73605

Основи побудови комп’ютерних мереж

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Основні поняття про комп’ютерні мережі, їх призначення, історія розвитку. Концепції побудови та класифікація комп’ютерних мереж. Архітектура комп’ютерних мереж: топологія, апаратне та програмне забезпечення. Базові топології локальних комп’ютерних мереж: шина, зірка, кільце. Призначення, коротка характеристика та принципи функціонування. Організація передачі даних.

Украинкский

2014-12-18

121 KB

1 чел.

13

Лекція 3

Основи побудови комп'ютерних мереж

  1.  Основні поняття про комп'ютерні мережі, їх призначення, історія розвитку.
  2.  Концепції побудови та класифікація комп'ютерних мереж. Архітектура комп'ютерних мереж: топологія, апаратне та програмне забезпечення. Базові топології локальних комп'ютерних мереж: "шина", "зірка", "кільце". Призначення, коротка характеристика та принципи функціонування. Організація передачі даних. Базові поняття локальних комп’ютерних мереж.
  3.  Апаратні засоби комп’ютерних мереж: призначення та їх класифікація. Методи доступу до середовища передавання та методи передавання.  
  4.  Глобальна мережа Internet. Історія розвитку. Базові поняття та функціональні можливості.

1. У наш час найважливішим застосуванням комп'ютерів стає створення мереж, що забезпечують єдиний інформаційний простір для багатьох користувачів [3]. Особливо наочно цей процес простежується на прикладі всесвітньої комп'ютерної мережі Internet.

Комп'ютерна мережа  сукупність взаємозв'язаних (каналами передачі даних) комп'ютерів, які забезпечують користувачів засобами обміну інформацією і колективного використання ресурсів мережі: апаратних, програмних та інформаційних.

Абоненти мережі  об'єкти, що генерують або споживають інформацію в мережі. Абонентами мережі можуть бути окремі комп'ютери, комп'ютерні комплекси, термінали та ін. Будь-який абонент підключається до станції.

Станція  це апаратура, яка виконує функції, пов'язані з передачею і прийомом інформації.

Сукупність абонента та станції називають абонентською системою. Враховуючи особливості реалізації абонентських систем на основі ПК, останні також часто називають станціями.

Для організації взаємодії абонентів потрібне фізичне передавальне середовище лінії зв'язку або простір, в якому поширюються електричні сигнали, й апаратура передачі даних. На основі фізичного передавального середовища будується комунікаційна мережа, що забезпечує передачу інформації між абонентськими системами.

Такий підхід дає можливість розглядати будь-яку комп'ютерну мережу як сукупність абонентських систем і комунікаційної мережі (див. рис.1).

Об'єднання комп'ютерів у мережу дає змогу спільно використовувати диски великої ємності, принтери, основну пам'ять, мати спільні програмні засоби і дані. Глобальні мережі надають можливість використовувати апаратні ресурси  віддалених  комп'ютерів.  Ці  мережі,  охоплюючи  мільйони  людей,

Рис. 1 - Узагальнена структура комп'ютерної мережі

повністю змінили процес поширення і сприйняття інформації, зробили обмін нею засобами електронної пошти найпоширенішою послугою мережі,  а  основним  ресурсом – інформацію.

Основним призначенням комп'ютерної мережі є забезпечення простого, зручного і надійного доступу користувача до спільних розподілених ресурсів мережі та організація їх колективного використання з надійним захистом від несанкціонованого доступу, а також забезпечення зручними і надійними засобами передачі даних між користувачами мережі. За допомогою комп'ютерних мереж ці проблеми вирішуються незалежно від територіального розташування користувачів.

В епоху загальної інформатизації великі обсяги інформації зберігаються, обробляються і передаються в локальних та глобальних комп'ютерних мережах. У локальних мережах створюються спільні бази даних для роботи користувачів. У глобальних мережах здійснюється формування єдиного наукового, економічного, соціального і культурного інформаційного простору.

Існує безліч проблем, для вирішення яких потрібні централізовані дані, доступ до баз даних, передача даних на відстань та їх розподілена обробка. З цим стикаються банківські й інші фінансові структури, системи соціального забезпечення, податкові служби, дистанційне комп'ютерне навчання, системи резервування авіаквитків, дистанційна медична діагностика, виборчі системи та ін. У всіх цих випадках необхідно, щоб у комп'ютерній мережі здійснювалися збирання, збереження і доступ до даних, гарантувався захист даних від спотворення та несанкціонованого доступу [3].

Виникнення та розвиток комп'ютерних мереж (КМ) пов'язані з появою у 1960-х роках великих обчислювальних машин (мейнфреймів), що являли собою складний комплекс електронних та електромеханічних пристроїв, що потребували спеціальних умов експлуатації та великого штату обслуговуючого персоналу [1]. Зрозуміло, що ефективним могло бути тільки колективне використання потужностей таких обчислювальних машин. Так з'явились перші системи телеобробки (обробки на відстані) завдань. Такі системи надавали можливість багатьом користувачам під'єднуватися до мейнфрейма за допомогою термінальних станцій (найпростіші термінали складались з монітора та клавіатури) з квантуванням часу роботи центрального процесора між терміналами.

