Оглавление
Введение………………………………………………………………...…2
1.Разновидности
архитектуры компьютерных сетей …………………..3
2. Основные компоненты Интернета………………................................10
3.Виды подключения для выхода в Интернет…………………………..15
4. Протоколы передачи данных………………………………………….18
Заключение…………………………………………………......................25
Список
литературы…………………………………………………..…..26
Введение
Для современного общества
информационная индустрия становится
важнейшим экономическим фактором.
Основу этой индустрии составляют базовые
информационные технологии, использующие
достижения различных областей экономики.
Сегодня базовые информационные
технологии имеют самостоятельное
научное и прикладное значение, предоставляющее
широкие возможности для извлечения,
формализации, моделирования, систематизации,
интеграции, транспортирования, обработки
и применение информации и знаний.
Область информационных технологий,
в том числе и базовых, стала
важной сферой производственной деятельности,
обладающей всеми чертами промышленного
производства с устойчивой динамикой роста.
Телекоммуникационная технология рассматривается
в контексте основополагающих принципов
и методов создания, иллюстрируемых обзорами существующих на рынке образцов.
Цель данной работы рассмотреть архитектуру
компьютерных сетей и основные компоненты
Интернета. Рассмотреть виды подключения
для выхода в Интернет и протоколы передачи данных.
Методологической и теоретической основой
при написании работы послужила учебная
литература и труды отечественных и зарубежных
авторов.
- Разновидности архитектуры компьютерных сетей.
По мере эволюции вычислительных
систем сформировались следующие разновидности
архитектуры компьютерных сетей:
- одноранговая архитектура;
- классическая архитектура «клиент-сервер»;
- архитектура «клиент-сервер» на основе Web-технологии.
При одноранговой архитектуре
(рис.1.1) все ресурсы вычислительной системы,
включая информацию, сконцентрированы
в центральной ЭВМ, называемой еще мэйнфреймом(main
frame-центральный блок ЭВМ). В качестве основных
средств доступа к информационным ресурсам
использовались однотипные алфавитно-цифровые
терминалы, соединяемые с центральной
ЭВМ кабелем. При этом не требовалось никаких
специальных действий со стороны пользователя
по настройке и конфигурированию программного
обеспечения.
Рис.1.1. Одноранговая архитектура
компьютерных сетей
Явные недостатки, свойственные одноранговой
архитектуре и развитие инструментальных
средств привели к появлению вычислительных
систем с архитектурой «клиент-сервер».
Особенность данного класса систем состоит
в децентрализации архитектуры автономных
вычислительных систем и их объединений
в глобальные компьютерные сети. Создание
данного класса систем связано с появлением
персональных компьютеров, взявших на
себя часть функции центральных ЭВМ. В
результате появилась возможность создания
глобальных и локальных вычислительных
сетей, объединяющих персональные компьютеры
(клиенты или рабочие станции), использующие
ресурсы, и компьютеры (серверы), предоставляющие
те или иные ресурсы для общего использования.
На рис.1.2 предоставлена типовая архитектура
«клиент-сервер», различают несколько моделей, отличающихся
распределением компонентов программного
обеспечения между компьютерами сети.
Рис.1.2. Типовая архитектура «клиент-сервер»
Любое программное приложение можно представить
в виде структуры из трех компонентов:
- компонент представления, реализующий интерфейс с пользователем;
- прикладной компонент, обеспечивающий выполнение прикладных функций;
- компонент доступа к информационным ресурсам, или менеджер ресурсов, выполняющий накопление информации и управление данными
На основе распределения
перечисленных компонентов между рабочей
станцией и сервером сети выделяют следующие
модели архитектуры «клиент-сервер»:
- модель доступа к удаленным данным;
- модель сервера управления данными;
- модель комплексного сервера;
- трехзвенная архитектура «клиент-сервер».
Модель доступа к удаленным
данным (рис.1.3), при которой на сервере
расположены только данные, имеет следующие
особенности:
- невысокая производительность, так как вся информация обрабатывается на рабочих станциях;
- снижение общей скорости обмена при передаче больших объемов информации для обработки с сервера на рабочие станции.
