является протоколом высшего уровня, который отвечает за надежность передачи больших объемов информации, обрабатывает и устраняет сбои в работе сети. ТСР-протокол делит длинные сообщения на несколько пакетов, каждый из которых затем помещается в TCP-конверт и после этого в IP-конверт. Каждый TCP-конверт помечается определенным образом, чтобы после разбивки сообщение вновь можно было собрать в единое целое.
Протоколы TCP и IP тесно взаимосвязаны, и их часто объединяют, говоря, что в Интернете базовым является протокол TCP/IP.
Услуги в Интернет предоставляет Интернет-провайдер или ISP (Internet Service Provider - поставщик услуг Интернета).
ISP - это организация, которая имеет собственную высокоскоростную сеть, объединенную с другими сетями по всему земному шару. Провайдер подключает к своей сети клиентов, которые становятся частью сети данного провайдера и одновременно частью всех объединенных сетей, которые и составляют Интернет.
Обычно ISP-провайдеры - это крупные компании, которые в нескольких населенных пунктах имеют так называемые точки присутствия (POP - Point of Presence) - точки, в которых расположено аппаратное обеспечение провайдера для подключения к Интернету его клиентов. Крупный провайдер может иметь десятки точек присутствия в разных городах и тысячи клиентов.
Существуют также местные провайдеры, предоставляющие услуги в одном городе.
Подключаясь к Интернет, пользователь дозванивается до провайдера с помощью модема по телефонной линии, и устанавливает связь с одним из многочисленных модемов провайдера из модемного накопителя (так называемого модемного пула).
После того как пользователь подключился к своему ISP, он становится частью его сети. Для объединения своих клиентов в одну сеть провайдеры устанавливают между собой прямое соединение с помощью так называемых точек сетевого доступа (NAP - Network Access Points) в разных городах.
В Internet каждой машине приписан определенный адрес , по которому к ней и осуществляется доступ в рамках одного из стандартных протоколов, причем существует одновременно как числовая адресация (так называемый IP - адрес, состоящий из набора чисел, разделенных точками, например, 128.29.15.21, так и более удобная для восприятия человеком система осмысленных доменных имен (например, WWW.glasnet.ru). Доменные имена - это уникальные символические идентификаторы. Доменное имя обычно состоит из двух - четырех слов, называемых доменами, при этом старший (правый) указывает либо на страну, в которой находится узел, либо на тип организации (в США). Например, UK означает Великобританию, RU (или SU) - Россию, DE - Германию; COM - коммерческие организации США, EDU - университеты США. Следующий домен обозначает узел (провайдера); иногда в доменном имени появляются младшие домены, указывающие на подсети данного узла (например, ames.arc.nasa.gov). Младшее (левое) слово символического адреса - это имя компьютера или сервера данного узла.
В примере: WWW.glasnet.ru - это Webсервер российского узла Glasnet.
Для присвоения и преобразования символических адресов в понятные компьютеру физические адреса (IP адреса) в Internet создана специальная служба, которая называется DNS (Domain Name System - система именования компьютеров в сети). Специальные серверы DNS на узлах сети извлекают из баз данных символические имена и заменяют их физическими адресами компьютеров.
Чтобы найти в Интернете какой-либо документ, достаточно знать ссылку на него - так называемый универсальный указатель на ресурс (URL - Uniform Resource Locator), который определяет местонахождение каждого файла, хранящегося на компьютере, подключенном к Интернету.
Адрес URL является сетевым расширением понятия полного имени ресурса в операционной системе. В URL, кроме имени файла и директории, где он находится, указывается сетевое имя компьютера, на котором этот ресурс расположен, и протокол доступа к ресурсу, который можно использовать для обращения к нему.
Первая часть http:// (HyperText Transfer Protocol-протокол передачи гипертекста, по которому обеспечивается доставка документа с web-сервера web-браузеру) указывает программе просмотра (браузеру), что для доступа к ресурсу применяется данный сетевой протокол.
Вторая часть www.fakit.ru указывает на доменное имя и адресует конкретный компьютер или группу компьютеров, выполняющих одинаковую задачу.
Третья часть users/admin показывает программе-клиенту, где на данном компьютере-сервере искать ресурс. В рассматриваемом случае ресурсом является файл admin, который находится в папке users.
9.2. Основные понятия (сайт, сокет, сервер, клиент). Web как пример архитектуры «клиент-сервер»
WWW (World Wide Web, Всемирная паутина) - самый популярный сервис Интернет, который определил столь массовое обращение к ресурсам сети. В самом общем плане WWW - это система Web-серверов , поддерживающая форматированные специальным образом документы (HTML-доку менты).
Служба WWW реализована в виде клиент-серверной архитектуры. Пользователь с помощью клиентской программы (браузера) осуществляет запрос к той или иной информации на сервере, а web-сервер обслуживает запрос браузера.
Браузер (навигатор) - это программа с графическим интерфейсом, которая обеспечивает обращение к искомому ресурсу на сервере по его URL. Браузер считывает запрашиваемый документ, форматирует его для представления пользователю и демонстрирует на клиентском компьютере.
