Организация сложных связей в глобальных сетях. Что такое глобальная сеть? Организация глобальных сетей, средства и возможности

Глобальные сети. ^ Организация глобальных сетей . Глобальные компьютерные сети объединяют между собой ЭВМ, расположен­ные на больших расстояниях (в масштабах региона, страны, мира). Если локальную сеть ученики могут увидеть своими глазами, то знакомство с глобальными сетями будет носить более описатель­ный характер. Здесь, как и во многих других темах, приходит на помощь метод аналогий. Устройство глобальной сети можно срав­нить с устройством системы телефонной связи - телефонной сети. Телефоны абонентов связаны с узлами-коммутаторами. В свою очередь, все городские коммутаторы связаны между собой так, что между любыми двумя телефонами абонентов может быть ус­ыновлена связь. Вся эта система образует телефонную сеть города. Городские (региональные) сети связаны между собой по междугородним линиям. Выход на телефонные сети других стран происходит по международным линиям связи. Таким образом, весь мир «опутан» телефонными сетями. Два абонента в любой части света, подключенные к этой сети, могут связаться друг с другом.

Рассказав об этом, предложите ученикам представить, что у абонентов вместо телефонных аппаратов установлены персональные компьютеры; вместо коммутаторов - мощные компьютерные узлы и по такой сети циркулирует самая разнообразная информация: от текстовой до видео и звука. Это и есть, современна» мировая система глобальных компьютерных сетей.

Первая глобальная компьютерная сеть начала действовать 1969 г. в США, она называлась ARPANET и объединяла в себе всего 4 удаленных компьютера. Примером современной сети научно-образовательного назначения является BITNET. Она охватывает 35 стран Европы, Азии и Америки, объединяет более 800 университетов, колледжей, научных центров. Крупнейшей российской сетью является RELCOM, созданная в 1990 г, RELCOM входит в европейское объединение сетей EUNET, ко­торая, в свою очередь, является участником гигантского мирово­го сообщества INTERNET. Такая иерархичность характерна для организации глобальных сетей.

На рис. 12.3 представлена характерная архитектура глобальной сети. Сеть состоит из узловых хост-компьютеров (У1, У2, ...), ПК абонентов сети (All, All, ...), линии связи. Обычно узел сети содержит не один, а множество компьютеров. Функции серверов различных сетевых услуг могут выполнять разные компьютеры.

Хост-компьютеры постоянно находятся во включенном состоянии, постоянно готовы к приему-передаче информации. В таком случае говорят, что они работают в режиме on-line. Компьютеры абонентов выходят на связь с сетью (в режим on-line) лишь на определенное время - сеанс связи. Переслав и получив необ­ходимую информацию, абонент может отключиться от сети и да­лее работать с полученной информацией автономно - в режиме off-line. Маршрут передачи информации пользователю обычно неизвестен. Он может быть уверен лишь в том, что информация проходит через узел подключения и доходит до пункта назначения. Маршрутизацией передаваемых данных занимаются системные средства сети. В разных сеансах связь с одним и тем же корреспон­дентом может проходить по разным маршрутам.

Шлюзом называют компьютер, организующий связь данной сети с другими глобальными сетями.

^ Информационные услуги глобальных сетей. Электронная почта. g истории глобальных сетей электронная почта (e-mail) появи­лась как самая первая информационная услуга. Эта услуга остает­ся основной и важнейшей в компьютерных телекоммуникациях. Можно сказать, что происходит процесс вытеснения традицион­ной бумажной почты электронной почтой. Преимущества после­дней очевидны: прежде всего, это высокая скорость доставки кор­респонденции (минуты, редко - часы), сравнительная дешевиз­на. Уже сейчас огромные объемы деловой и личной переписки идут через e-mail. Электронная почта в сочетании с факсимиль­ной связью обеспечивают абсолютное большинство потребностей в передаче писем и документов.

Для того чтобы абонент мог воспользоваться услугами элект­ронной почты, он должен:

• 
  иметь аппаратное подключение своего персонального компьютера к почтовому серверу узла компьютерной сети;
• 
  иметь на этом сервере свой почтовый ящик и пароль для обращения к нему;
• 
  иметь личный электронный адрес;
• 
  иметь на своем компьютере клиент-программу электронной почты (мэйлер).

Аппаратное подключение чаще всего происходит по телефон­ным линиям, поэтому пользователю необходим выход в телефон­ную сеть, т. е. свой телефонный номер. Организация - владелец узла глобальной сети, предоставляющая сетевые услуги, называ­ется провайдером. В последнее время их становится все больше, и пользователь имеет возможность выбрать того провайдера, усло­вия которого его в большей степени устраивают. Провайдер назна­чает для пользователя пароль, электронный адрес, создает для него на почтовом сервере почтовый ящик - папку для размещения кор­респонденции. Как правило, провайдер помогает пользователю установить и настроить почтовую клиент-программу.

Подготовка электронного письма производится пользователем в режиме off-line - отключения от сети. С помощью почтовой клиент-программы он формирует текст письма, указывает адрес по­лучателя, вкладывает в письмо различные приложения. Затем Пользователь переходит в режим on-line, т.е. соединяется с почто­вым сервером и отдает команду «доставить почту». Подготовлен­ная корреспонденция передается на сервер, а поступившая на адрес Пользователя переносится с сервера на его ПК. При этом полу­денные письма удаляются из почтового ящика, а переданные за­носятся в него. Почтовый сервер периодически просматривает ящики абонентов и, обнаружив там исходящую корреспонден­цию, организует ее отравление.