Однак справжній вибух у розвитку KM пов'язаний з появою у 1980-х роках персональних комп'ютерів. Дуже швидко стало очевидним, що без об'єднання персональних комп'ютерів одного відділу, підприємства чи установи неможливо організувати ефективне використання великих масивів даних, сумісне розв'язування задач та використання спільних ресурсів (вільного простору на магнітних дисках, пристрою зчитування з оптичних дисків, друкуючих пристроїв, факс-модемів та ін.). Такі мережі стали називати локальними (LANLocal Area Network). Невдовзі з'явилась потреба об'єднання комп'ютерних систем не лише у межах одного офісу, але й у масштабах регіону, країни та всього світу. На відміну від локальної, глобальна мережа (WANWide Area Network) не обмежена територіальними рамками та об'єднує різнорідні канали передачі даних [1].

2.  На рис. 2 наведено класифікацію мереж ЕОМ за призначенням, розміщенням даних, територіальним розподілом та складом ЕОМ [2].

Рис.  2 - Класифікація мереж ЕОМ

Інформаційні мережі призначені для здобуття інформації від різних джерел та використання її для обслуговування великої кількості споживачів. Обчислення та обробка даних в таких мережах виконується за незначний час роботи ЕОМ. До інформаційних мереж належать системи контролю за станом навколишнього середовища, обслуговування громадських організацій (стадіонів, вокзалів), системи бронювання квитків.

Основні функції обчислювальних мереж полягають у здійсненні великої кількості обчислень і розрахунків. Інформаційне обслуговування та збирання інформації займають незначну частину часу. До обчислювальних належать мережі складних розрахунків (оптимізація процесу виробництва, постачання, транспортні задачі оптимізації).

В інформаційно-обчислювальних мережах виконуються обчислення і обробка даних та обслуговування споживачів інформації. До інформаційно-обчислювальних належать інформаційно-пошукові системи, системи управління виробництвом та ін.

За розміщенням даних мережі ЕОМ можуть бути централізованими, тобто сконцентрованими в одному місці, і розподіленими (знаходитися в різних місцях). У мережах з централізованими банками даних одна чи кілька ЕОМ виконують основні функції з обробки даних. Решта ЕОМ забезпечують, головним чином, збирання, часткову обробку і передачу інформації до центру обробки даних. Такі мережі створюють для центральних бібліотек, книгосховищ, для обробки метеорологічної інформації, для систем управління обороною країни. Централізовані банки даних дають змогу накопичувати важливу інформацію в межах країни чи планети для вирішення кардинальних проблем (наявність даних про трансплантації, діагностування  онкологічних захворювань,  патентні дані країн світу з різних галузей).

Мережі з розподіленими банками даних передбачають наявність кількох проміжних центрів збирання і обробки інформації. У таких мережах кожен з центрів або окремі ЕОМ можуть виконувати певні функції обробки і взаємодіяти між собою з метою пересилки необхідних даних і програм банку даних. Наприклад, якщо даний центр (проміжний) займається збиранням   регіональної  інформації та її обробкою, то інший центр тут може діставати необхідну інформацію для своїх потреб. Створення розподілених банків даних розгалужує обчислювальну потужність окремих ЕОМ чи їх груп і підвищує надійність обробки даних, зменшуючи навантаження на канали передачі даних.

Отже, обидва типи цих мереж є дуже важливими.

Територіальний розподіл мереж передбачає відповідне технічне і програмне забезпечення. В локальних комп'ютерних мережах (ЛКМ) ЕОМ знаходяться на відстані не більше десяти кілометрів. Це не потребує розробки складної спеціальної апаратури зв'язку і програмного забезпечення для надійної пересилки даних. Ускладнення програмного забезпечення і апаратури зв'язку незначне порівняно з використанням окремих ЕОМ. Існує багато локальних мереж, в яких ЕОМ знаходиться в одному будинку і, навіть, в одній кімнаті. Такі мережі дають змогу, наприклад, забезпечити взаємодію між учителем і учнями, між керівництвом та інженерно-технічними працівниками підприємства тощо. Велику увагу приділяють локальним мережам у зв'язку з перебудовою виробництва на сучасному рівні, наприклад при створенні АСУ ТП та гнучких виробничих процесів.

