Лекція 3 на тему Глобальна мережа Internet, НУДПСУ, Національний університет державної податкової служби України

Лекція 3. Глобальна мережа Internet

План лекції:

1. Загальна характеристика Internet та історія її створення

2. Основні терміни

3. Організація мережі Internet і способи підключення до Internet

4. Структура функціонування мережі Internet

5. Протоколи мережі Internet

6. Структура доменної системи

7. Адресація у мережі Internet

8. Методи створення Web сторінок

1. Загальна характеристика Internet та історія її створення

Рівень цікавості всіх шарів суспільства до глобальної інформаційної мережі Internet зростає з кожёним днем. Кількість її користувачів різко збільшується і вже досягла 40-мільйонної відмітки. Ніхто і ніщо не спроможне зупинити цей лавиноподібний процес. Користувачів не зупиняють навіть проблеми, які пов’язані з забезпеченням захисту даних та особистих комп’ютерів користувачів від несанкціонованого доступу. При цих умовах потреба в інформації про мережу Internet, її можливості, сервіси, які існують в Internet, стає особливо гострою.

Internet – це обширно розгалужена (розподілена мережа), яка вміщує в собі комп’ютерні вузли, що розподілені по всьому світу. Відповідно до деяких джерел, Internet охопила понад 100 країн, поєднала приблизно 40 тис. окремих мереж, з яких 1,7 млн. вузлових комп’ютерів. Коли ви з’єднуєтесь з Internet, ваш комп’ютер стає частиною цієї всесвітньої мережі комп’ютерів. Internet – це мережа мереж комп’ютерів, величезна кількість мереж – які зв’язані за допомогою міжмережних шлюзів. Існує дві важливих характеристики, які їх з’єднують:

1)  всі мережі згодні використовувати єдині умови означення, щоб вирішити, яким чином дані будуть переміщені, і як помилки будуть оброблені;

2)  всі мережі в Internet мають спільний шлях адресації повідомлень, і мають спеціальну ідентифікацію комп’ютерів, які знаходяться в системі Internet.

Засобами Internet ми маємо змогу використовувати електронну пошту, мати доступ і приймати участь у телеконференціях, обговоренні різних питань, використовувати бази даних, передавати файли тощо. По мережі розповсюджується програмне забезпечення, часто безкоштовне, різноманітні документи щодо функціонування мережі і роботі в її середовищі користувачів.

Internet не компанія. Немає єдиної влади, яка б керувала Internet. Кожна автономна мережа у складі Internet має свої особисті правила, інструкції, і приймає рішення щодо загальної доступної інформації.

Ніхто не є власником Internet. Мережі Internet можуть надавати доступ до ресурсів інформації, послуг зв’язку (електронна пошта або е-пошта, інформаційні табло, комп’ютерні конференції, архіви даних, спільне програмне забезпечення, інтерактивні каталоги бібліотек, передача файлів тощо).

Internet – це система, яка безперервно розвивається людьми, які користуються її послугами. Узгоджена з деякими джерелами, Internet охопила більше 100 країн і об'єднала 16 тис. окремих мереж, у яких встановлено по­рядку 1,7 млн. вузлових комп’ютерів і працюють 25 млн. користувачів. Порівняйте приведені цифри з даними за 1985 р., коли Internet складалася не більше ніж із 100 мереж.

До 1989 р. їхнє число збільшилося до 500, а в січні 1990 р. вже нараховувалось 2218 під'єднаних мереж. В червні 1991 р. центр мережевої інформації Національного наукового фонду США (NSF NІС) оцінив кількість мереж на рівні 4 тис., і, як бачимо, з того часу розміри мереж збільшилися ще в чотири рази. Якщо екстраполювати цими цифрами, виходячи із поточної швидкості росту, то в 1995 р. Internet може охопити 40, до 1998 р. – 100 млн. людей. На даний час, за деякими даними, темпи росту складають 15% щомісячно. Зіставте ці розміри з 120-150 млн. встановлених по всьому світі персональних комп'ютерів, і вам відчиняться можливості розвитку мережних комунікацій. Більшість користувачів комп'ютерів – і вдома, і на роботі хотіли б отримати доступ до багатих ресурсів Internet. Найпростіше вирішення для них – модем і комутуюче з'єднання з вузловим комп'ютером (по телефонній лінії). До недавнього часу доступ до Internet комунікаційними лініями був ускладнений, але ріст числа постачальників послуг в мережі докорінно змінили ситуацію. За 1993 та першу половину 1994 р. кількість індивідуальних споживачів, що під‘єднуються до Internet звичайним телефоном, зросла із 50 до 80%. А всі комерційні системи типу СоmpuSeгvе, GЕпіе і Ргоdіgу забезпечили доступ до електронної пошти Internet. Системи DЕLРНІ і ВІХ встановили повноцінні з'єднання з Internet, що дають доступ до всіх основних сервісів.