На примере электронной почты хорошо иллюстрируется суть технологии клиент-сервер, принятой в современных сетях. Эта тех­нология основана на разделении функций программного обеспе­чения, обслуживающего каждую информационную услугу, между компьютером клиента и сервером. Соответствующее ПО называ­ется клиент-программой и сервер-программой (часто говорят ко­роче: клиент и сервер). Популярными клиент-программами элект­ронной почты являются: MAIL для MS-DOS и Outlook Express для Windows.

В начальный период развития электронной почты передавае­мая корреспонденция могла иметь только текстовый формат. Дан­ные другого формата (двоичные файлы) перекодировались в тек­стовый формат с помощью специальной программы-перекодировщика UUDECOD. Сейчас в Internet используется стандарт MIME, позволяющий без такого перекодирования передавать в теле электронного письма самую разнообразную информацию. Согласно этому стандарту передающая машина помещает в заго­ловке электронного письма описания типов информационных единиц, составляющих письмо. Машина-получатель по этим опи­саниям правильно интерпретирует полученную информацию. Те­перь в электронном письме, помимо текста, можно помещать гра­фические образы (тип image), аудио-информацию (audio), видео­фильмы (video), любые приложения (application).

Наряду с электронной почтой в глобальных сетях существуют и другие виды информационных услуг для пользователей.

Telnet. Эта услуга позволяет пользователю работать в режиме терминала удаленного компьютера, т. е. использовать установлен­ные на нем программы так же, как программы на собственном компьютере.

FTP. Так называется сетевой протокол и программы, которые обслуживают работу с каталогами и файлами удаленной машины. Клиент FTP имеет возможность просматривать каталоги FTP-сер­веров, копировать интересующие его файлы.

Archie. Так называются специальные серверы, выполняющие роль поисковых программ в системе FTP-серверов. Они помогают быстро найти нужные вам файлы.

Gopher. Система поиска и извлечения информации из сети с развитыми средствами многоуровневых меню, справочных книг, индексных ссылок и пр.

^ WAIS. Сетевая информационно-поисковая система, основан­ная на распределенных базах данных и библиотеках.

Usenet. Система телеконференций. Другое название - группы новостей. Обслуживает подписчиков определенных тематических конференций, рассылая им материалы по электронной почте.

^ Аппаратные средства сетей. Хост-компьютеры (серверы). Хост-компьютер имеет собственный уникальный адрес в сети и выпол­няет роль узловой машины, обслуживающей абонентов. В качестве хост-компьютеров используются разные типы машин: от мощных ПК до мини-ЭВМ и даже мэйнфреймов (больших ЭВМ). Основ­ные требования - высокоскоростной процессор и большой объем дисковой памяти (десятки и сотни Гбайт). На хост-компьютерах в сети Internet используется операционная система Unix. Все сер­вер-программы, обслуживающие приложения, работают под уп­равлением Unix.

Из того, о чем уже говорилось выше, следует, что понятие «сер­вер» носит программно-аппаратный смысл. Например, хост-ком­пьютер, на котором в данный момент работает сервер-программа электронной почты, выполняет роль почтового сервера. Если на этой же машине начинает работать сервер-программа WWW, то она становится Web-сервером. Часто функции серверов различ­ных услуг разделены на узле сети между разными компьютерами.

^ Линии связи. Основные типы линий связи между компьютерами сети: телефонные линии, электрические кабели, оптоволокон­ный кабель и радиосвязь. Главными параметрами линий связи яв­ляются пропускная способность (максимальная скорость переда­чи информации), помехоустойчивость, стоимость. По параметру стоимости самыми дорогими являются оптоволоконные линии, самыми дешевыми - телефонные. Однако с уменьшением цены уменьшается и качество работы линии. В табл. 12.1 даны сравни­тельные характеристики линий по параметрам скорости и поме­хоустойчивости.

Таблица 12.1

Характеристики линий связи

Тип связи	Скорость, Мбит/с	Помехоустойчивость
Витая пара проводов	10 -100	Низкая
Коаксиальный кабель	До 10	Высокая
Телефонная линия	1 -2	Низкая
Оптоволоконный кабель	10 -200	Абсолютная

Чаще всего для связи между хост-компьютерами используются выделенные телефонные линии или радиосвязь. Если узлы сети Расположены сравнительно недалеко друг от друга (в пределах города), то связь между ними может быть организована по ка­бельным линиям - электрическим или оптоволоконным. В последнее время в сети Internet активно используется спутниковая ра­диосвязь.

Обычно абоненты (клиенты) подключаются к узлу своего про­вайдера через телефонную линию. Все чаще для этих целей начи­нает применяться радиосвязь.

Для передачи информации по каналам связи необходимо пре­образовывать ее из той формы, в которой она существует в ком­пьютере, в сигналы, передаваемые по линиям связи. Такие преоб­разования осуществляют специальные устройства, которые назы­ваются сетевыми адаптерами. Существуют адаптеры для кабельной, для оптоволоконной связи. Адаптер вставляется в свободное гнез­до материнской платы и соединяется кабелем с адаптером друго­го компьютера. Так обычно делается в локальных сетях.