Локальна комп'ютерна мережа дозволяє з'єднати між собою групу персональних комп'ютерів для спільного використання інформації. Крім спільного доступу до файлів користувачі мережі можуть використовувати й інші мережеві ресурси: принтери, накопичувачі для компакт-дисків, факс-модеми тощо. Комп'ютери, які надають свої ресурси для спільного використання, називають серверами. Комп'ютери, які використовують спільні ресурси, називають клієнтами. Кожен з комп'ютерів може бути одночасно як клієнтом, так і сервером. Однак, як правило, у ЛКМ більшість комп'ютерів відіграють роль клієнтів, тоді їх називають робочими станціями. Один або декілька комп'ютерів, на відміну від робочих станцій, можуть виступати в ролі серверів. Сервери можуть різнитися за своїм призначенням (файл-сервер, принт-сервер, сервер адміністрування користувачів мережі) або ж об'єднувати одразу декілька функцій (мережевих сервісів). Сервери та робочі станції у ЛКМ працюють під управлінням мережевої операційної системи (часто використовується абревіатура NOS – Network Operating System) та взаємодіють один з одним за допомогою спеціальної мови – протоколу.

До найбільш розповсюджених структур локальних мереж належать локальні мережі з магістральною та кільцевою організацією зв'язків (рис. 3).

                 

                                                                                    б

Рис.  3

У магістральних мережах обмін інформацією відбувається між довільними ЕОМ по загальній магістралі (сукупності фізичних ліній зв'язку). Тому в будь-який момент часу інформацію на магістраль видає тільки одна ЕОМ, а решта сприймають її чи виконують власні алгоритми обробки даних.

У кільцевих локальних мережах дані передаються в заданому напрямку суміжним ЕОМ. Це дає змогу, зокрема, реалізувати конвеєрну обробку даних, яка передбачає виконання кожною ЕОМ певних функцій над даними, які «циркулюють» в кільці. Локальні мережі мають високу швидкість обміну інформацією (0,5100 Мбит/с), що обумовлює високу продуктивність обробки даних.

На практиці застосовуються також локальні мережі із зірковою структурою зв'язків. У таких мережах одна з ЕОМ відіграє роль центральної, а решта – роль периферійних. Центральна ЕОМ здійснює комутацію між різними периферійними ЕОМ. Зіркоподібні локальні мережі мають досить малу продуктивність та швидкість обміну інформацією, оскільки в обміні можуть брати участь у даний момент тільки дві ЕОМ (подібно до магістральних локальних мереж). Крім того, при відмові центральної ЕОМ мережа стає непрацездатною. Тому ці мережі мають невисокі характеристики надійності.

Для обміну даними в локальних мережах використовують протоколи обміну, які визначають форму подання і порядок передачі даних каналами зв'язку.

Регіональні мережі охоплюють територію до сотень кілометрів (в межах району, області). При цьому зв'язок між окремими ЕОМ здійснюється телефонними, телеграфними, телетайпними лініями зв'язку. Значного поширення в таких системах набувають оптоволоконні лінії зв'язку, які дають змогу підвищувати якість передачі сигналів незалежно від несприятливих зовнішніх умов (радіовипромінювання, радіації, вологості, зміни температури), а волоконнооптичні лінії зв'язку можуть на кілька порядків збільшувати кількість передаваних даних. Програмне й апаратне забезпечення регіональних мереж повинно здійснювати підключення до каналів зв'язку пристроїв перетворення сигналів у форму, яка відповідає даному каналу. Для виконання таких перетворень використовують модеми – пристрої, які дають змогу модулювати і демодулювати сигнали ліній зв'язку.

Глобальні мережі охоплюють територію однієї або кількох країн. У глобальних мережах застосовують супутникові системи зв'язку, а також регіональні і локальні мережі. На основі глобальних і регіональних мереж створюють телеметричні системи великої потужності. Система телеобробки містить кілька ЕОМ і терміналів чи інших пристроїв збирання даних (див. рис.4), які взаємодіють між собою через модеми.

Рис. 4

Модем перетворює сигнали з ЕОМ у зручну для передачі форму, наприклад у частотно-модульовані сигнали і передає їх у канал. На приймальному боці модем перетворює прийняті сигнали у форму, яка зручна для обробки на ЕОМ, наприклад, у цифрові двійкові коди. Користувачі мереж за допомогою терміналів (дисплеїв, спеціальних пристроїв вводу-виводу інформації) здійснюють обмін з потрібними ЕОМ чи базами даних, передають інформацію у бази даних і т.п.

У мережах можуть застосовуватися різні ЕОМ. В однорідних мережах використовують ЕОМ одного типу чи його модифікації. При цьому може застосовуватися велика кількість (до сотень, тисяч) мікроЕОМ, мініЕОМ. Це дозволяє уникнути основного недоліку мікроЕОМ – малої швидкодії.

У неоднорідних мережах використовують ЕОМ різних типів. Вибір ЕОМ, як правило, зумовлений потребами обробки даних. Наприклад, при збиранні і початковій обробці  даних від великої  кількості  джерел інформації (датчиків температури, атмосферного тиску, вологості) необхідно обробити цю інформацію і дістати певні характеристики процесу (скласти метеорологічну карту). Здобуття початкових даних не потребує високої швидкодії, тому доцільно використовувати на місцях для збирання інформації малопотужні ЕОМ. Проте для обробки даних доцільно застосовувати  потужну  ЕОМ з  централізованим банком даних.