Декілька слів з історії Internet. У 1961 році компанія Defence Advanced Research Agency (DARPA) за завданням міністерства оборони США приступила до проекту по створенню експериментальної мережі передачі пакетів. Ця мережа, мала назву ARPANET і призначалася спочатку для вивчення методів забезпечення надійного зв'язку між комп'ютерами різноманітних типів. Багато методів передачі даних через модеми були розроблені в ARPANET. Тоді ж були розроблені і протоколи передачі даних у мережі – ТСР/ІР.

Експеримент із ARPANET був настільки успішний, що багато організацій захотіли ввійти в її із метою використання для щоденної передачі даних. І в 1975 році ARPANET перетворилася з експериментальної мережі в робочу мережу. Відповідальність за адміністрування мережі взяло на себе Defence Communication Agency (DCA), у даний час називане Defence Information Systems Agency (DISA). Але розвиток ARPANET на цьому не зупинився. Протоколи TCP/IP продовжували розвиватися й удосконалюватися.

У 1983 році вийшов перший стандарт для протоколів ТСР/ІР, що ввійшов у Military Standards (MIL STD), тобто у військові стандарти, і усе, хто працював у мережі, зобов'язані були перейти до цих нових протоколів. Для полегшення цього переходу DARPA звернулася з пропозицією до керівників фірми Berkley Software Design упровадити протоколи TCP/IP у Berkley (BSD) UNIX. 3 цього і почалася спілка UNIX і ТСР/ІР.

Через деякий час ТСР/ІР був адаптований у звичайний, тобто в загальнодоступний стандарт, і термін Internet увійшов у загальний ужиток. У 1983 році з ARPANET виділилася MІLNET, що стала ставитися до Defence Data Network (DDN) міністерства оборони США. Термін Internet став використовуватися для позначення єдиної мережі: MILNET плюс ARPANET. І хоча в 1991 році ARPANET припинила своє існування, мережа Internet існує, її розміри набагато перевищують початкові, тому що вона об'єднала множину мереж у усьому світі. Кількість хостів, підключених до мережі Internet постійно зростає.

Сучасні базові мережі створюються на орендованих телефонних лініях, які забезпечують швидкість передачі до 45 мегабайт за секунду.

З розробкою інформаційної системи WWW Internet стала доступною для багатьох людей. Нині Internet охоплює понад 150 країн світу.

Internet використовують фахівці різного профілю. Більшість вузлів Internet – це університети, підприємства комп'ютерної промисловості і науково-дослідні інститути. Нині мережею Internet все частіше цікавляться люди, які не мають ніякого відношення до її джерел. Фірми, що ніколи не працювали у комп'ютерній промисловості, знаходять для себе користь під'єднання до всесвітньої мережі, а люди, які захоплюються технікою, виявляють, що Internet – чудове місце для наукових досліджень та розваг.

На теперішній час двома основними факторами, що обмежують розширення Internet, є ціна та незручність з'єднань.

До основних особливостей Internet можна віднести наступні:

• підтримка функції мережного пошуку;

• доступ до розподілених інформаційних ресурсів і електронних архівів;

• низька вартість послуг;

• надійність та конфіденційність зв'язку;

• електронна пошта;

• можливість групової роботи над спільним проектом в реальному масштабі часу.

2. Основні терміни

Як і будь-яка сфера діяльності суспільства, Internet, протягом своєї історії, створила багато нових понять та суто специфічних термінів. Отже, для більш глибокого та детального ознайомлення з цією сферою наведемо деякі основні терміни.