Документ, доступный через Web, называют web-страницей , а группы страниц, связанных общим именем, темой и объединенных навигационно, - web-сайтами . Структуру web-сайта определяет система гиперссылок. Страницы на сайте могут иметь линейную древовидную структуру, но чаще на каждой странице имеется несколько ссылок, что и позволяет говорить о структуре «паутина». Первую страницу, которую видит пользователь при обращении на тот или иной ресурс, называют стартовой, домашней или индексной страницей (home page).
Гипертекст (Hypertext) - это документ (в первую очередь текстовый), содержащий гиперссылки. Гиперссылка - это связь слова или содержащегося в документе изображения с другим ресурсом, которым может быть как еще один документ, так и раздел текущего документа. Подобные «связанные» слова или картинки документа, как правило, выделяются по оформлению из общего текста. Общепринятой является практика подчеркивания слова или предложения, связанного гиперссылкой. Щелчок на гиперссылке приводит к тому, что браузер вызывает и размещает в своем окне документ, на который указывает гиперссылка. Таким образом, благодаря гипертексту web-страница приобретает свойство некоторой интерактивности.
Практическое применение идеи и сам термин «гипертекст» появился с возникновением электронных документов, задолго до появления службы WWW. Поскольку современные электронные документы содержат не только текст, но и мультимедиа-информацию (графика, звук), в качестве ссылок стали использовать не только текстовые, но и графические объекты - понятие гипертекста было расширено до понятия гипермедиа. Гипермедиа - это метод организации мультимедиа-информации на основе ссылок на разные типы данных.
Гипертекстовый документ представляет собой описание структуры и содержания документа, отображаемого в окне Интернет-браузера. Это описание создается посредством команд, сформированных на языке HTML (HyperText Markup Language - язык гипертекстовой разметки). Эти команды могут интерпретироваться и выполняться программой браузером, таким, например, как Microsoft Internet Explorer. Интерпретируя команды HTML, браузер создает визуальное изображение документа, собирая его из отдельных объектов и формируя web-страницу.
Гипертекстовые документы размещаются на web-серверах в виде файлов, содержащих отдельные web-страницы и образующих web-сайт. Web-сайт - это специальная папка, размещенная на web-сервере, в которой размещены файлы, содержащие текстовую информацию по какой-либо теме, а также информацию в виде рисунков, графиков, фотографий, анимационных изображений и звуковых эффектов. В этих файлах содержатся описания web-страниц на одном из языков разметки гипертекста - HTML или XML. Файлы имеют одно из следующих расширений: html, htm, xml. Существует три типа web-сайтов :
Создаваемые на web-сервере поставщика услуг Internet;
Создаваемые в интрасети как web-узлы группы;
Виртуальный web-сайт, который может быть создан на жестком диске автономного компьютера, не подключенного к какой-либо сети.
Информация на web-сайте размещается в виде отдельных страниц. Каждая web-страница имеет вполне определенное содержательное и функционально законченное назначение. Поэтому такие страницы называют информационными статьями. Все страницы (статьи) определенным образом связаны друг с другом так, чтобы обеспечить пользователю удобный переход от страницы к странице и быстрый поиск интересующей его информации. Как правило, эта связь организуется по принципу родовых (иерархических) или сетевых отношений.
Родовые отношения обеспечивают удобство при просмотре содержимого web-узла от общего к частному. Сетевые отношения создаются в тех случаях, когда целесообразно иметь возможность переходить с одних на другие страницы, для получения справочной либо уточняющей информации.
Каждая web-страница хранится в отдельном файле. Связь между web-страницами (файлами), обеспечивающая быстрый переход с одной страницы на другую и эффективный поиск нужной информации, устанавливается с помощью гиперссылок.
Одна из страниц выполняет роль главной . В ней должна содержаться информация о тематической направленности проекта, а также элементы, обеспечивающие навигацию по страницам и поиск нужной информации. Именно эта страница будет отображаться первой на дисплее пользователя. Так, если в адресную строку браузера ввести, например, DNS адрес www.fa.ru , то на самом деле будет сформирован URL адрес HTTP://www.fa.ru/index.htm и будет выполнена попытка найти и загрузить web-страницу именно с таким URL адресом. Поэтому файл, в котором хранится первая web-страница и с которой посетитель начнет движение по страницам узла, используя гинерссылки, должен иметь имя index.htm.
Папка web-сайта внутри себя должна содержать еще одну папку. Эта папка служит для хранения файлов, содержащих какие-либо графические изображения, которые предполагается отображать на web-страницах.
Возможности языка HTML таковы, что он обеспечивает только описание структуры HTML документа. Он, собственно, не является языком программирования. Для создания интерактивных гипертекстовых документов кроме языка HTML служат так называемые сценарии , представляющие собой программы, которые создаются на языках программирования, обеспечивающих их интерпретацию и выполнение браузером. Существует две разновидности таких языков - JavaScript и VBScript. Поэтому для того, чтобы создавать интерактивные гипертекстовые страницы, необходимо использовать язык HTML и один из приведенных языков программирования.