Мережі ЕОМ дозволяють створювати складні системи, які приводять до комплексного вирішення складних народногосподарських проблем. Так, системи колективного користування дають змогу забезпечити режим найбільш повного завантаження ЕОМ, розширюють кількість і якість інформаційних послуг, значно збільшують число споживачів і користувачів інформації [2].

3. Щоб забезпечити передачу інформації від комп'ютера до комунікаційного середовища, необхідно узгодити сигнали внутрішнього інтерфейсу комп'ютера з параметрами сигналів, що передаються каналами зв'язку [3]. При цьому необхідно дотримуватися як фізичного узгодження (форма, амплітуда і тривалість сигналу), так і кодового.

Мережеві адаптери технічні пристрої, які виконують функції сполучення комп'ютера з каналами зв'язку. На практиці цей термін застосовується для спеціальних електронних плат – мережевих. Крім них, функцію мережевого адаптера часто виконують модеми.

Серед характеристик комунікаційної мережі найважливішими є:

  •  швидкість передачі даних каналом зв'язку;
  •  пропускна здатність каналу зв'язку;
  •  вірогідність передачі інформації;
  •  надійність каналу зв'язку і передавальної апаратури.

Швидкість передачі даних каналом зв'язку залежить від його типу та якості, типу апаратури передачі даних, способу синхронізації та ін. Швидкість передачі виражається в бітах за секунду. В техніці використовують іншу одиницю – бод (кількість змін стану середовища передачі за секунду). Взагалі швидкість у бітах за секунду та бодах не збігається. В сучасних широкосмугових мережах швидкість передачі даних може перевищувати 100 Мбіт/с.

Користувача часто цікавлять не абстрактні біти, а пропускна здатність, що виражається в знаках (символах), які передаються за секунду.

Вірогідність передаваної інформації визначається кількістю помилок на один знак, який передається. Цей показник має бути не більшим за 106107 помилок/знак.

Надійність комунікаційної системи визначається середнім часом безвідмовної роботи і виражається в годинах [1].

У будь-якій комп'ютерній мережі передача даних здійснюється за допомогою електромагнітних сигналів [1]. Середовище, у якому поширюються електромагнітні хвилі, може бути обмеженим (фізичний провідник сигналу – кабель) aбо ж необмеженим (передача мікрохвильових, інфрачервоних або радіосигналів через відкритий ефір). Найбільш поширеними у KM є:

- телефонні кабелі, що найчастіше використовуються для під'єднання домашнього або офісного комп'ютера за допомогою модема до глобальної мережі;

- коаксіальні кабелі, що за своєю будовою та зовнішнім виглядом нагадують кабелі телевізійних антен, однак відмінні від них за електричними характеристиками;

- виті пари, що являють собою пару скручених між собою на зразок спіралі ізольованих провідників (у спільну ізолюючу оболонку поміщають, як правило чотири таких витих пари);

- волоконно-оптичні кабелі, що виготовляються зі скла або світлопровідних пластикових волокон і проводять світлові імпульси, які генеруються лазером або світлодіодом та приймаються фотодетектором.

Телефонні кабелі здатні пропускати сигнал зі швидкістю у кілька десятків Кб/с і вважаються «повільними» каналами. Середньою швидкістю володіють канали на коаксіальних кабелях до 10 Мб/с та витих парах до 100 Мб/с. Високу швидкість – у кілька Гб/с – забезпечують волоконно-оптичні кабелі.

Кожен тип кабелю має обмеження на максимальну довжину одного неперервного відрізка (для різних типів коаксіального кабелю це 200  або  500 м, для витої пари – 100 м) та кількість вузлів, що можуть бути об'єднані в локальну мережу. У зв'язку з цим для побудови корпоративних мереж, які є об'єднанням багатьох локальних, використовують спеціальні з'єднувальні елементи та відповідне програмне забезпечення. До з'єднувальних елементів належать мости, маршрутизатори та шлюзи.

Важливим у KM є також метод доступу до середовища передавання. Усі методи поділяються на два класи – конкурентні та детерміновані. У логічній шині інформація, що передається у середовище передачі, одночасно доступна всім вузлам. Однак зчитує та обробляє її лише той вузол, чия адреса збігається з вказаною у пакеті адресою отримувача. Інші вузли таку інформацію ігнорують. При необхідності передачі інформації мережевий адаптер вузла відправника прослуховує середовище передачі на предмет відсутності у ньому інших сигналів. Якщо середовище передачі вільне – розпочинається сеанс передачі. Таким чином діє кожен вузол мережі, а отже можлива ситуація, коли передачу інформації одночасно розпочнуть два чи більше вузлів KM. Такий випадок називають колізією, інформація при цьому руйнується, і процес передачі доводиться відкласти на певну кількість квантів часу. Це – конкурентний метод доступу до середовища передачі. Такий метод може бути реалізований лише для логічної топології шини. Якщо вузлів у мережі багато та кожен з них активно використовує мережеві ресурси, то колізії виникають часто, а середовище передачі є перевантаженим (навантаження середовища передачі потоком даних називають трафіком). У цьому випадку реальна пропускна здатність мережі може бути нижчою від максимально припустимої для даного типу кабеля.