Провайдер – це організація (юридична особа), що надає послуги у приєднанні користувачів до мережі Internet.

Сервер мережі Internet – це комп'ютер або програма, здатні надавати клієнтам (у міру надходження від них даних) деякі мережні послуги.

Клієнт – прикладна програма, яка завантажена в комп'ютер користувача і забезпечує передачу запитів до сервера й одержання відповідей від нього. Хостом або хост-машиною (host-господар) у мережі Internet називають комп'ютери, що працюють у багатозадачній операційній системі (Unix, VMS), підтримують набір протоколів усіх семи рівнів моделі ISO/OSI (протокол ТСР/ІР) і надають користувачам мережні будь-які послуги.

3. Організація мережі Internet і способи підключення до Internet

Для роботи в мережі необхідно:

• фізично приєднати комп'ютер до одного з вузлів мережі Internet;

• одержати IP-адресу на постійній або тимчасовій основі;

• встановити і настроїти програмне забезпечення;

• доступ у Internet, звичайно, одержують через постачальників послуг (service provider) провайдерів.

4. Структура функціонування мережі Internet

Функціонування Internet починається з вибору провайдера:

• форма оплати (абонплата, плата за реєстрацію, картка);

• кількість телефонних номерів і кількість клієнтів;

• кількість і пропускна здатність каналів телефонного зв'язку з зовнішнім світом;

• наявність режиму on-line (прямий ефір) і наявність електронної поштової скриньки на сервері провайдера;

• спільний доступ до мережі Internet з різних комп'ютерів по різним телефонним лініям (режим “віртуального офісу”);

• можливість тестового підключення;

Як правило, провайдер має постійно ввімкнений досить продуктивний сервер, сполучений з іншими вузлами каналами з відповідною пропускною здатністю, і засобами для одночасного підключення кількох користувачів. Провайдери роблять подібну послугу на договірній основі, найчастіше орієнтуючись на час роботи користувача, або обсяг даних, які пересилаються по мережі. При укладанні договору провайдер повідомляє клієнту всі атрибути, необхідні для підключення та настройки з'єднання (ідентифікатори, номери телефонів, паролі тощо). При підключенні до глобальної комп'ютерної мережі Internet через локальну мережу на один із комп'ютерів покладається вирішення завдань управління локальною мережею та функція посередника між користувачами та мережею Internet. ПЕОМ яка виконує такі функції називається proxy-сервером (представник, довірена особа). Всі технічні і організаційні питання взаємодії з провайдером виконує адміністратор мережі.

Хост-машини виконують мережні функції ,а також завдання користувача (програми, розрахунки, обчислення). Деякі хост-машини можуть виконувати функції шлюзу – апаратних і програмних засобів для передачі даних між несумісними мережами. Роль шлюзу між мережею Internet та локальною мережею відіграє proxy-сервер.

Якщо ПК користувача не під'єднаний до локальної мережі, то підключення до комп'ютера провайдера відбувається безпосередньо через телефонну лінію з допомогою модема, який встановлюється на його комп'ютері. Настройка відбувається згідно інструкцій, які надає провайдер.

5. Протоколи мережі Internet

Для організації міжмережних з'єднань необхідно відповідний протокол. В Internet базовим протоколом служить ТСР/1Р. ІР відповідає за адресацію мережних вузлів, а ТСР забезпечує доставку повідомлень по потрібній адресі.

Варто мати на увазі, що ТСР/ІР не єдиний протокол, придатний для об'єднання різних мереж. Internet в дійсності перетворилася на багатої протокольну мережу, що інтегрує інші стандарти. Основні середи них – стандарти взаємодії відкритих систем (ОSІ). Запропоновані Міжнародною організацією по стандартизації (ІSО) протоколи ОSІ одержали широке поширення в Європі, де вплив ТСР/ІР був не на стільки більший, як в США. Системи, засновані на інших протоколах, також підключаються до Internet через шлюзи. Наприклад, ВІТNЕТ – це мережа, яка використовує для передачі даних свої власні стандарти, але все ж таки частково вона доступна через шлюзи з Internet. Розглянемо деякі протоколи більш детально.

Протокол ТСР/ІР

TCP/IP протокол – це множина комунікаційних протоколів, що визначають, як комп'ютери різноманітних типів можуть спілкуватися між собою.

