Тема 1 Загальна характеристика мережі Internet Навчальний посібник Internet для користувача за напрямом Право, НУДПСУ
« Назад
1. Загальна характеристика мережі Internet1.1. Принципи функціонуванняПо своєї суті Internet представляє собою одну із найбільш популярних глобальних комп'ютерних мереж. При цьому під комп'ютерною мережею розуміють зв'язані між собою комп'ютери (вузли), які можуть обмінюватися інформацією. Вузлом Internet може бути як окремий комп'ютер, так і локальна мережа. Взаємодія вузлів не залежить від типів комп'ютерів, їх архітектури і операційних систем, а також фізичної реалізації зв'язку між ними. При цьому проблеми окремого вузла не можуть глобально вплинути на роботу мережі Internet. Особливість Internet полягає в тому, що мережа нікому не належить. Результатом відсутності централізованого управління мережі Internet є свобода інформаційного простору. Ця обставина провокує нескінченні суперечки про цензуру в Internet. При низькій вартості послуг використання мережі Internet дозволяє одержати доступ до комерційних і некомерційних інформаційних служб та баз даних, користуватись швидким, надійним та конфіденційним глобальним зв’язком. Крім того, широке використання мережі Internet багато в чому пояснюється дешевизною розміщення в ній власної інформації, що доцільно як з точки зору проведення спільних робіт з територіально віддаленими користувачами Internet, так і з точки зору рекламної діяльності комерційних та некомерційних структур. Обмін інформацією між комп'ютерами відбувається по лініям зв'язку, які називають середовищем передачі даних. У більшості комп'ютерних мереж використовуються кабельні канали зв'язку, хоча існують і безпровідні мережі. Комп'ютери передають інформацію один одному за допомогою електричного струму, світла, інфрачервоних хвиль, радіохвиль. Інформація від одного комп'ютера до іншого передається окремими порціями (блоками), які називаються пакетами. Використання пакетів пов'язано з тим, що у мережі одночасно може відбуватися багато процесів передачі даних між комп'ютерами. А пакети як раз і дозволяють “розділити” у часі мережу між передаючими вузлами. Якщо потрібна інформація передавалась би вся і одразу, то це призвело б до монопольного захвату мережі. Глобальна мережа об'єднує комп'ютери, які ще називаються хостами. Хости об'єднуються під мережами. Задачею підмережі є передача даних від хоста до хосту. В глобальній мережі підмережа складається з двох розділених компонентів: ліній зв'язку та перемикаючих елементів. Лінії зв'язку (чи канали) переносять дані від однієї машини до іншої. Перемикаючі елементи є спеціалізованими комп'ютерами, які використовують для з'єднання двох і більше ліній зв'язку. Коли дані з'являються на вхідній лінії, перемикаючий елемент повинен вибрати вихідну лінію для подальшого оптимального маршруту цих даних. Ці перемикаючі елементи називають маршрутизаторами. Маршрутизація є базовою функцією підтримки мережі операційною системою. Маршрутизацію своїх пакетів до місця призначення виконує будь-яка система в мережі, маршрутизацію ж чужих пакетів (форвардинг) виконують тільки маршрутизатори (також відомі як роутери або шлюзи). Задачі маршрутизатора при форвардингу пакету: - прийняти пакет; - знайти машину, на яку прямує пакет чи наступний маршрутизатор по маршруту до машини (в таблиці маршрутів); - передати пакет або повернути повідомлення про неможливість його доставки з причин: - призначення недосяжно (у пакета закінчився “час життя” перш ніж він досяг місця призначення); - хост недосяжний (комп'ютер або наступний маршрутизатор вимкнений або не існує); - мережа недосяжна (маршрутизатор не має маршруту в мережу призначення). - якщо пакет не може бути доставлений внаслідок перевантаження маршрутизатора (або мережі) - відкинути пакет без повідомлень. Мережа Internet базується на багаторівневій архітектурі "клієнт-сервер". Клієнт мережі Internet (робоча станція) – окремий (персональний) комп’ютер або віддалений термінал мережі, з яких користувачі отримують доступ до ресурсів мережі Internet. Сервер - програмний компонент обчислювальної системи, що виконує сервісні функції по запиту клієнта, надаючи