В глобальных сетях, связанных по телефонным линиям, в каче­стве устройства сопряжения используются модемы. Назначение модема состоит в преобразовании информации из двоичного ком­пьютерного кода в телефонный сигнал и обратно. Помимо этого, модем выполняет еще ряд функций. Например, модем клиента сети должен дозваниваться до узла, к которому он подключается.

Основной характеристикой модема является предельная ско­рость передачи данных. В настоящее время она колеблется от 1200 бит/с до 112 000 бит/с. Однако реальная скорость зависит не только от модема, но и от качества телефонных линий. В российс­ких городских сетях приемлемая скорость передачи невелика и составляет 2400-14400 бит/с. В будущем, когда произойдет пол­ный переход телефонных линий на цифровую связь, потребность в использовании модемов исчезнет.

Интернет. На вопрос, что такое Интернет, в литературе можно прочитать разные варианты ответов. Чаще всего на этот вопрос отвечают так: Интернет - это суперсеть, охватывающая весь мир, представляющая из себя совокупность многих (более 2000) сетей, поддерживающих единый протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol).

Протокол - это стандарт на представление, преобразование и пересылку информации в компьютерной сети. Образно можно сказать так: протокол - это определенный сетевой язык. Пока различные глобальные сети работали автономно, они «разговари­вали на разных языках». Для их объединения понадобилось приду­мать общий язык (своеобразный сетевой эсперанто), которым стал протокол TCP/IP. Этот протокол поддерживается как программ­ными, так и аппаратными средствами сети. Сводится он к стан­дартизации следующих процедур:

• 
  разбиение передаваемых данных на пакеты (части);

• 
  адресация пакетов и передача их по определенным маршрутам в пункт назначения;

• 
  сборка пакетов в форму исходных данных.

При этом происходит контроль правильности приема-переда-пакета, правильности сборки всех переданных пакетов в нужном месте.

На базе протокола TCP/IP реализованы другие прикладные протоколы Интернет, составляющие основу сервиса в сети.

Основой Интернет является система так называемых IР-адресов. Каждый хост-компьютер, включенный в Интернет, получает уникальный в рамках всей сети адрес. IP-адрес - это последова­тельность из четырех целых десятичных чисел, разделенных точ­ками. Например: 195.205.31.47. Поскольку Интернет - это сеть се­тей, то первое число определяет сеть, к которой принадлежит компьютер, следующие числа уточняют координаты компьютера в этой сети.

Цифровая адресация является «внутренним делом» системы. Для пользователей она неудобна. Поэтому для пользователей исполь­зуется буквенная форма записи адресов - доменные адреса. До­мены - это символьные имена, разделяемые точками. Пример доменного адреса: www.psu.ru. Адрес читается справа налево. Пер­вый справа домен называется суффиксом. Чаще всего он опреде­ляет страну, в которой находится компьютер (таким образом, компьютер является элементом национальной сети). Например, ru - Россия, uk - Великобритания, fr - Франция. Адреса хост-компьютеров США обычно имеют суффикс, обозначающий их принадлежность к корпоративным сетям: edu - научные и учеб­ные организации, gov - правительственные организации, mil - военные и пр.

Следующие домены (их может быть больше одного) определяют хост-компьютер в данной сети (PSU - Internet-центр Пермского госуниверситета). Последний домен - имя сервера (Web - сервер). С помощью специальной серверной программы устанавливает­ся связь между числовыми и доменными адресами.

Все перечисленные выше характеристики Интернет чаще все­го пользователю неизвестны. С точки зрения пользователя, Ин­тернет - это определенное множество информационных услуг, которые он может получать от сети. В число услуг входят: элект­ронная почта, телеконференции (списки рассылки), архивы файлов, справочники и базы данных, Всемирная паутина - WWW и пр. Интернет - это неограниченные информационные ресурсы. Влияние, которое окажет Интернет на развитие человеческого общества, еще до конца не осознано.

^ Информационные услуги Интернет. Наряду с перечисленными gillie информационными услугами (электронной почтой, телеконференциями и др.), предоставляемыми пользователям глобальных сетей, существуют услуги, появление и развитие которых связано включительно с развитием мировой сети Интернет. Наиболее заметной среди них является WWW.

WWW - World Wide Web - Всемирная паутина. Это гипертекстовая информационная система в Интернет. В последнее время WWW и ее программное обеспечение становится универсальный средством информационных услуг в Интернет. Они обеспечивав пользователям доступ практически ко всем перечисленным выше ресурсам (FTP, e-mail, WAIS, Gopher и др.). Основные понятия, связанные с WWW: Web-страница - основная информационная единица в WWW имеющая свой адрес;

Web-сервер - компьютер, хранящий Web-страницы и соответствующее программное обеспечение для работы с ними;

Web-браузер - клиент-программа, позволяющая извлекать и просматривать Web-страницы;

Web-сайт - раздел данных на Web-сервере, принадлежащий какой-то организации или лицу. В этом разделе его владелец размещает свою информацию в виде множества взаимосвязанных Web-страниц. Обычно сайт имеет титул - головную страницу, от ко­торой по гиперссылкам или указателям «вперед-назад» можно двигаться по страницам сайта.