Рис.1.3. Модель доступа
к удаленным данным
При использовании модели сервера управления
данными (рис. 1.4)кроме самой информации
на сервере располагается менеджер информационных
ресурсов (например, система управления
базами данных).
Рис.1.4. Модель сервера управления данными
Компонент представления и прикладной
компонент совмещены и выполняются на
компьютере-клиенте, который поддерживает
как функции ввода и отображения данных,
так и чисто прикладные функции. Доступ
к информационным ресурсам обеспечивается
либо операторами специального языка
(например, SQL в случае использования базы
данных), либо вызовами функций специализированных
программных библиотек. Запросы к информационным
ресурсам направляются по сети менеджеру
ресурсов (например, серверу базы данных),
который обрабатывает запросы и возвращает
клиенту блоки данных. Наиболее существенные
особенности данной модели:
- уменьшение объемов информации, передаваемых по сети, так как выборка необходимых информационных элементов осуществляется на сервере, а не на рабочих станциях;
- унификация и широкий выбор средств создания приложения;
- отсутствие четкого разграничения между компонентом представления и прикладным компонентом, что затрудняет совершенствование вычислительной системы.
Модель сервера управления
данными целесообразно использовать
в случае обработки умеренных, не
увеличивающихся со временем объемов
информации. При этом сложность прикладного
компонента должна быть невысокой.
Модель комплексного сервера (рис.1.5 ) строится
в предложении, что процесс, выполняемый
на компьютере – клиенте, ограничивается
функциями представлениями, а собственно
прикладные функции и функции доступа
к данным выполняются сервером.
Рис.1.5. Модель комплексного
сервера
Преимущества модели комплексного
сервера:
- высокая производительность;
- централизованное администрирование;
- экономия ресурсов сети.
Модель комплексного сервера
является оптимальной для крупных
сетей, ориентированных на обработку
больших и увеличивающихся со
временем объемов информации.
Архитектура «клиент-сервер», при которой
прикладной компонент расположен на рабочей
станции вместе с компонентом представления
(модели доступа к удаленным данным и сервера
управления данными) или на сервере вместе
с менеджером ресурсов и данными (модель
комплексного сервера), называют двухзвенной архитектурой.
При существенном усложнении и увеличении
ресурсоемкости прикладного компонента
для него может быть выделен отдельный
сервер, называемый сервером приложений.
В этом случае говорят о трехзвенной
архитектуре «клиент-сервер» (рис.1.6).
Рис.1.6. Трехзвенная архитектура «клиент-сервер»
Первое звено-компьютер-клиент, второе-сервер
- приложений, третье- сервер управления
данными. В рамках сервера приложений
могут быть реализованы несколько прикладных
функций, каждая из которых оформляется
как отдельная служба, предоставляющая
некоторые услуги всем программам. Серверов
приложения может быть несколько, каждый
из них ориентирован на предоставление некоторого набора услуг.
Наиболее ярко современные тенденции
телекоммуникационных технологий проявились
в Интернете. Архитектура «клиент-сервер»,
основанная на Web-технологии, представлена
на рис.1.7.
Рис. 1.7 Архитектура «клиент-сервер»,
основанная на Web-технологии
В соответствии с Web-технологией на сервере
размещаются так называемые Web-документы,
которые визуализируются и интерпретируются
программой навигации (Web-навигатор, Web-броузер
), функционирующей на рабочей станции.
Логически Web-документ представляет собой
гипермедийный документ, объединяющий
ссылками различные Web-страницы. В отличие
от бумажной Web-страница может быть связана
с компьютерными программами и содержать
ссылки на другие документы. В Web-технологии
существует система гиперссылок, включающая
ссылки на следующие объекты:
- другую часть Web-документа;
- другой Web-документ или документ другого формата (например, документ Word или Excel), размещаемый на любом компьютере сети;
- мультимедийный объект (рисунок, звук, видео);
- программу, которая при переходе на нее по ссылке, будет передана с сервера на рабочую станцию для интерпритации или запуска на выполнение навигатором;
- любой другой сервис-электронную почту, копирование файлов с другого компьютера сети, поиск информации и т.д.