йому доступ до певних ресурсів. Для взаємодії з клієнтом (або клієнтами, якщо підтримується одночасна робота з декількома клієнтами) сервер виділяє необхідні ресурси міжпроцесної взаємодії (розділяєма пам'ять, пайп, сокет) і чекає запитів на відкриття з'єднання. Залежно від типу такого ресурсу сервер може обслуговувати процеси в межах однієї комп'ютерної системи або процеси на інших машинах через канали передачі даних або мережні з'єднання. Існують сервери, які при відсутності запитів на обслуговування можуть простоювати в очікуванні. Тоді як інші при цьому виконують деяку роботу (наприклад, роботу по збору інформації) - для таких серверів робота з клієнтами може бути другорядною задачею. У слова “сервер” також є друге значення - це апаратне забезпечення, спеціалізоване для того, щоб використовувати як апаратну базу для серверів послуг. Апаратними серверами (апаратним забезпеченням) називаються вузькоспеціалізовані рішення з вбудованим програмним забезпеченням на відміну від комп'ютерів, де програмне забезпечення необхідно встановлювати. Апаратні сервери (чи роутери), як правило, більш прості і надійні в експлуатації, споживають менше електроенергії і в багатьох випадках більш дешеві. Але разом з тим вони менш гнучкі і часто обмежені в ресурсах. Сервери послуг можна запускати на робочої станції, розділяючи ресурси комп'ютера з програмами, що запускаються користувачем. Такий режим роботи називається невиділеним. При виділеному режимі роботи комп'ютер виконує тільки сервісні функції. Сервери можна класифікувати по типу послуг, які вони надають: - Універсальні сервери - особливий вид серверної програми, що не надає ніяких послуг самостійно. Універсальні сервери надають серверам послуг спрощений інтерфейс до ресурсів міжпроцесної взаємодії та/або уніфікований доступ клієнтів до різних послуг. Універсальні сервери часто використовуються для написання інформаційних серверів, яким не потрібна якась специфічна робота з мережею. Більшість внутрішніх і мережних специфічних серверів Windows працює через універсальні сервери; - Сервери-маршрутизатори; - Сервери (мережні служби) - забезпечують стартову ініціалізацію серверів і робочих станцій, трансляцію імен в адреси і навпаки; - Проксі-сервери- забезпечують зв'язок з мережею, яка недосяжна роутингом; - Сервери (інформаційні служби) - надають інформацію про хост (time, daytime, motd), про користувачів (finger, ident); - Файл-сервери - сервери для забезпечення доступу до файлів на диску сервера; - Сервери доступу до даних(сервер баз даних) - обслуговують базу даних і віддають дані по запитах; - Сервер електронної пошти-дозволяє клієнту передавати і одержувати повідомлення; - Сервер новин-для організації конференцій; - Сервер чатів-для обміну повідомленнями в реальному часі; - Сервери віддаленого доступу - забезпечують користувача консольним доступом до віддаленої системи; - Сервери розділення ресурсів - для розділення доступу до апаратних пристроїв (наприклад, сервер друку розділяє доступ до принтера); - Ігрові сервери - для одночасної гри декількох користувачів в єдиній ігровій ситуації. Успішна робота в мережі Internet в значній мірі залежить від вибору провайдера. Під цим поняттям розуміють юридичну або фізичну особу, яка надає користувачам доступ до мережі Internet. Провайдер, іншими словами постачальник, має володіти достатніми технічними можливостями для швидкої передачі даних з Internet в локальну мережу, або/та на домашній комп'ютер. Провайдер повинен мати спеціальну ліцензію на право поставки послуг у мережі Internet. Швидкість передачі даних по каналу, що сполучає провайдера із зовнішнім світом, повинна бути не нижче 512 кілобітів в секунду. Кількість користувачів на одну телефонну лінію провайдера не повинна перевищувати 10 чоловік при мінімально допустимій швидкості модемів провайдера 33600 біт в секунду. Серед послуг, що надаються Internet-провайдером, існують такі: - доступ до Internet через комутовані та виділені канали; - виділення дискового простору для зберігання і забезпечення роботи сайтів (хостинг); - підтримка роботи поштових ящиків або віртуального поштового серверу; - розміщення