Internet є мережею з десятками мільйонів комп'ютерів, сполучених між собою каналами передачі даних. Топологія мережі має комірчастий вигляд і визначається в основному географічним положенням вузлів та особливостями комунікаційної системи. Структура мережі постійно змінюється, приєднуються нові вузли, припиняють роботу деякі старі. У мережі працюють різні типи комп'ютерів: від супер-ЕОМ до простих ПК. Канали зв'язку теж різні: від високошвидкісних до стандартних телефонних. Кількість вузлів перевищила 30 млн., кількість користувачів – 120 млн. і все це продовжує зростати.

Висока швидкість передачі даних в межах мережі стає критичним фактором, який визначає більшість інших параметрів мережі , таких як розподіл функцій між вузлами, характеристики апаратури, методи і програмне забезпечення, яке використовується для зв'язку між вузлами. Обмін інформацією між серверами мережі і робочими станціями відбувається на більш низькій швидкості ніж між вузловими машинами в зв'язку з тим, що в першому випадку використовуються звичайні телефонні лінії, а в другому високошвидкісні канали які базуються на оптоволоконних кабелях, або радіорелейних та космічних каналах зв'язку.

Програмне забезпечення серверів і робочих станцій глобальних мереж розрізняються дуже істотно як за функціями, так і за обсягом. Основним завданням, що вирішуються під час створення таких мереж, є забезпечення сумісності програм та даних за системою кодування і форматом.

Вирішення цих проблем в мережі Internet грунтується на розглянутої нами раніше моделі відкритих систем OSI. Відповідно до цієї моделі стандартизація проводиться на підставі протоколів, що утворюють ієрархічну систему правил взаємодії. Як і в будь-якій мережі, в Internet можуть використовуватись до семи рівнів взаємодії між комп'ютерами.

Основну властивість – можливість передачі даних від одного вузла до іншого мережа Internet успадкувала у вигляді протоколів TCP/IP від мережі ARPANET. Свою назву термін ТСР/ІР дістав від двох протоколів. Це TransmissionControlProtocol (TCP) – протокол транспортного рівня , що визначає , як відбувається передача інформації, та InternetProtocol (IP) – адресний протокол мережного рівня, що визначає, куди передається інформація.

Згідно протоколу TCP документ перетворюється в форму в якій він повинен передаватися по мережі-наприклад в вигляді малих пакетів ,після чого кожний пакет маркується так, щоб у ньому були адреси одержувача та відправника.

Суть протоколу IP полягає в тому ,що в кожного користувача Internet має бути своя унікальна адреса (ІР-адреса). Ця адреса виражається чотирма числами, кожне з яких приймає значення від 0 до 255 і при написанні розділяються крапками ,наприклад 192.168.11.222. Перші два числа визначають підмережі – на основі цієї інформації приймаються рішення про маршрутизацію, а два інших – адресу вузла в ній ідентифікується конкретна машину в мережі.

Протокол ftp (FileTransferProtocol) – протокол передачі файлів

Протокол передачі файлів FTP – це простий і ефективний спосіб передачі файлів між комп'ютерами, об'єднаними в одну мережу. Протокол FTP дозволяє передавати як текстові, так і бінарні файли.

Протягом сесії FTP користувач під'єднується до іншого комп'ютера за допомогою спеціальної програми-клієнта. Після цього можна переходити від одного каталогу до іншого, переглядати списки файлів в кожному каталозі, копіювати файли на локальний комп'ютер або передавати файли на віддалений комп'ютер.

Для використання FTP необхідно знати ім'я користувача і пароль на віддаленому комп'ютері. Ця пара (ім'я/пароль) використовується для дозволу доступу і визначення прав користувача при передачі файлів. Крім того, очевидно, необхідно знати ім'я комп'ютера, до якого потрібно під'єднатися.

Протокол http (HyperTextTransferProtocol) – протокол передачі гіпертексту

6. Структура доменної системи

Для користувача працювати з числовим зображенням ІР-адреси незручно, тому йому пропонується більш проста логічна система доменних імен DNS (Domain Name System).