На відміну від конкурентного методу доступу до середовища передавання, детерміновані методи не допускають виникнення колізій. Є два основних методи детермінованого доступу: опитування та передачі маркера.

У методі опитування один із вузлів отримує повноваження первинного вузла. Цей вузол у визначеному порядку опитує інші (вторинні) вузли стосовно наявності у них інформації, готової до передачі. Метод опитування може використовуватись для різних мережевих топологій. Однак найбільш природною для нього є топологія зірки, в якій центральний вузол відіграє роль первинного вузла. У мейнфреймах цей метод використовується для опитування пристроїв введення даних (терміналів).

Метод передачі маркера подібний до метода опитування, який працює без первинного вузла. Первинним за чергою стає кожен із вузлів, що отримує спеціальний об'єкт маркер. Передача маркера розподіляє управління доступом між усіма вузлами мережі. Кожен вузол знає, від кого отримано і кому слід передати маркер. Правила визначають кожному вузлу максимальний час управління маркером. Метод реалізується для обох логічних топологій – кільця та шини.

Детерміновані методи викликають певну надлишковість у використанні каналу, вимагають додаткового часу та зменшують можливості передачі для кожного з вторинних вузлів. Перевагами обох методів є повна відсутність колізій, визначений час проходження сигналу, що мало залежить від трафіку, та можливість забезпечення найбільш активним вузлам пріоритетного використання каналу.

Поєднання певного типу кабелю, мережевих адаптерів, мережевої топології та методу доступу до середовища передачі називають архітектурним вирішенням KM або просто архітектурою мережі. Найбільш поширеною у локальних мережах є архітектура Ethernet, яка ґрунтується на використанні логічної шинної топології, конкурентного методу доступу до середовища передачі та коаксіальному кабелі з максимальною пропускною здатністю 10 Мб/с. Використання сучасних типів витої пари, кабельних центрів та мережевих адаптерів дозволяє будувати швидкий Ethernet (FastEthernet) з максимальною пропускною здатністю 100 Мб/с.

Окрім середовища передачі та методів доступу до нього важливим є спосіб організації передачі даних або ж метод передавання. Розрізняють три основні методи передавання:

- комутація каналів;

- комутація повідомлень;

- комутація пакетів.

Метод комутації (перемикання, з'єднання) каналів полягає у попередньому встановленні фізичного з'єднання між відправником та отримувачем. Комутований канал являє собою з'єднання через пункти комутації окремих ділянок кабелів на час передавання даних. Недоліком такого методу є затримки на встановлення з'єднань та очікування вивільнення потрібних кабельних ділянок, а також неможливість одночасного використання окремих ділянок для передавання даних інших відправників та отримувачів. Прикладом мережі з комутацією каналів є телефонна мережа (АТС -пункти комутації кабельних ділянок).

У випадку комутації повідомлень інформація між відправником та отримувачем проходить шляхом запам'ятовування у проміжних пунктах комутації. Оскільки при такому способі передавання у будь-який момент часу зайнятою є лише одна кабельна ділянка, що з'єднує сусідні пункти комутації, то решта ділянок може використовуватись для передавання інших повідомлень.

Метод комутації пакетів є вдосконаленим різновидом комутації повідомлень, у якому кожне повідомлення поділяється на маленькі частинки (пакети) фіксованого розміру. Кожен пакет містить інформацію про адреси відправника та отримувача, а також свій порядковий номер у повідомленні. Пакети передаються у мережі незалежно один від одного і можуть надходити отримувачу навіть різними маршрутами (у кожному пункті комутації щоразу обирається найменш завантажений канал). У пункті призначення з використанням нумерації пакетів формується вихідне повідомлення. Узагальнюючи цей метод, можна зазначити, що в повідомлення (пакети), що пересилаються комп'ютерною мережею, вміщується інформація про маршрут, в результаті чого будь-який комп'ютер, підключений до мережі, може визначити, куди треба відправити (або переключити) те чи інше повідомлення. Метод комутації пакетів є одним з найпоширеніших у KM, оскільки дає змогу досягнути найбільш ефективного використання пропускної здатності каналів.

Отже, ознаки, за якими визначають KM, є такими:

-  територія – локальна, регіональна або глобальна мережа;

- топологія – шинна, кільцева, зіркова або гібридна (змішана);

- середовище передавання – обмежене (телефонний, коаксіальний, волоконно-оптичний кабелі, вита пара) або необмежене (мікрохвильовий, інфрачервоний або радіоканал);

- метод доступу до середовища передавання – конкурентний, детермінований з опитуванням або маркерним доступом;

- архітектурою – Ethernet, FastEthernet, Token Ring, Apple Talk та інші.