Передачу с сервера
на рабочую станцию документов и
других объектов по запросам, поступающим
от навигатора, обеспечивает функционирующая
на сервере программа, называемая Web-сервером.
Когда Web-навигатору необходимо получить
документы или другие объекты от Web- сервера,
он отправляет серверу соответствующиий
запрос. При достаточных правах доступа
между сервером и навигатором устанавливается
логическое соединение. Далее сервер обрабатывает
запрос, передает Web-навигатору результаты
обработки и разрывает установленное
соединение. Таким образом, Web-сервер выступает
в качестве информационного концентратора,
который доставляет информацию из разных
источников, а потом в однородном виде предоставляет ее пользователю.
Интернет- бурно разросшая совокупность
компьютерных сетей, опутывающих земной
шар, связывающих правительственные, военные,
образовательные и коммереческие институты,
а также отдельных граждан.
Как и многие другие великие идеи, «сеть
сетей» возникла из проекта, который предназначался
совершенно для других целей: из сети ARPAnet,
разработанной и созданной в 1969 г. По заказу
Агенства передовых исследовательских
проектов (ARPA- Advanced Research Project Agency) ARPA Министерства
обороны США. ARPAnet бала сетью, объединяющей
учебные заведения, военных и военных
подрядчиков; она была создана для помощи
исследователям в обмене информацией,
а также (что было одной из главных целей)
для изучения проблемы поддерживания
связи в случае ядерного нападения.
В модели ARPAnet между компьютером-источником
и компьютером-адресатом всегда существует
связь. Сама сеть считается ненадежной;
любой ее отрезок может в любой момент
исчезнуть (после бомбежки или в результате
неисправности кабеля). Сеть была построена
так, чтобы потребность в информации от
компьютера-клиентов была минимальной.
Для пересылки сообщения по сети компьютер
должен был просто помещать данные в конверт,
называемый «пакетом межсетевого протокола»
(IP, Internet Protocol), правильно «адресовать»
такие пакеты. Взаимодействующие между
собой компьютеры (а не только сама сеть)также
несли ответственность за обеспечение
передачи данных. Основополагающий принцип
заключался в том, что каждый компьютер
в сети мог общаться в качестве узла с
любым другим компьютером с широким выбором
компьютерных услуг,ресурсов, информации.
Комплекс сетевых соглашений и общедоступных
инструментов «сети сетей» разработан
с целью создания одной большой сети, в
которой компьютеры, соединенные воедино,
взаимодействуют, имея множество различных программных и аппаратных платформ.
В настоящее время напрвление развития
Интернета в основном определяют «Общество
Internet», или ISOC (Internet Society). ISOC-это организация
на общественных началах, целью которой
является содействие глобальному информациооному
обмену через Интернет. Она назначает
совет старейшин IAB (Internet Architecture Board), которая
отвечает за техническое руководство
и ориентацию Интернета (в основном это
стандартизация и адресация в
Интернете).
Финансовая основа Интернета заключается
в том, что каждый платит за свою часть.
Представители отдельных сетей собираются
и решают, как соединяться и как финансировать
эти взаимные соединения. Учебное заведение
или коммерческое объединение платит
за подключение к региональной сети, которая,
в свою очередь,платит за доступ к Интернету
поставшику на уровне государства. Таким
образом, каждое подключение к Интернету
кем-то оплачивается.
2. Основные компоненты
Интернета.
WWW-это аббревиатура от «World Wide
Web» («Всемирная паутина»). Официальное
определение World Wide Web звучит как мировая
виртуальная файловая система-«штрокомосштабная
гипермедиа-среда, ориентированная на
предоставление универсального доступа
к документам».