Доменна система імен являє собою метод призначення імен шляхом покладання на різні групи користувачів відповідальності за підмножини імен. Кожний рівень у цій системі називається доменом. Домени відокремлюються один від іншого крапками:

- ux.cso.uiuс.edu;

- nic.ddn.mil;

- yoyodyne.com.

У імені може бути будь-яке число доменів, але більш п'ятьох зустрічається рідко. Кожний наступних домен в імені (якщо дивитися зліва праворуч) більше попереднього. У імені ux.cso.uiuc.eduелемент ux – ім'я реального комп'ютера з IP-адресою.

Структура доменного імені

Ім'я цього комп'ютера створено і підтримується групою cso, що є не що інше, як відділ, у якому коштує цей комп'ютер. Відділ csoє відділом університету штату Іллінойс (uiuc).uiucвходить у національну групу навчальних закладів (edu). Таким чином, домен eduмістить у собі всі комп'ютери навчальних закладів США; домен uiuc.edu– усі комп'ютери університету штату Іллінойс і т.д.

Кожна група може створювати і змінювати усе імена, що знаходяться під її контролем. Якщо uiucвирішить створити нову групу і назвати її ncsa, вона може ні в кого не запитувати дозволу. Все, що потрібно зробити – це додати нове ім'я у свою частину всесвітньої бази даних, і рано або пізно той, кому потрібно, дізнається про це ім'я (ncsa.uius.edu). Аналогічною уявою csoможе купити новий комп'ютер, привласнити йому ім'я і включити в мережу не питаючи ні в кого дозволи. Якщо всі групи, починаючи з eduі нижче, будуть додержуватися правила і забезпечувати унікальність імен, то ніякі дві системи в Internet не будуть мати однакового імені. У Вас можуть бути два комп'ютери з ім'ям fred, але лише за умови, що вони знаходяться в різних доменах (наприклад, fred.cso.uiuc.eduifred.org.com).

Легко дізнатися, звідкіля беруться домени й імена в організації типу університету або підприємства. Але звідкіля беруться домени “верхнього рівня” типу edu? Вони були створені, коли була винайдена доменна система. Споконвічно було шість організаційних доменів вищого рівня.

Таблиця. Початкові домени верхнього рівня.

Коли Internet стала міжнародною мережею, виникла необхідність надати закордонним країнам можливість контролю за іменами системи, що знаходяться в них Для цієї цілі був створений набір дволітерних доменів, що відповідають доменам вищого рівня для цих країн.

Загальне число кодів країн – 300; комп'ютерні мережі існують приблизно в 170 із них.

7. Адресація у мережі Internet

Слід зазначити, що IP та DNS – різні форми запису адреси одного й того самого мережного комп'ютера. Для ідентифікації ресурсів мережі використовується адреса URL (Uniform Resource Locator – уніфікований покажчик ресурсу), яка складається з трьох частин:

1. зазначення служби сервісу, що забезпечує до ресурсу (як правило це ім'я протоколу).Після імені йдуть “:” і два знаки “/” (коса риска):

http://....

2. зазначення DNS-імені комп'ютера:

http://www.asta.edu.ua

3. зазначення повного шляху доступу до файла на даному комп'ютері:

http://www.asta.edu.ua/page1.html

Вводячі ім'я, потрібно точно дотримуватися регістра символів, оскільки в Internet малі та великі літери вважаються різними.

В електронній пошті адреса складається з імен одержувача ,знака “@” та доменної адреси поштового серверу, до якого приєднано одержувача. Наприклад:

admin@ibc.com.ua

80501234567{ffisms.ums.com.ua

380501234567@sms.ums.com.ua

8. Методи створення Web сторінок

У найпростішому випадку Web-сторінка являє собою гіпертекстовий документ, який зберігається у вигляді текстового файла, як правило, з розширенням .htm або .html (index.html). Створення HTML-файлів та їх публікація в Web означає, що інформація стає доступною будь-якому користувачу, будь-якого комп'ютера, який підключений до Internet. Для оформлення гіпертекстових документів використовується спеціальна мова розмітки, яка називається HTML (Hyper Text Markup Language) і перекладається як, мова гіпертекстової розмітки. Це скорочена назва мови, з допомогою якої створюється Web-сторінки.