4. Мережа Інтернет не є продуктом зусиль єдиної команди розробників [1]. Скоріше, це результат об'єднаних зусиль талановитих людей, працюючих незалежно один від одного. Спочатку вона призначалася для використання в наукових колах, державних структурах та навчальних закладах. На сьогодні Інтернет став доступним практично для всіх, хто бажає скористатися його послугами для читання новин, пошуку інформації на будь-яку тему, здійснення покупок в "електронних крамницях".

У 1957 році в США була створена Агенція перспективних наукових досліджень при Міністерстві оборони (Advanced Research Projects Agency  ARPA). Перед цією організацією була поставлена мета – забезпечити лідерство США в галузі передових технологій, особливо у сфері озброєнь.

На початку 60-х років Поль Верен (Paul Baran) з фірми Rand Corporation знайшов спосіб передачі інформації мережею, який повністю виключав би можливість збою та втрати інформації. Тепер він називається комутацією пакетів (packet switching).

У 1969 році організація ARPA створила мережу ARPANET. Метою цього проекту було надання своїм співробітникам, вченим та дослідникам, засобу ефективного обміну інформацією.

Були створені процесори передачі повідомлень (Interface Message Processors  IMP) на основі технології комутації пакетів.

У проміжку між 1969 та 1983 роками з'являлися нові мережі, але об'єднати їх не вдавалося, оскільки, через використання різних протоколів, взаємна передача інформації була неможлива. У 1983 році ARPA профінансувала розробку нового протоколу під назвою Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP – протокол управління передачею/ внутрішньомережевий протокол), який дозволяє об'єднувати різні мережі. IP використовується для передачі інформації між мережами, а процесори IMP, що комутують пакети, відомі як шлюзи (gatways) або маршрутизатори (routers).

Оскільки в інформатиці мережею мереж називається "Інтернет" (тобто взаємодія мереж), нова система мереж, що використовує протокол TCP/IP, отримала назву Інтернет. ARPANET здійснила перехід на протокол TCP/IP 1 січня 1983 року. Саме цю дату багато хто вважає днем народження Інтернет.

В 1992 році була висунута ідея створення Всесвітньої інформаційної мережі (WWWWorld Wide Web) як більш ефективного способу подання інформації, що дозволяє користувачам всього світу вільно обмінюватися даними. В основі цього проекту було використання гіпертексту поняття, вперше введеного Тедом Нельсоном (Ted Nelson) в 60-х роках. Гіпертекст дозволяє встановлювати зв'язок між деяким фрагментом тексту та іншим документом. Це означає, що при активізації цього зв'язку (або посилання) програма-клієнт відкриє відповідний документ. В останній час гіпертекст "виріс" в гіпермедіа, який відрізняється від гіпертекста тільки тим, що містить посилання на мультимедійні зображення, відеокліпи та звуковий супровід. В результаті Web набула такої популярності, що залишила далеко позаду всі інші служби, і більшість людей, говорячи про Інтернет, мають на увазі Web. У 1997 році метою Web стало створення динамічних інтерактивних сторінок, які були б не менш цікавими, ніж мультимедійні програми, що пропонуються на компакт-дисках.

Інтернет це набір комп'ютерів (hosts), об'єднаних між собою каналом зв'язку. При цьому всі комп'ютери мають рівні можливості для зв'язку один з одним. Різниця полягає в тому, що одні комп'ютери підключаються до мережі шляхом тимчасового під'єднання за допомогою модему та комутованої телефонної лінії, а інші підключені до мережі постійно за допомогою мережевих адаптерів через локальну мережу організації, яка для підключення своєї мережі до магістралі Інтернет використовує виділені канали зв'язку або супутникові системи. Провайдер (інтернет-провайдер або інтернет-сервер-провайдер) це установа, яка повинна забезпечувати доступ користувача до Інтернету за протоколом TCP/IP, доставку та зберігання електронної пошти, надання інструкцій з налаштування системи.

Якби функція Інтернет полягала лише в тім, щоб зв'язувати комп'ютери один з одним, це була б лише велика однорангова мережа. Незвичайність Інтернет полягає в тому, що в ній використовується комбінація програм клієнт-сервер, яка запускається на комп'ютерах, підключених до Інтернет, і надає користувачам необхідну інформацію та послуги.

Більшість підключених до Інтернет комп'ютерів виступають в ролі клієнтів, адже на них, як правило, запущено якусь програму-клієнт, що приймає інформацію або послуги, надані іншими програмами-серверами. Можна навести такі приклади програм-клієнтів:

- Web-броузери, що відображають інформацію, надану Web-серверами.

- Поштові клієнти Інтернет, які використовуються для роботи з електронною поштою, що пересилається поштовими серверами.

- FTP-клієнти (File Transfer Protocol протокол пересилки файлів), за допомогою яких можна завантажувати файли з FТР-серверів.