устаткування клієнта на платформі провайдера; - оренда виділених і віртуальних серверів; - резервування даних. Обмін інформацією між вузлами Internet відбувається за допомогою спеціальних протоколів, які регламентують спосіб обміну інформацією. Базовим протоколом передачі даних в мережі Internet є протокол TCP/IP (Transport Control Protocol/Internet Protocol). Відзначимо, що TCP/IP - це множина комунікаційних протоколів, що визначають, як комп'ютери різних типів з різноманітними операційними системами можуть спілкуватись між собою. Досить часто мережі, в яких протокол TCP/IP є базовим, називають мережами TCP/IP. Щоб уникнути плутанини при передачі інформації, ведеться контроль за унікальністю імені вузла - його адреси в мережі Internet. В Internet усі комп'ютери ідентифікуються шляхом присвоєння їм цифрової Internet-адреси, яка називається IP-адресою. IP-адреса - це послідовність із 4-х чисел, розділених крапками. Кожне з цих чисел представляє собою восьмирозрядне двійкове значення, яке називається октетом. Кожна частина може приймати значення від 0 до 255. Перша частина IP-адреси означає конкретну частину Internet і називається мережним ідентифікатором (NetworkID) чи маскою підмережі. Друга частина означає конкретний комп'ютер в цій мережі і називається ідентифікатором комп'ютера (HostID). Використання такої структури адреси дозволяє в різних мережах мати однакові адреси комп'ютерів. Така адресація більш зручна, ніж призначення адреси окремому комп'ютеру за допомогою простого переліку. DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) - це мережний протокол, що дозволяє комп'ютерам автоматично одержувати IP-адресу і інші параметри, необхідні для роботи в мережі. Для цього комп'ютер звертається до спеціального серверу, який називається сервером DHCP. Мережний адміністратор може задати діапазон адрес, розподілених серед комп'ютерів. Це дозволяє уникнути ручної настройки комп'ютерів мережі і зменшує кількість помилок. Протокол DHCP використовується в більшості крупних мереж TCP/IP. Протокол DHCP надає три способи розподілу IP-адрес: Ручний розподіл. При цьому способі мережний адміністратор апаратній адресі (MAC-адресі) кожного клієнтського комп'ютера зіставляє певну IP-адресу. Даний спосіб розподілу адрес відрізняється від ручної настройки кожного комп'ютера лише тим, що відомості про адреси бережуться централізовано (на сервері DHCP), і тому їх простіше змінювати при необхідності; Автоматичний розподіл. При даному способі кожному комп'ютеру на постійне використання виділяється довільна вільна IP-адреса з визначеного адміністратором діапазону; Динамічний розподіл. Цей спосіб аналогічний автоматичному розподілу, але адреса видається комп'ютеру не на постійне користування, а на певний термін. Це називається орендою адреси. Після закінчення терміну оренди IP-адреса знов вважається вільною, і клієнт повинен запитати нову IP-адресу. Деякі реалізації служби DHCP здатні автоматично оновлювати записи DNS, які відповідають клієнтським комп'ютерам, при виділенні для них нових адрес. Це проводиться за допомогою протоколу оновлення DNS. Крім IP-адреси, DHCP також може повідомляти клієнту додаткові параметри, необхідні для нормальної роботи в мережі. Ці параметри називаються опціями DHCP. Перерахуємо опції, що найбільш часто використовуються: - IP-адреси маршрутизатора; - маска підмережі; - адреси серверов DNS; - им'я домену DNS. Деякі постачальники програмного забезпечення можуть визначати власні, додаткові опції DHCP. Для людей простіше запам'ятовувати буквені адреси, ніж послідовність цифр IP-адреси. DNS (Domain Name System) - це система, що дозволяє перетворювати символьні імена доменів в IP-адреси (і навпаки) в мережах TCP/IP. DNS важлива для роботи Internet, бо для з'єднання з вузлом необхідна інформація про його IP-адресу. Домен - певна зона в системі доменних імен (DNS) Internet, виділена якій-небудь країні, організації або для інших цілей. Доменне ім'я містить, як мінімум, дві частини (або мітки), розділені крапкою. Права мітка є доменом верхнього рівня (наприклад, для адреси ru.wikipedia.org домен верхнього рівня - org). Кожна наступна мітка справа