Гіпертекст (hypertext) – це особливий текст, у якому існує звернення на іншу Web-сторінку або документ. Префікс гіпер (hyper) означає більш ніж або понад, так як можна спостерігати більше ніж просто текст. В більшості броузерів гіпертекст підкреслюється і виділяється іншим кольором, на відміну від іншого тексту. Якщо натиснути на гіпертекст, то колір тексту гіперзвернення зміниться. Натискання на гіпертекст призводить до того, що Web-броузер запрошує документ на який вказує звернення, а потім завантажує його у вікно броузера.

Перерахуємо декілька характеристик HTML, завдяки яким цю мову можна називати дійсно революційним відкриттям.

1. HTML

   розроблений спеціально для

   Web

   .

   Документ створений за допомогою якоїсь програми, наприклад текстового процесора, іноді неможливо використовувати в іншій програмі. HTML в цьому розумінні є універсальною.

2. HTML - це відкритий стандарт. HTML не є власністю якої-небудь фірми. Якщо використовується програмний продукт якої-небудь фірми, то користувачі повинні за це заплатити, а мовою HTML може користуватися будь-хто причому зовсім безкоштовно.

3. В HTML включо гіпертекст. Це найважливіша особливість HTML. Для переміщення по Web-сторінках використовують гіперзвернення, які прив'язані до тексту або зображення. HTML розроблений так щоб створювачі Web могли легко додавати гіпертекст до своїх документів.

4. HTML підтримує мультимедіа. Web відрізняється від інших видів зв'язку, наприклад, газет та електронної пошти, тим що підтримує різні форми передачі інформації (фотокартки, текст, відео).

Мова HTML складається із спеціальних вказівників для розмітки тексту, які називаються тегами. Тег являє собою інструкцію для програми броузера (Internet Explorer), яка визначає спосіб відображення тексту. Тег завжди починається із знака “<” (менше) і закінчується знаком “>” (більше).

Існують два типи тегів – парні і непарні. Парний тег можна порівняти з дужками в математичному виразі. Парний тег впливає на текст з того місця, де вжитий, і до того місця, де вказана ознака закінчення його дії. Цією ознакою служить той самий тег, але він починається із риски “/”, яка називається слеш.

Крім того, теги поділяються на категорії залежно від функцій, які вони виконують: структурні теги, теги форматування абзаців, символів, визначення гіперпосилань, включення графіки.

Для підготовки HTML файлу можна використати сучасні редактори FrontPage, MS Word та ін., які дають змогу конструювати Web-сторінки без застосування мови HTML, оскільки вони самі генерують коди автоматично, але при цьому розмір .html файлу буде мати більший розмір ніж при створенні його з допомогою редактора NotePad (Блокнот), або F4 (FAR).

Розглянемо приклад створення Web-сторінки з допомогою редактора NotePad.

1. Завантажити редактор NotePad (Пуск-Программы-Стандартные-Блокнот);

2. Для опису структури HTML файла використовуємо такі парні теги:<HTML> </HTML> які вказують броузеру, що далі йде HTML файл. Ці теги обрамляють документ, тобто увесь текст знаходиться між цими тегами.

3. Розділення документу на дві частини, одна з яких є заголовок, а друга-текст;

<HEAD> </HEAD> – між цими тегами повинен знаходиться заголовок документа, що складається з кількох частин, основна з яких є заголовок вікна;

<TITLE> </ТITLE> – теги заголовка. Заголовок розміщується між тегами HEAD;

<BODY> </BODY> – між цими тегами подається інформація, яка повинна відображається на екрані при перегляді на екрані за допомогою броузера. Тег BODY може мати кілька параметрів, що описують колір фону вікна перегляду, колір тексту, малюнок.

Теги форматування символів:

<В> </В> – для напівжирного шрифту;

<І> </I> – для подання тексту курсивом;

<U> </U> – для підкреслення тексту;

<Р> – початок нового абзацу;

<CENTER> </CENTER> – вирівнювання тексту по центру;

<LEFT> </LEFT> – вирівнювання тексту по лівому краю;

<RIGHT> </RIGHT> – вирівнювання тексту по правому краю.

Приклад Web-сторінки

4. Зберегти файл у текстовому форматі з розширенням html (index.html) на диск.

З повагою ІЦ “KURSOVIKS”!