 - Адресні книги, що дозволяють переглядати поштові адреси Інтернет на LDAP-сервері.

 Інформація, що міститься в Internet, надається у вигляді Web сторінок.

Web-сторінки  це комплексні документи, які можуть містити будь-які дані: текст, графіку, звук, відео та анімацію.

Для перегляду Web-сторінок використовуються спеціальні програми броузери. Вони з'явилися практично одночасно з концепцією World Wide Web і пройшли великий шлях розвитку. Найбільш популярними броузерами є Netscape Navigator та Microsoft Internet Explorer, хоча існують й інші програми, призначені для цього. Броузер Internet Explorer з'явився пізніше, ніж Netscape Navigator, але завоював велику популярність завдяки тому, що компанія Microsoft включила його в операційну систему Windows як стандартний засіб перегляду Web, назвавши оглядачем Web.

Місцезнаходження потрібної Web-сторінки визначається адресою URL (Uniform resource locatorстандартна адреса ресурсу) – спеціальною формою запису адреси документа, що використовується в Інтернет. Вона дозволяє однозначно вказати потрібний документ, на якому б сервері мережі він не знаходився [1].

Доступ до Інтернет можна отримати через proxy-сервер (сервер перевірки повноважень). У той же час, як і при безпосередньому доступі до Інтернет через локальну мережу, необхідно, щоб у кожного комп'ютера була своя унікальна IP-адреса, для доступу через proxy-сервер комп'ютери, об'єднані в мережу, можуть мати всього одну Інтернет-адресу. Подібний спосіб підключення дозволяє суттєво заощадити кошти на утримання мережі установи і тому є досить популярним вирішенням проблеми підключення до Інтернет.

Адреси в мережі Інтернет мають як вузли (сервери), так і файли на цих серверах. Ліва частина (наприклад, ftp.cdrom.com) задає адресу вузла (деякого комп'ютера, під'єднаного до мережі), а далі (після символу "/") вказується адреса файлу або директорії на вузлі. Адреса вузла будується за доменним принципом. Самий правий домен самого верхнього рівня (для України це ua). В американських адресах як домени верхнього рівня використовуються: com – для комерційних фірм; org – для некомерційних організацій; edu – для університетів та інших навчальних закладів; net – для різних суто мережевих проектів; gov – для урядових; mil для військових.

Лівіше (через крапку) іде домен другого рівня. Це може бути назва фірми або ім'я її провайдера, назва міста, просто назва мережевого проекту. Ще лівіше домен третього рівня, четвертого і т.д. Найлівіша частина адреси сервера вказує на Web-сторінку (www) чи файловий сервер (ftp). Ця частина адреси не є обов'язковою. Адреса файлу чи директорії на вузлі задається так само, як і на персональному комп'ютері, тільки замість символу "\" використовується символ "/". Ім'я магнітного диску задавати не треба, а великі і маленькі літери розрізняються. Можливі довгі (до 255 символів) імена, але пробіли та деякі інші символи не допускаються.

Префікс http:// Hyper Text Transfer Protocol  протокол пересилки гіпертекстів означає адресацію до WWW.

Адреси файлових або FTP-серверів починаються з префікса ftp://. Префікси mail to: та news: задають адреси електронної пошти і груп новин (телеконференцій).

Електронна пошта  це одна з перших служб, розроблених для Інтернет. Вона використовувалась для обміну текстовими повідомленнями та приєднаними файлами між користувачами, підключеними до Інтернет. Тепер можна передавати повідомлення, що містять різні атрибути форматування та зображення. Електронна пошта надає користувачу багато можливостей – можна отримувати щоденно інформацію на різні теми: поточні події, погода, спорт і т.ін. Ще однією важливою особливістю електронної пошти є списки поштової розсилки. Вони полегшують листування з іншими користувачами Інтернет. Якщо відправити повідомлення на деяку адресу, поштовий сервер перешле його всім, хто підписався на цей список розсилки.

Як і списки поштової розсилки, дискусійні групи UseNet надають користувачу можливості спілкування з іншими людьми через Інтернет. Але в даному випадку це відбувається не електронною поштою, а за допомогою NNTP-серверів новин, розкиданих по всьому світу. Повідомлення, відправлене в дискусійну групу UseNet, потрапляє на всі сервери новин Інтернет, і його можуть прочитати інші користувачі. Практично будь-який користувач, що має адресу електронної пошти Інтернет, може отримати доступ до сервера новин і прочитати це повідомлення. Для того, щоб читати пошту, яка надходить в групи новин UseNet, треба мати програму читання новин. Більшість програм електронної пошти Інтернет також здатні читати новини.