Проект WWW возник в начале 1989 г. В Европейской
Лаборатории физики элементарных частиц
(European Laboratory for Particle Physics (GERN) in Geneva, Switzerland).
Основное назначение проекта- предоставить
пользователям не профессионалам «on-line»
доступ к информационным ресурсам. Результатом
проекта World Wide Web является предоставление
пользователям сетевых компьютеров достаточно
простого доступа к самой разнообразной
информации. Используя популярный программный
интерфейс, проект WWW изменил процесс просмотра
и создания информации. Идея заключалась
в том, что по всему миру хаотично разбросаны
тысячи информационных сервером и любую
машину, подключенную к Internet в режиме on-line,
можно преобразовать в сервер и начинить
его информацией. С любого компьютера,
подключенного к Internet, можно свободно
установить сетевое соединение с таким
сервером и получать от него информацию.
World Wide Web – гипертекстовая сетевая информационная
система. На этом сервисе сетей Интернет
и интранет следует остановиться особо,
поскольку положенные в его основу идеи
становятся определяющими не только для
сетей, но и для офисных продуктов практически
всех ведущих фирм (наглядным примером
является Microsoft Office 97), операционных систем
и множества других программных продуктов.
В Интернете хранится огромное количество
информации. Хотя развитие стандартов
и программ, таких как Cophep и WAIS,существенно
облегчило поиск информации, для того
чтобы собрать ее воедино, необходимо
обладать немалыми техническими познаниями
об Интернетом. Это особенно требуется
при работе с каждым ресурсом-USENET, FTP, Archie
и т.п. по отдельности.
WWW позволяет работать с одним видом программ-клиентов
(Web-browser-браузер или навигатор), которые
способны связываться с разнообразными
ресурсами через единый пользовательский
интерфейс. Многие браузеры обеспечивают
доступ к другим сервисам Интернета, включая
электронную почту, Copher, FTP, USENET, WAIS. Другими
словами, браузеры со временем могут оказаться
единственным программным инструментом,
который сделает доступ к Интернету как
никогда легким.
World Wide Web реализует одну из наиболее современных
технологий доступа к информации-гипермедиа.
Одним из базовых понятий этой технологии является гиперсвязь, или гиперссылка.
Гиперсвязь выгодно отличается от гипертекстовых
ссылок, хорошо знакомых пользователям
по Help-системе и другим системам, имеющим
меню, рабочий стол и им подобные элементы
управления и связи информации. Во-первых,
гиперсвязь-это ссылка «на что угодно»
и «куда угодно», то есть на любой адрес
или программу в любой точке сети. Во-вторых,
гиперсвязи свободны от «отягощающих»
отношений типа «иерархическое включение»,
«управление», «подчинение». Это позволяет
реализовывать в информационной системе
связи любого типа: линейные, иерархические,
горизонтальные, а в общем случае- наиболее
естественные сетевые, что отражается
в названии ресурса-«всемирная паутина».
В-третьих, в современных продуктах гиперсвязи
устанавливаются тривиальным и очевидным
способом, что выгодно отличает их от других
типов связей. Использование Web-серверов
в глобальной сети Интернет открывает
широчайшие возможности обмена информацией
в формате мультимедиа, что позволяет
рекламировать продукцию и изучать рынок,
осуществлять техническую поддержку,
а также эффективно решать множество других
задач.
Вид подачи информации - взаимосвязь данных
в виде гиперссылок и возможности мультимедиа-
дает ряд преимуществ в пределах информационной
структуры предприятий, там где обмен
информацией должен производиться не
только внутри рабочей группы. Использование
технологий Интернета для локальных нужд
получило название «интранет». Это более
эффективное использование персонального
компьютера и телекоммуникации, чем просто
работа с офисным файловым сервером. Кроме
того, существует мнение, что в ближайшем
будущем именно интранет будет выполнять
задачи обеспечения коллективной работы. Серверы Web -сервер,
хранящий и предоставляющий в сеть информацию,
организованную в виде веб - страниц одного
или нескольких веб-сайтов; обрабатывает
запросы программ-обозревателей клиентов
к веб-сайту, посылает содержание веб -
страниц через сеть для просмотра в обозревателе;
отвечает за исполнение серверных приложений
(cgi, jsp, asp, php и др.).