Наиболее популярными Web-браузерами являются Internet Explorer и Netscape Navigator. Основная задача браузера - обра­щение к Web-серверу за искомой страницей и вывод страницы на экран. Простейший способ получения нужной информации из Интернет - указание адреса искомого ресурса.

Для хранения и поиска информации в Интернет используется универсальная адресация, которая носит название URL - Uniform Resource Locator. URL-адрес содержит информацию не только о том, где находится ресурс, но и по какому протоколу к нему сле­дует обращаться. URL-адрес состоит из двух частей: первая (ле­вая) указывает используемый протокол, а вторая (справа) - где именно в сети расположен данный ресурс (имя соответствующего сервера). Разделяются эти части двоеточием, например:

Http://имя севера/путь/файл

Ftp:// - используется протокол ftp при обращении к ftp-серверам;

Gopher:// - подключение к серверам Gopher;

Http:// - использование протокола работы с гипертекстом (Нурer Text Transfer Protocol), который лежит в основе WWW. Этот тип связи надо указывать при обращении к любому WWW-серверу.

Вот пример адреса файла, содержащего дистанционный курc немецкого языка:

Http://www.scholar.urc.ac.ru/Teaher/German/main.html

Кроме прямой адресации поиск информации в Internet может осуществляться по гиперссылкам.

В помощь пользователю в Интернет действует ряд специальных поисковых программ. Еще их называют поисковыми серверами, поисковыми машинами, поисковыми системами. Такая система постоянно находится в работе. С помощью специальных программ-роботов она производит периодический обход всех Web-серверов в сети и собирает сводную информацию об их содержании. По результатам таких просмотров организуются справочники, индекс­ные списки с указанием документов, где встречаются определен­ие ключевые слова. Затем по этим спискам обслуживаются запросы пользователей на поиск информации. Поисковая система выдает пользователю список адресов документов, в которых встре­чаются указанные пользователем ключевые слова.

Ниже приведены адреса наиболее популярных российских по­исковых серверов:

Http://yandex.ru/ http://www.altavista.telia.com/

Http://www.list.ru/

Поиск информации по ключевым словам требует от пользова­теля определенных навыков. Алгоритмы поиска в сети, подобно поиску информации в базах данных, основаны на логике. Рас­смотрим этот вопрос на примере организации поиска по несколь­ким ключевым словам, принятого в поисковой системе Alta Vista.

1. 
   Несколько ключевых слов, разделенных пробелом, соответствуют операции логического сложения: ИЛИ (OR). Например, указав ключ: , мы получим список всех документов, в которых встречается слово «Школьная» или слово «информатика». Очевидно, таких документов окажется слишком много и большинство из них не нужны пользователю.
2. 
   Несколько слов, заключенных в кавычки, воспринимаются как единое целое. Указав в запросе «Школьная информатика» мы получим документы, содержащие такую строку.
3. 
   Знак «+» между словами равносилен операции логического Умножения: И (AND). Указав в запросе ключ, получим все документы, в которых имеются эти два слова одновременно, но они могут быть расположены в любом порядке и вразброс.

Очевидно, второй вариант запроса в большей степени соответ­ствует цели. Однако ключевых слов в таком сочетании в списках поисковой программы может не оказаться.

Кроме WWW, среди относительно новых услуг в Интернет су­ществуют следующие:

^ IRC. Internet Relay Chat - «болтовня» в реальном времени. Позволяет вести письменный диалог удаленным собеседникам в режиме on-line;

Internet-телефония. Услуга, поддерживающая голосовое общение клиентов сети в режиме on-line.

При наличии возможности выхода в Интернет, практическая работа учащихся может быть организована по таким направлениям:

• 
  подготовка, отправление и прием электронной почты;
• 
  работа с Web-браузером, просмотр Web-страниц;
• 
  обращение в FTP - серверам, извлечение файлов;

• 
  поиск информации в системе WWW с помощью поисковых программ.

Знакомство с каждым новым видом прикладного программно­го обеспечения, обслуживающим соответствующую информаци­онную услугу (почтовая программа, Web-браузер, поисковая про­грамма) следует проводить по стандартной методической схеме: данные, среда, режимы работы, система команд.

Задания для выполнения учащимися практических работ в сети Internet содержатся в пособии .

Соглашение

Правила регистрации пользователей на сайте "ЗНАК КАЧЕСТВА":

Запрещается регистрация пользователей с никами подобными: 111111, 123456, йцукенб, lox и.т.п;

Запрещается повторно регистрироваться на сайте (создавать дубль-аккаунты);

Запрещается использовать чужие данные;

Запрещается использовать чужие e-mail адреса;

Правила поведения на сайте, форуме и в комментариях:

1.2. Публикация в анкете личных данных других пользователей.

1.3. Любые деструктивные действия по отношению к данному ресурсу (деструктивные скрипты, подбор паролей, нарушение системы безопасности и т.д.).

1.4. Использование в качестве никнейма нецензурных слов и выражений; выражений, нарушающие законы Российской Федерации, нормы этики и морали; слов и фраз, похожих на никнеймы администрации и модераторов.