Для обеспечения сетевых коммуникаций используются сокеты . Сокет - это конечная точка сетевых коммуникаций. Каждый использующийся сокет имеет тип и ассоциированный с ним процесс. Сокеты существуют внутри коммуникационных доменов. Домены - это абстракции, которые подразумевают конкретную структуру адресации и множество протоколов, которое определяет различные типы сокетов внутри домена. Примерами коммуникационных доменов могут быть: UNIX домен, Internet домен, и т.д.
В Internet домене сокет - это комбинация IP адреса и номера порта, которая однозначно определяет отдельный сетевой процесс во всей глобальной сети Internet. Два сокета, один для хоста-получателя, другой для хоста-отправителя, определяют соединение для протоколов, ориентированных на установление связи, таких, как TCP.
Среда клиент-сервер .
Раньше сетевые системы основывались на модели централизованных вычислений, в которой один мощный сервер - мейнфрейм выполнял основную работу в сети, а пользователи получали доступ к нему при помощи недорогих и низкопроизводительных компьютеров - терминалов. В результате развития персональных компьютеров централизованную модель заменила модель клиент-сервер, предоставляющая при той же производительности возможности сетевой обработки данных.
В настоящее время большинство сетей использует модель клиент-сервер. Сеть архитектуры клиент-сервер - это сетевая среда, в которой компьютер-клиент инициирует запрос компьютеру-серверу, выполняющему этот запрос. Рассмотрим работу модели на примере системы управления БД - приложения, часто используемого в среде клиент-сервер. В модели клиент-сервер ПО клиента используется язык структурированных запросов SQL (Structured Query Language), который переводит запрос с языка, понятного пользователю, на язык, понятный машине. SQL близок к естественному английскому.
Клиент (пользователь) генерирует запрос с помощью интерфейсного приложения, которое обеспечивает интерфейс пользователя, формирует запросы и отображает данные, полученные с сервера. В клиент-серверной среде сервер не наделяется пользовательским интерфейсом. Представлением данных в удобной форме занимается сам клиент. Компьютер-клиент получает инструкции от пользователя, готовит их для сервера, а затем по сети посылает ему запрос. Сервер обрабатывает запрос, проводит поиск необходимых данных и отсылает их клиенту. Клиент в удобной для пользователя форме отображает полученную информацию. В клиент-серверной среде пользователь компьютера-клиента имеет дело с экранной формой. В ней он задает необходимые параметры информации. Интерфейсная часть одну и ту же информацию может представлять в различном виде.
Сервер в клиент-серверной среде обычно предназначен для хранения данных и управления ими. Именно сервер выполняет большинство операций с данными. Сервер называют также прикладной частью модели клиент-сервер, так как именно он выполняет запросы клиентов. Обработка данных на сервере состоит из их сортировки, извлечения затребованной информации и отправки ее по адресу пользователя. ПО предусматривает также обновление, удаление, добавление и защиту информации.
Технология клиент-сервер создает мощную среду, обладающую множеством реальных преимуществ. В частности, хорошо спланированная клиент-серверная система обеспечивает относительно недорогую платформу, которая обладает в то же время вычислительными возможностями мэйнфрейма и легко настраивается на выполнение конкретных задач. Кроме того, в среде клиент-сервер резко уменьшается сетевой трафик, так как по сети пересылаются только результаты запросов. Файловые операции выполняются в основном более мощным сервером, поэтому запросы лучше обслуживаются. Это означает, что нагрузка на сеть распределяется более равномерно, чем в традиционных сетях на основе файл-сервера. Уменьшается потребность компьютеров-клиентов в ОЗУ, так как вся работа с файлами выполняется на сервере. По этой же причине на компьютерах-клиентах уменьшается потребность в дисковом пространстве. Упрощается управление системой, контроль ее безопасности становится проще, так как все файлы и данные размещаются на сервере. Упрощается резервное копирование.
Как и любая другая сеть, Интернет состоит из множества компьютеров, соединенных между собой линиями связи, и установленного на этих компьютерах программного обеспечения.
Тип программного обеспечения определяется идеологией, называемой и описанной выше клиент/сервером, которая составляет основу всех сервисов Интернета. Каждая операция в сети Интернет состоит из взаимодействия трех элементов: клиента, сервера, сети Интернет.
Под словом «клиент» подразумевают программы, при помощи которых индивидуальный пользователь обращается к тому или иному сервису сети Интернет. Слово «сервер» сегодня имеет несколько значений. Это может быть программа, которая предоставляет клиентам различные данные, компьютер, на котором выполняется эта программа, или же сочетание компьютера и программы.
WWW - это глобальная гипертекстовая система, организованная на базе Internet. WWW представляет собой механизм, при помощи которого связывается информация, доступная посредством многочисленных Web-серверов во всем мире. Web-сервер - это программа, которая умеет получать http-запросы и выполнять в соответствии с этими запросами определенные действия, например запускать приложения и генерировать документы.