Веб- сервер имеет числовой адрес и, возможно,
доменное имя. Когда пользователь вводит
в своем обозревателе URL-адрес документа
http://www.radiomayk.ru/index.html, запрос получает сервер
radiomayk.ru радиостанции «Маяк». Сервер выбирает
страницу index.html и посылает ее компьютеру
в программу -обозреватель. Веб-сервером
может стать любой компьютер, если поставить
на него серверную программу и подключить
к Интернету с постоянным адресом. Не все
сервера Интернета являются веб- серверами.
Серверы Web устанавливаются, как правило,
в фирмах и организациях, желающих распространить
свою информацию среди многих пользователей,
и отличаются специфичностью информации.
Организация и сопровождение собственного
сервера требует значительных затрат.
Поэтому в WWW встречаются «разделяемые»
(shared) серверы, на которых публикуют свои
данные различные пользователи и организацию
это самый дешевый способ опубликования
своей информации для обозрения. Такие
серверы зачастую представляют своеобразные информационные свалки.
С помощью собственного веб- сервера можно
создать корпоративный сайт, организовать
внутренний сервер, в котором ограничивается
количество пользователей. Информация
на веб- сервер выкладывается с помощью
FTP-протокола. File Transfer Protocol (FTP)-протокол
передачи файлов в компьютерных сетях.
Он позволяет переносить данные с одного
компьютера на другой с помощью запуска
специальной прикладной программы, клиентской
части FTP. FTP-сервер использует FTP-протокол
для подключения к нему клиентов и работы
ими с файловой системой, каталогами, загрузки
файлов с сервера на сервер. Для доступа
на FTP-сервер необходимо задать в настройках
индивидуальный для этого сайта порт сервера
и IP-адрес. Основной задачей FTP-протокола
является копирование файлов на локальную систему.
Основная особенность FTP-протокола - это
использование двух номеров портов в своих
операциях. Порт 21 используется при установлении
управляющего соединения FTP-клиента с
сервером, а также для обмена между ними
командами и ответами. Это соединение
остается открытым в течение работы всей
сессии. Порт 20 используется при запросе
передачи файлов, разрывается после завершения
процесса передачи.
Протокол FTP использует транспортный протокол
TCP для передачи данных. Установка клиентского
ПО происходит вместе с коммуникационными
утилитами TCP/IP. Для обмена файлами с другим
компьютером нужно будет указать пользовательское
имя и пароль.
Для FTP-сервера можно задать произвольное
количество аккаунтов для работы пользователей
в сети, при этом обозначить каждому пользователю
рабочую папку и определенные права доступа.
И хотя вопрос безопасности FTP-серверов
остается открытым, они по-прежнему остаются
наиболее популярным и удобным средством
перемещения файлов с одной машины на
другую как между соседними помещениями
одного предприятия, так и между континентами.
FTP (File Transfer Protocol)-сетевой протокол, созданный
для обеспечения передачи файлов между
клиентской станцией и сервером. Соответственно,
FTP-сервер представляет собой компьютер,
на жестком диске которого хранится большое количество
информации доступной для скачивания.
Серверы FTP представляют собой хранилища
различных файлов и программ в виде архивов.
На этих серверах может находиться как
полезная информация (дешевые условно
бесплатные утилиты, программы, картинки),
так и информация сомнительного характера,
например порнографическая. Электронная почта
(e-mail, electron mail)-сетевая служба, позволяющая
пользователям компьютеров обмениваться
сообщениями и документами без бумажных
носителей, посредством прямых связей,
телекоммуникаций.
Она является неотъемлемой частью Интернета
и одной из самых полезных вещей. С ее помощью
можно посылать и получать любую корреспонденцию
(письма, статьи, деловые бумаги и др.).