4. Нарушения 2-й категории: Наказываются полным запретом на отправления любых видов сообщений сроком до 7 суток. 4.1.Размещение информации, подпадающей под действие Уголовного Кодекса РФ, Административного Кодекса РФ и противоречащей Конституции РФ.

4.2. Пропаганда в любой форме экстремизма, насилия, жестокости, фашизма, нацизма, терроризма, расизма; разжигание межнациональной, межрелигиозной и социальной розни.

4.3. Некорректное обсуждение работы и оскорбления в адрес авторов текстов и заметок, опубликованных на страницах "ЗНАК КАЧЕСТВА".

4.4. Угрозы в адрес участников форума.

4.5. Размещение заведомо ложной информации, клеветы и прочих сведений, порочащих честь и достоинство как пользователей, так и других людей.

4.6. Порнография в аватарах, сообщениях и цитатах, а также ссылки на порнографические изображения и ресурсы.

4.7. Открытое обсуждение действий администрации и модераторов.

4.8. Публичное обсуждение и оценка действующих правил в любой форме.

5.1. Мат и ненормативная лексика.

5.2. Провокации (личные выпады, личная дискредитация, формирование негативной эмоциональной реакции) и травля участников обсуждений (систематическое использование провокаций по отношению к одному или нескольким участникам).

5.3. Провоцирование пользователей на конфликт друг с другом.

5.4. Грубость и хамство по отношению к собеседникам.

5.5. Переход на личности и выяснение личных отношений на ветках форума.

5.6. Флуд (идентичные или бессодержательные сообщения).

5.7. Преднамеренное неправильное написание псевдонимов и имен других пользователей в оскорбительной форме.

5.8. Редактирование цитируемых сообщений, искажающее их смысл.

5.9. Публикация личной переписки без явно выраженного согласия собеседника.

5.11. Деструктивный троллинг - целенаправленное превращение обсуждения в перепалку.

6.1. Оверквотинг (избыточное цитирование) сообщений.

6.2. Использование шрифта красного цвета, предназначенного для корректировок и замечаний модераторов.

6.3. Продолжение обсуждения тем, закрытых модератором или администратором.

6.4. Создание тем, не несущих смыслового наполнения или являющихся провокационными по содержанию.

6.5. Создание заголовка темы или сообщения целиком или частично заглавными буквами или на иностранном языке. Исключение делается для заголовков постоянных тем и тем, открытых модераторами.

6.6. Создание подписи шрифтом большим, чем шрифт поста, и использование в подписи больше одного цвета палитры.

7. Санкции, применяемые к нарушителям Правил Форума

7.1. Временный или постоянный запрет на доступ к Форуму.

7.4. Удаление учетной записи.

7.5. Блокировка IP.

8. Примечания

8.1.Применение санкций модераторами и администрацией может производиться без объяснения причин.

8.2. В данные правила могут быть внесены изменения, о чем будет сообщено всем участникам сайта.

8.3. Пользователям запрещается использовать клонов в период времени, когда заблокирован основной ник. В данном случае клон блокируется бессрочно, а основной ник получит дополнительные сутки.

8.4 Сообщение, содержащее нецензурную лексику, может быть отредактировано модератором или администратором.

9. Администрация Администрация сайта "ЗНАК КАЧЕСТВА" оставляет за собой право удаления любых сообщений и тем без объяснения причин. Администрация сайта оставляет за собой право редактировать сообщения и профиль пользователя, если информация в них лишь частично нарушает правила форумов. Данные полномочия распространяются на модераторов и администраторов. Администрация сохраняет за собой право изменять или дополнять данные Правила по мере необходимости. Незнание правил не освобождает пользователя от ответственности за их нарушение. Администрация сайта не в состоянии проверять всю информацию, публикуемую пользователями. Все сообщения отображают лишь мнение автора и не могут быть использованы для оценки мнения всех участников форума в целом. Сообщения сотрудников сайта и модераторов являются выражением их личного мнения и могут не совпадать с мнением редакции и руководства сайта.

Сегодня многие пользователи все чаще сталкиваются с понятием глобальной компьютерной сети. Правда, далеко не все в полной мере отдают себе отчет в том, что это такое в самом широком понимании, и каковы возможности глобальной сети, ограничиваясь всего лишь интернетом. Попробуем разобраться в данном вопросе несколько подробнее, а также рассмотрим некоторые основные характеристики, которые присущи таким компьютерным структурам.

Что такое глобальная сеть: общее понятие

Начнем с понимания самого определения сетей такого типа. Исходя из того, что предлагается в описании наиболее известными и уважаемыми информационными источниками во Всемирной паутине, под глобальными сетями понимают организационные структуры, объединяющие отдельные компьютеры или терминалы, находящиеся в локальной сети, между собой, независимо от их физического местонахождения. Так что же это такое?

Действительно, это есть некая структура, которая способна обеспечивать взаимодействие пользовательских терминалов или даже мобильных устройств, независимо от того, в какой точке земного шара они находятся. Что самое интересное, такие структуры относятся к понятиям виртуальным, поскольку проводные соединения между всеми устройствами по всему миру установить невозможно просто физически.