наліво є піддоменом (наприклад, wikipedia.org - піддомен домену org, а ru.wikipedia.org - піддомен домену wikipedia.org). Теоретично такий розподіл може досягати глибини 127 рівнів, а кожна мітка може містити до 63 символів, поки загальна довжина разом з крапками не досягне 254 символів. Але на практиці реєстратори доменних імен використовують більш строгі обмеження. Система DNS містить ієрархію серверів DNS. Кожний домен або піддомен підтримується як мінімум одним авторизованим сервером DNS, на якому розташована інформація про домен. Ієрархія серверів DNS співпадає з ієрархією доменів. Розглянемо на прикладі роботу системи DNS. Наприклад, в браузері набрана адреса ru.wikipedia.org. Браузер знає тільки IP-адресу серверу DNS (це один з серверів Internet-провайдера). Браузер питає у сервера DNS: “яка IP-адреса у ru.wikipedia.org?”. Сервер DNS звертається до кореневого серверу - наприклад, 198.41.0.4. Цей сервер повідомляє: “У мене немає інформації про дану адресу, але я знаю, що 204.74.112.1 підтримує доменну зону org”. Браузер спрямовує свій запит до 204.74.112.1, але той відповідає: “У мене немає інформації про даний сервер, але я знаю, що 207.142.131.234 підтримує доменну зону wikipedia.org”. Нарешті, браузер відправляє свій запит до третього DNS-серверу (який є авторизованим сервером для домена wikipedia.org), і одержує відповідь - IP-адресу. Цей процес називається ітеративним пошуком. Ім'я хоста і IP-адреса є не тотожними поняттями. Хост з одним IP може мати безліч доменних імен, що дозволяє підтримувати на одному комп'ютері безліч Web-сайтів (це називається віртуальний хостинг). Але і одному імені може бути поставлено у відповідність декілька хостів. За допомогою такого прийому можливо один і той же Web-сайт розмістити на декількох комп'ютерах. Запит на визначення імені зберігається в кеші DNS, який обмежений час пам'ятає відповіді на запити, що проходили через нього раніше. В даному випадку під терміном кеш розуміють інформацію, що тимчасово знаходиться в пам'яті комп'ютера. Організації або провайдери можуть організовувати кеш DNS. Як правило, разом з відповіддю на запит приходить інформація про те, скільки часу слід берегти цей запис в кеші. DNS використовується в першу чергу для перетворення символьних імен в IP-адреси, але він також може виконувати зворотний процес. Будь-яка людина може дізнатись, хто є власником домену, якщо скористається сервісом whois. Існує 13 кореневих серверів, розташованих по всьому світу і прив'язаних до свого регіону. Їх адреси ніколи не змінюються, а інформація про них є в будь-якій операційній системі. На сьогодні є багато різних способів підключення до Internet. Перерахуємо основні з них. Сеансний спосіб Це доступ до Internet по аналогових і аналогово-цифрових лініях телефонних мереж. При кожному сеансі зв'язку сигнал від комп'ютера передається через модем по телефонних лініях на локальний комп'ютер провайдера, який відкриває доступ до ресурсів Internet. На швидкість установки зв'язку з локальним комп'ютером впливають декілька чинників: якість модему, стан телефонних ліній і ступінь завантаженості устаткування провайдера. Іноді на тій або іншій ділянці мережі виникають так звані "пробки". Це пояснюється дуже великими об'ємами інформації, які передаються по лініях зв'язку. Також такі "пробки" можуть бути викликані одночасним зверненням великого числа користувачів до якого-небудь популярного серверу. Недоліки цього способу: - інформація, що передається, може бути спотворена в результаті подвійного перетворення сигналу (цифровий - аналоговий - цифровий); - часто швидкість передачі даних через модем не дозволяє без збоїв переглядати в реальному режимі часу відео і аудіо інформацію. Комутоване підключення через ISDN Усунути недоліки, що характеризують сеансний спосіб, дозволяють так звані мережі ISDN (Integrated Services Digital Network), в яких лінія доступу до провайдерів повністю цифрова. Сучасні цифрові телефонні лінії дозволяють передавати цифровий сигнал з одного комп'ютера на іншій без яких-небудь перетворень. Такий сигнал не тільки не зазнає спотворень, але й більш економний, ніж аналоговий сигнал. Передача інформації ведеться на більш високій швидкості (до 384 Кбіт/с). Проте вартість ISDN карти в 2-3 рази дорожча за вартість модему. Крім того, замовивши ISDN лінію, необхідно оплачувати подвійний тариф телефонній компанії за дві роздільні лінії: для комп'ютера і для телефону. Комутоване підключення через ADSL Ця технологія дозволяє без спотворень передавати звук і відео в Internetі. ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) дозволяє передавати дані на швидкостях до 9 Мбіт/с в прямому напрямі і 1 Mбіт/с в зворотному по звичайних телефонних лініях. Можливість використання звичного мідного телефонного кабелю є основною перевагою цієї дорогої, але перспективної технології. Підключення по виділених лініях Підключення по окремій лінії, постійно підключеній до комп'ютера провайдера, вважається кращим, але дорогим способом підключення до Internetу. Швидкість і якість передачі по каналу в цьому випадку гарантується. Більшість установ і корпорацій, використовуючи локальні мережі для внутрішніх потреб, віддає перевагу доступу до Internetу по виділених каналах. В цьому випадку використовується дві телефонні пари дротів або до приміщення користувача прокладається волоконно-оптичний кабель. Підключення по frame relay При нерівномірному інформаційному завантаженні ліній часто вигідніше використовувати підключення по мережах frame relay (дослівно - "змінна структура"). Прицьому визначається мінімальна гарантована пропускна спроможність каналу (до 2 Мбіт/с). Така передача інформації можлива тільки в тому випадку, якщо лінія не завантажена іншими користувачами. Підключення 24 години на добу. Використання таких мереж доцільне в невеликому офісі, де вірогідність одночасного звернення до мережі декількох служб невелика. Проте вживання frame relay для багатоквартирного будинку або житлового району недоцільно, оскільки у вечірній або святковий час лінія майже завжди буде перевантажена. З фінансової точки зору мережа frame relay вигідна, проте вартість frame relay значно вище за звичайне комутоване підключення. Підключення по мережах кабельного телебачення При цій технології передача даних здійснюється по послідовних оптико волоконних лініях. Переваги даної технології виявляються, якщо вона застосовується на високошвидкісних лініях. Підключення через радіомодем Цей спосіб дозволяє позбавитися послуг телефонної компанії. Дана технологія використовується на невеликих ділянках рівнинної місцевості. Швидкість передачі даних визначається характеристиками модему, передаючого пристрою, погодних умов і оперативності обслуговування. Остаточний вибір способу підключення до мережі Internet залишається за користувачем. В системі Windows підключення до Internet може здійснюватись за допомогою браузера. Для цього необхідно відкрити браузер, вибрати пункти меню Сервис/Свойства обозревателя. Потім в новому вікні перейти на вкладку Подключения і запустити “Мастер подключения к Internet”. Далі необхідно слідувати інструкціям, які пропонує Мастер. Параметри команд, які запрошує Мастер, необхідно узнати у системного адміністратора (у випадку підключення комп'ютера по локальній мережі до Internet) чи у провайдера (у випадку підключення по телефонній лінії). Ці випадки є типовими при підключенні до Internet. В більш складних ситуаціях необхідно звернутися за консультацією до фахівця. Після підключення, як правило, у користувача будуть запрошуватися логін і пароль. Пароль - секретна комбінація цифр, знаків, слів для захисту інформації від несанкціонованого доступу. Логін - процес аутентифікації користувача в комп'ютерній системі шляхом вказівки облікового запису і пароля. Також під логіном може матися на увазі безпосередньо обліковий запис користувача. Після реалізації підключення до мережі Internet користувач може використовувати різноманітні сервіси. Наприклад, переглядати web-сайти або користуватись електронною поштою. На сьогодні найбільш розповсюдженими сервісами Internet є електронна пошта (e-mail), групи новин (Usenet або News Groups), можливість передавати і приймати файли (FTP сервіс), спілкування в реальному часі (Inernet Relay Chat). Контрольні запитання
З повагою ІЦ “KURSOVIKS”! |