Время пересылки зависит от объема, обычно
занимает минуты, иногда часы. Каждый абонент
электронной почты имеет свой уникальный
адрес. Надо отметить, что подключение
к электронной почте может быть организовано
и без подключения к Интернету. Необходимый
интерфейс пользователя реализуется с
помощью браузера, который, получив от
него запрос с Интернет - адресом, преобразовывает
его в электронный формат и посылает на
определенный сервер. В случае корректности
запроса, он достигает WEB-сервера, и последний
посылает пользователю в ответ информацию,
хранящуюся по заданному адресу. Браузер,
получив информацию, делает ее читабельной
и отображает на экране. Современные браузеры
имеют также встроенную программу для
электронной почты. Среди наиболее распространенных
браузеров необходимо выделить Microsoft Internet
Explorer и Netscape Navigator.
В рамках Интернета для электронной почты
существует система LISTSERV, позволяющая
создавать группы пользователей с общей
групповой адресации. Таким образом, письмо,
направленное на групповой адрес, будет
получено всеми членами группы. Например,
существует LISTSERV Netterain, объединяющий группу
специалистов, обучающих пользованию
Интернетом. Они объединяются для того,
чтобы обменяться идеями или задать вопросы
своим коллегам, дать знать, что с ними
можно связаться по электронной почте.
В случае, если известно, что конкретное
лицо или компания имеют адрес в Интернете,
но сам адрес не известен, существуют способы
узнать его с помощью системы NETFIND. Типовой
адрес электронной почты выглядит так: ignik@orc.ru
где ignik-определенное пользователем имя
при организации электронного почтового ящика
у провайдера;
@-разделительный знак в электронном адресе,
называемый «собака»;
оrs-зарегистрированное имя сервера провайдера
в сети Интернет.
Для работы электронной почты в Интернете
специально разработан протокол Simple Mail
Transfer Protocol (SMTP), который является протоколом
прикладного уровня и использует транспортный
протокол TCP. Однако совместно с этим протоколом
используется и Unix-Unix-Copy (UUCP) протокол.
UUCP хорошо подходит для использования
телефонных линий связи. Разница между
SMTP и UUCP заключается в том, что при использовании
первого протокола почтового обмена программа,
функционирующая на сервере, пытается
найти машину получателя почты и установить
с ней взаимодействие в режиме on-line для
того, чтобы передать почту в ее почтовый
ящик. В случае использования SMTP почта
достигает почтового ящика получателя
за считанные минуты, и время получения
сообщения зависит только от того, как
часто получатель просматривает свой
почтовый ящик. При использовании UUCP почта
передается по принципу «stop-go», т.е. почтовое
сообщение передается по цепочке почтовых
серверов от одной машины к другой, пока
не достигнет машины-получателя или не
будет отвергнута по причине отсутствия
абонента-получателя. С одной стороны,
UUCP позволяет доставлять почту по плохим
телефонным каналам, так как не требуется
поддерживать линию все время доставки
от отправителя к получателю, а с другой
стороны, время доступа к адресату значительно
возрастает. В целом же общие рекомендации
таковы: если имеется возможность надежно
работать в режиме on-line и это является
нормой, то следует настраивать почту
для работы по протоколу SMTP, если линии
связи плохие или on-line используется чрезвычайно
редко, то лучше использовать UUCP.
Протокол SMTP был разработан для обмена
почтовыми сообщениями в сети Интернет,
он не зависит от транспортной среды и
может использоваться для доставки почты
в сетях с протоколами, отличными от TC/IP.
Взаимодействие в рамках SMTP строится по
принципу двухсторонней связи, которая
устанавливается между отправителем и
получателем почтового сообщения. При
этом отправитель инициирует соединение
и посылает запросы на обслуживание, а
получатель на эти запросы отвечает. Фактически,
отправитель выступает в роли клиента,
а получатель - сервера. Канал связи устанавливается
непосредственно между отправителем и
получателем сообщения. При таком взаимодействии
почта достигает абонента в течение нескольких
секунд после отправки.