Локальные и глобальные сети: в чем разница?

Некоторые пользователи ошибочно полагают, что между этими двумя понятиями разницы нет. Тут стоит посмотреть на самое главное отличие между сетями обоих типов.

Локальная сеть сама по себе рассчитана на объединение только строго определенного числа компьютерных устройств и не может производить взаимодействие между ними при превышении их количества. Кроме того, такие сети обеспечивают только общий доступ к некоторым программам или документам, а связь осуществляется через центральный сервер или несколько серверов.

Организация глобальных сетей в этом отношении отличается в корне. В них могут входить и отдельные компьютеры или мобильные девайсы, и целые локальные сети. Иными словами, ограничений по количеству одновременно подключаемых устройств не существует в принципе (разве что по присвоению каждому устройству внешнего идентификатора, как, например, IP-адрес в интернете, или номер мобильного телефона). Протокол IPv4 в скором времени исчерпает свои возможности по причине ограниченности количества присваиваемых адресов, зато у шестой версии, которая идет на смену четвертой, такие ограничения если и есть, то весьма условны.

Принципы организации

Развитие глобальных сетей началось, как считается, еще с того момента, когда связь между компьютерными устройствами попытались установить через ARPANET. Эта сеть принципиально является прародительницей современного интернета.

Только еще на заре осуществления такой идеи связь осуществлялась посредством кабелей, но со временем решения по организации компьютерного взаимодействия вышла на новый уровень. Если говорить простым языком, структура такова, что с одной стороны имеется маршрутизатор ЛВС для выхода, а с другой - коммутатор для связи с требуемыми частями глобальной сети.

Типы глобальных сетей

Если говорить о том, что такое глобальная сеть, нельзя не затронуть вопрос, касающийся современных типов таких компьютерных структур.

В основном в классификации выделяют несколько основных классов, среди которых любому пользователю известны такие как:

• спутниковые сети;
• мобильные сети;
• интернет и его разновидности.

Как это работает?

Как уже понятно, доступ в глобальную сеть обеспечивается за счет идентификации устройства, а связь осуществляется посредством использования специальных протоколов.

Для разных сетей и разных операционных систем сами протоколы могут разниться, однако в международных стандартах обычно можно встретить протоколы вроде TCP/IP, ATM, MPLS, SONET/SDH и др. Каждый такой протокол представляет собой набор определенных правил, по которым осуществляется доступ в глобальную сеть, производится передача и прием информации или идентификация пользовательских устройств и т. д. Заметьте, в данном случае об инициализации персоны самого пользователя речь не идет. Все это относится исключительно к компьютерам или мобильным девайсам.

Наиболее известные глобальные сети

Вообще, сегодня самыми популярными принято считать сети типа Internet и FidoNet. Однако мало кто догадывается о том, что сети мобильных операторов тоже являются своеобразными глобальными структурами, использующими для связи между устройствами стандарты технологий GSM.

А как же 3G/4G? Тут нужно четко понимать, что эти стандарты используются исключительно для выхода в интернет, а, проще говоря, для связи одной глобальной сети с другой. И любая глобальная сеть изначально ориентирована на высокую скорость передачи данных, что выгодно отличает ее от локальной структуры. Но на сегодняшний день сети мобильных операторов в равной степени можно отнести и к локальной, и к глобальной сети, поскольку в них объединены только строго определенные идентифицированные по номерам устройства, а с другой стороны, их количество растет день ото дня, что предполагает присвоение таких идентификаторов практически в неограниченном количестве.

Некоторые базовые возможности и проблемы

Но давайте посмотрим, что представляет собой глобальная сеть Интернет. Именно структура, именуемая World Wide Web, стала наиболее популярной, развитой и разветвленной. Если ранее она была ориентирована в основном на осуществление пересылки корреспонденции в виде электронной почты или посещение веб-страниц, сегодня ее ресурсы таковы, что пользователи любой точки мира могут общаться между собой, скажем, посредством видеочатов в режиме реального времени или в социальных сетях, загружать информацию любого типа, хранить собственные данные в облачных сервисах и т. д.

Одним из самых интересных инструментов можно назвать одновременный доступ к электронным документам, при котором подразумевается открытие и редактирование файлов несколькими пользователями сразу. Само собой разумеется, что любое изменение в документе тут же отображается на компьютерах всех подключенных в данный момент пользователей. Что такое глобальная сеть в этом смысле? Это есть инструмент, обеспечивающий программное взаимодействие на всех уровнях и между любыми пользователями.

Но появление Всемирной паутины в известном смысле породило и множество проблем, поскольку именно в интернете сегодня распространяется такое огромное количество вирусов, вредоносных кодов и программ, что и вообразить себе трудно. Даже самые продвинутые разработчики антивирусного программного обеспечения не успевают следить за их появлением.

Конечно же, это далеко не все возможности, которые можно привести в качестве примера. Набирающий в последнее время биткоин-майнинг тоже можно отнести к таким инструментам. Тут технология такова, что посредством интернета можно объединить в одну виртуальную сеть машины даже без согласия их владельцев и воспользоваться многократным увеличением производительности отдельно взятого компьютера за счет использования вычислительных возможностей других терминалов. Естественно, в некотором смысле такие программы можно назвать вирусами или действиями, попадающими под юрисдикцию незаконного доступа к чужой информации, тем не менее именно как средства глобальных сетей такие возможности сбрасывать со счетов нельзя.