Багато служб Інтернет для передачі даних від одного комп'ютера до іншого використовують ту чи іншу форму протоколу передачі файлів (FTP)  першої служби, створеної для Інтернет з метою обміну файлами між державними і навчальними закладами. Це можуть бути як текстові, так і бінарні файли. Деякі форми "розмовних" програм існували з самого початку Інтернет. Зараз, використовуючи останні версії програм для підтримки конференцій, можна брати участь в аудіо- та відеоконференціях всією мережею Інтернет. Для участі в аудіо-конференції комп'ютер повинен бути обладнаний звуковою платою, акустичними системами і мікрофоном. Для участі у відеоконференції знадобиться ще й відеокамера.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15234. Дискурс 46 KB
  Дискурс Дискурс ұғымы XX ғасырдың 70жылдарынан бастап философияда кеңінен қолданыла бастады. Тұңғыш болып дискурс ұғымын Ю. Хабермас өзінің Коммуникативтік компетенция теориясына дайындық атты еңбегінде қолданған болатын. Содан бері бұл термин батыстық философи...
15235. І.Есенберлиннің Көшпенділер романындағы жылқы атауларының этнолингвистикалық мәні 324 KB
  Еліміз егемендік алып, тіліміз мемлекеттік мәртебеге ие болуына байланысты қоғамда тарихи сана мен ұлттық таным көкжиегі кеңейе бастады. Осыған байланысты ұлттық рухани-мәдени мұраның тарихи маңызын саралап, қайта бағалау мүмкіндігі туып отыр
15236. Етістіктің лексика-грамматикалық сипаты 69 KB
  Етістіктің лексикаграмматикалық сипаты Етістік қазақ тіліндегі сөз таптарының ішіндегі ең күр делілерінің бірі. Оның күрделілігі лексикасемантикалық сипатынан грамматикалық формалары мен категорияларының көптігінен синтаксистік қізметінен айқын көрінеді. Е...
15237. Әбілғазы баһадүр ханның «Түркі шежіресіндегі» араб-парсы сөздерінің қолданылу ерекшелігі 277 KB
  Әбілғазы шығармасының тіл ғылымы үшін, оның ішінде түркітану ғылымы үшін маңызы зор екендігін Г.С.Саблуков өзінің аудармасының кіріспесінде былайша көрсетеді: «Исправно изданный Родословной был бы при скудости литературы на восточно-джагатайском наречии
15238. Әлем тілдерінің топтастырылуы 171.5 KB
  Әлем тілдерінің топтастырылуы Мазмұны 1. Тілдердің генеологиялық туыстық классификациясы. 2. Тілдердің типологиялық классификациясы. 5.1. Тілдердің генеологиялық туыстық классификациясы. Тілдердің генеологиялық ту...
15239. Әлемнің тілдік көрінісінің тіл мәдениетіндегі бейнесі 73.88 KB
  ӘЛЕМНІҢ ТІЛДІК КӨРІНІСІНІҢ ТІЛ МӘДЕНИЕТІНДЕГІ БЕЙНЕСІ О.Сапашев ШҚМУ Түркітану оқытуғылымизерттеу орталығының директоры филология ғылымдарының кандидаты Тілдің табиғилығы мен оның даму мәдениеті қадым заманнан бері көтеріліп келе жатқан мәселе бұл ұлт...
15240. Әңгімелеу мәтінінің тілдік-стилистикалық сипаты 283.5 KB
  Мәтін лингвистикасында зерттеуді аса қажет ететін маңызды мәселелердің бірі – әңгімелеу мәтінінің тілдік және стилистикалық ерекшелігін таныту. Әңгімелеу – тұтасым, байласым және мағыналық аяқталғандық, ақпарат беру категорияларына ие композициялық-сөйлеу формаларының бірі
15241. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ СКОРОСТИ ПОТОКА НА ВХОДЕ В АКТИВНУЮ ЗОНУ РЕАКТОРА ВВЭР-1000, В УСЛОВИЯХ РАЗЛИЧНЫХ РАСХОДОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ОТДЕЛЬНЫХ ПЕТЛЯХ 1.23 MB
  Лабораторная работа №1 ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ СКОРОСТИ ПОТОКА НА ВХОДЕ В АКТИВНУЮ ЗОНУ РЕАКТОРА ВВЭР1000 В УСЛОВИЯХ РАЗЛИЧНЫХ РАСХОДОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ОТДЕЛЬНЫХ ПЕТЛЯХ Объект исследования: течение теплоносителя в кольцевом опускном тракте в части напорно...
15242. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ (ИМИТАТОРА БОРА) НА ВХОДЕ В АКТИВНУЮ ЗОНУ В УСЛОВИЯХ РАЗЛИЧНЫХ РАСХОДОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ОТДЕЛЬНЫХ ПЕТЛЯХ 454 KB
  Лабораторная работа №3 ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ИМИТАТОРА БОРА НА ВХОДЕ В АКТИВНУЮ ЗОНУ В УСЛОВИЯХ РАЗЛИЧНЫХ РАСХОДОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ОТДЕЛЬНЫХ ПЕТЛЯХ Объект исследования: изучение динамики распределения температуры при подогреве воды подав