Кроме того, отдельно стоит отметить и сетевые операционные системы, которые не требуют установки на жесткий диск, а могут загружаться на компьютерный терминал с удаленного сервера, обеспечивая полноценную работу любого устройства. Как считается, такие технологии на сегодняшний день наиболее актуальны, поскольку система защиты, применяемая для их структур и удаленного доступа, намного выше, чем в системах стационарных.

Краткие выводы

В целом же, думается, уже немного понятно, что такое глобальная сеть и в чем состоит ее отличие от сети локальной. Естественно, рассмотреть абсолютно все предоставляемые инструменты невозможно в принципе. Однако вопрос этого, собственно, и не стоял. По крайней мере, из вышеизложенного материала можно понять, что это за структуры, зачем они нужны и какими базовыми возможностями обладают.

Глобальные сети (Wide Area Networks, WAN), которые также называют территориальными компьютерными сетями, служат для того, чтобы предоставлять свои сервисы большому количеству конечных абонентов, разбросанных по большой территории - в пределах области, региона, страны, континента или всего земного шара.

Ввиду большой протяженности каналов связи построение глобальной сети требует очень больших затрат, в которые входит стоимость кабелей и работ по их прокладке, затраты на коммутационное оборудование и промежуточную усилительную аппаратуру, обеспечивающую необходимую полосу пропускания канала, а также эксплуатационные затраты на постоянное поддержание в работоспособном состоянии разбросанной по большой территории аппаратуры сети.

Типичными абонентами глобальной компьютерной сети являются локальные сети предприятий, расположенные в разных городах и странах, которым нужно обмениваться данными между собой. Услугами глобальных сетей пользуются также и отдельные компьютеры. Крупные компьютеры класса мэйнфреймов обычно обеспечивают доступ к корпоративным данным, в то время как персональные компьютеры используются для доступа к корпоративным данным и публичным данным Internet.

Глобальные сети обычно создаются крупными телекоммуникационными компаниями для оказания платных услуг абонентам. Такие сети называют публичными или общественными. Существуют также такие понятия, как оператор сети и поставщик услуг сети. Оператор сети (network operator) - это та компания, которая поддерживает нормальную работу сети. Поставщик услуг, часто называемый также провайдером (service provider), - та компания, которая оказывает платные услуги абонентам сети. Владелец, оператор и поставщик услуг могут объединяться в одну компанию, а могут представлять и разные компании.

Гораздо реже глобальная сеть полностью создается какой-нибудь крупной корпорацией (такой, например, как Dow Jones или «Транснефть») для своих внутренних нужд. В этом случае сеть называется частной. Очень часто встречается и промежуточный вариант - корпоративная сеть пользуется услугами или оборудованием общественной глобальной сети, но дополняет эти услуги или оборудование своими собственными. Наиболее типичным примером здесь является аренда каналов связи, на основе которых создаются собственные территориальные сети.

Кроме вычислительных глобальных сетей существуют и другие виды территориальных сетей передачи информации. В первую очередь это телефонные и телеграфные сети, работающие на протяжении многих десятков лет, а также телексная сеть.

Глобальная сеть Интернет

Понятие глобальной сети - системы объединенных компьютеров, рас­положенных на больших расстояниях друг от друга, - появилось в процессе развития компьютерных сетей. В 1964 году в США была создана компьютерная система раннего оповещения о приближении ракет противника. Первой глобальной сетью невоенного назначения стала сеть ARPANET в США, введенная в действие в 1969 году. Она имела научное назначение и объединяла в себе компьютеры нескольких университетов страны.

В 80-х-90-х годах прошлого века в разных странах создается множество отраслевых, региональных национальных компьютерных сетей. Их объединение в международную сеть произошло на базе межсетевой среды Интернет.

Важным годом в истории Интернета стал 1993 год, когда была создана служба World Wide Web (WWW) - Всемирная информационная сеть (Всемирная паутина). С появлением WWW резко возрос интерес к Интернету, пошел процесс его бурного развития и распространения. Многие люди, говоря об Интернете, подразумевают именно WWW, хотя это только лишь одна из его служб.

Аппаратные средства Интернета

Основными составляющими любой глобальной сети являются компьютерные узлы и каналы связи.

Здесь можно провести аналогию с телефонной сетью: узлами телефонной сети являются АТС - автоматические телефонные станции, которые между собой объединены линиями связи и образуют городскую телефонную сеть. Телефон каждого абонента подключается к определенной АТС.

К узлам компьютерной сети подключаются персональные компьютеры пользователей подобно тому, как с телефонными станциями соединяются телефоны абонентов. Причем в роли абонента компьютерной сети может выступать как отдельный человек через свой ПК, так и целая организация через свою локальную сеть . В последнем случае к узлу подключается сер­вер локальной сети.

Организация, предоставляющая услуги обмена данными с сетевой средой, называется провайдером сетевых услуг. Английское слово «provider» обозначает «поставщик», «снабженец». Пользователь заключает договор с провайдером на подключение к его узлу и в дальнейшем оплачивает ему предоставляемые услуги (подобно тому, как мы оплачиваем услуги телефонной сети).

Узел содержит один или несколько мощных компьютеров, которые находятся в состоянии постоянного подключения к сети. Информационные услуги обеспечиваются работой программ-серверов, установленных на узловых компьютерах.

Каждый узловой компьютер имеет свой постоянный адрес в Интернете; он называется IP-адресом.

Наряду с цифровыми IP-адресами в Интернете действует система символьных адресов, более удобная и понятная для пользователей. Она называется доменной системой имен (DNS - Domain Name System).

Система доменных имен построена по иерархическому принципу. Пер­вый справа домен (его еще называют суффиксом) - домен верхнего уровня, следующий за ним - домен второго уровня и т. д. Последний (первый слева) - имя компьютера. Домены верхнего уровня бывают географическими (двухбуквенными) или административными (трехбуквенными). Например, российской зоне Интернета принадлежит географический домен ru. Еще примеры: uk - домен Англии; са - домен Канады; de - домен Германии; jp - домен Японии. Административные домены верхнего уровня чаще всего относятся к американской зоне Интернета: gov - правительственная сеть США; mil - военная сеть; edu - образовательная сеть; com - коммерческая сеть.

Взаимодействие осуществляется на базе телефонной связи, оптоволоконных линий (проводная связь) и спутниковой, радиомодемной (беспроводная связь).

В основу архитектуры глобальной компьютерной сети положена модель взаимодействия открытых систем (OSI – Open Systems Interconnection) .

Это связано с многообразием вычислительных сетей и сетевых программных средств, т.е. с проблемой объединения сетей различных архитектур.

Открытая система – это система, взаимодействующая с другими системами в соответствии с принятыми стандартами. Обмен между системами происходит по протоколам , т.е. набору правил, определяющему взаимодействие двух одноименных уровней модели OSI в различных абонентских ЭВМ.

Правила, определяемые в протоколе, реализуются в программе, называемой драйвером .

Модель OSI имеет семиуровневую структуру:

7 ‑ Прикладной (поддержка прикладных процессов, управляемых
конечным пользователем).

6 ‑ Представительный (синтаксис и интерпретация передаваемых данных).

5 ‑ Сеансовый (поддержки сеанса - диалога между удаленными
процессами)

4 ‑ Транспортный (обеспечение взаимодействия удаленных процессов)

3 ‑ Сетевой (маршрутизация, управление потоками данных)

2 ‑ Канальный (формирование кадров)

1 ‑ Физический (битовые протоколы передачи данных).

Концепция OSI предполагает стандартизацию протоколов всех уровней, однако, этому поддаются только 1 - 3 уровни, с остальными сложнее. Поэтому реально в сетях используются не все 7 уровней.

Основная идея этой модели заключается в том, что каждому уровню отводится конкретная роль, в том числе и транспортной среде. Благодаря этому общая задача передачи данных расчленяется на отдельные легко обозримые задачи. Необходимые соглашения для связи одного уровня с выше- и нижерасположенными называют протоколом.

Протоколы физического уровня индивидуальны для каждого вида используемого коммуникационного оборудования (модем, сетевой адаптер, радиомодем и т.д.). Как правило, канальный, сетевой и транспортный уровни сетевого взаимодействия обеспечиваются драйверами соответствующих протоколов, входящих в операционную систему. Протоколы функционального уровня (сеансовый, представительный и прикладной) обеспечивают пользовательский интерфейс, сервис и услуги.

Система вычислительной сети эффективно управляет и координирует взаимодействие задач пользователей.

Глобальная сеть ИНТЕРНЕТ

Примером глобальной сети является Интернет . Логическая структура Интернет представляет собой некое виртуальное объединение, имеющее свое информационное пространство. Основные ячейки Интернет - ЛВС.

Глобальная сеть Интернет - это совокупность крупных "узлов", объединенных между собой каналами связи. Каждый "узел" – один или несколько компьютеров-серверов, которые работают под управлением сетевой ОС UNIX. Эти компьютеры называются главными или хост-компьютерами (host – хозяин). Управляет "узлом" (или подсетью "узлов") его собственник - организация, называемая провайдером . Провайдер обеспечивает клиентам доступ к услугам Интернет.

Провайдеры России сгруппированы по округам, например, в ЮФО 84 провайдера. Из них 11 - в Ростове-на-Дону. Для доступа в Интернет используются новейшие технологии (кроме известных - модем, выделенная линия), например, «Интернет из розетки» PLC (Power Line Communication). На уже имеющейся в здании электросети устанавливается специальное оборудование PLC, благодаря которому клиенты получают высокоскоростной доступ в Интернет в любой электрической розетке здания.

В состав глобальной сети Интернет входят миллионы компьютеров и сетей, работающих под управлением разных операционных систем, с различными форматами данных, на разных аппаратных платформах, поэтому в основу ее архитектуры положен многоуровневый принцип передачи сообщений. Базовый протокол Интернет ‑ TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) ‑ протокол управления передачей/межсетевой протокол.

Базовый протокол TCP/IP отвечает за

· разбивку исходного сообщения на пакеты (TCP),

· за физическую доставку пакетов на узел адресата (IP) и

· сборку исходного сообщения (TCP).