Світові мережі. Організація світових мереж. Історія розвитку глобальних мереж

інтернет мережевий протокол доменний

Інтернет – це глобальна комп'ютерна мережа, яка об'єднує та охоплює всі країни світу та забезпечує їм зв'язок.

На основі Інтернету працює Всесвітня павутина, вона надає доступ до інформації та документів, розташованих на різних комп'ютерах, підключених до Інтернету. Англійською World Wide Web, має абревіатуру WWW.

Число користувачів перевищило 2 мільярди, а це означає, що майже половина населення Землі користується Інтернетом.

Через Інтернет можна знайти будь-яку інформацію, завантажити програми, вирішувати ділові питання, зв'язуватися по веб-камері та багато іншого, що побажає користувач.

Щоб знайти всю цю інформацію, існують спеціальні пошукові системи. Найвідоміша Google, цією системою користуються 83,87% населення світу.

Існує чотири види комп'ютерних мереж:

a) Локальна мережа – пов'язує комп'ютери, що знаходяться приблизно на відстані 50-100 метрів у межах однієї будівлі.

b) Регіональна мережа – пов'язує комп'ютери, що існують у межах району чи міста.

c) Корпоративна мережа – пов'язує комп'ютери однієї фірми, корпорації та об'єднання фірм.

d) Глобальна мережа - вона охоплює території країни або кількох країн для використання інформації у світових масштабах. Ця мережа називається Internet.

Користуючись Інтернетом, ми користуємось послугами Інтернет-провайдера. Він підключає до своєї мережі клієнтів, які є частиною провайдера.

Кожен користувач Інтернету укладає договір з певним провайдером про підключення його до мережі. Зазвичай до мережі підключаються через спеціальні кабелі, телефонні лінії, модеми, супутникові антени.

Всі послуги Інтернет побудовані на клієнт-сервері.

Сервер – комп'ютер, підключений до мережі, що надає доступ до ресурсів.

Клієнт - комп'ютер користувача, або програмне забезпечення, формує запити та обробляє отримані дані.

Вся інформація зберігається на серверах, вони мають свої адреси та керуються спеціальними програмами. Обмін інформації на серверах відбувається за допомогою високошвидкісних каналів зв'язку.

Окремі користувачі підключаються до мережі через комп'ютери місцевих Інтернет-провайдерів, які мають постійне підключення. Регіональний провайдер підключається до національного провайдера. Національні об'єднуються у мережі транснаціональних чи провайдерів першого рівня. Об'єднання мереж першого рівня з'єднуються у глобальну мережу.

Для передачі даних між комп'ютерами різних типів існують протоколи.

Протокол - набори правил і угод, що описують, як відбувається передача даних через мережу. Протоколи призначені взаємодії між собою комп'ютерів різних типів.

Для передачі даних до Інтернету для комп'ютера потрібен спеціальний унікальний ідентифікований номер.

Для цього було прийнято систему IP-адрес, у якій кожна адреса складається з набору чотирьох, розділених точкою чисел. Кожне число має бути з діапазону 0-255. Наприклад, 217.23.130.1.

ВСТУП

1. Типи глобальних мереж

1.1 Виділені канали

2. Інтерфейси DTE-DCE

ВИСНОВОК

ВСТУП

Глобальні мережі Wide Area Networks, WAN), Які також називають територіальними комп'ютерними мережами, служать для того, щоб надавати свої послуги великій кількості кінцевих абонентів, розкиданих по великій території - в межах області, регіону, країни, континенту або всієї земної кулі. Зважаючи на велику протяжність каналів зв'язку, побудова глобальної мережі вимагає дуже великих витрат, в які входить вартість кабелів і робіт з їх прокладання, витрати на комутаційне обладнання і проміжну підсилювальну апаратуру, що забезпечує необхідну смугу пропускання каналу, а також експлуатаційні витрати на постійну підтримку в працездатному стані. на великій території апаратури мережі.

Типовими абонентами глобальної комп'ютерної мережі є локальні мережі підприємств, що у різних містах та країнах, яким потрібно обмінюватися даними між собою. Послугами глобальних мереж користуються також окремі комп'ютери. Великі комп'ютери класу мейнфреймів зазвичай забезпечують доступ до корпоративних даних, тоді як персональні комп'ютери використовуються для доступу до корпоративних даних та публічних даних Internet.

Глобальні мережі зазвичай створюються великими телекомунікаційними компаніями надання платних послуг абонентам. Такі мережі називають публічними чи громадськими. Існують також такі поняття, як оператор мережі та постачальник послуг мережі. Оператор мережі (Network Operator)- Це та компанія, яка підтримує нормальну роботу мережі. Постачальник послуг, часто званий також провайдером (service provider), - та компанія, яка надає платні послуги абонентам мережі. Власник, оператор і постачальник послуг можуть об'єднуватися в одну компанію, а можуть представляти різні компанії.

Крім обчислювальних глобальних мереж існують інші види територіальних мереж передачі. Насамперед це телефонні та телеграфні мережі, які працюють протягом багатьох десятків років, а також телексна мережа.

Через велику вартість глобальних мереж існує довготривала тенденція створення єдиної глобальної мережі, яка може передавати дані будь-яких типів: комп'ютерні дані, телефонні розмови, факси, телеграми, телевізійне зображення, телетекс (передача даних між двома терміналами), відеотекс (отримання даних, що зберігаються в мережі свій термінал) і т. д., і т. п. На сьогодні суттєвого прогресу в цій галузі не досягнуто, хоча технології для створення таких мереж почали розроблятися досить давно – перша технологія для інтеграції телекомунікаційних послуг ISDN почала розвиватися з початку 70-х років . Поки що кожен тип мережі існує окремо і найтісніша їхня інтеграція досягнута у сфері використання загальних первинних мереж - мереж PDH та SDH, за допомогою яких сьогодні створюються постійні канали в мережах з комутацією абонентів. Тим не менш, кожна з технологій, як комп'ютерних мереж, так і телефонних, намагається сьогодні передавати «чужий» для неї трафік з максимальною ефективністю, а спроби створити інтегровані мережі на новому витку розвитку технологій тривають під спадковою назвою Broadband ISDN (B-ISDN), тобто широкосмугової (високошвидкісної) мережі з інтеграцією послуг. Мережі B-ISDN ґрунтуватимуться на технології АТМ, як універсальному транспорті, і підтримуватимуть різні служби верхнього рівня для поширення кінцевим користувачам мережі різноманітної інформації – комп'ютерних даних, аудіо- та відеоінформації, а також організації інтерактивної взаємодії користувачів.

1. Типи глобальних мереж

Глобальна обчислювальна мережа працює в режимі комутації пакетів, що найбільш підходить для комп'ютерного трафіку. Оптимальність цього режиму для зв'язку локальних мереж доводять не лише дані про сумарний трафік, що передається мережею в одиницю часу, а й вартість послуг такої територіальної мережі. Зазвичай за рівності наданої швидкості доступу мережу з комутацією пакетів виявляється у 2-3 рази дешевше, ніж мережу з комутацією каналів, тобто публічна телефонна мережу.

Однак часто така обчислювальна глобальна мережа з різних причин виявляється недоступною у тому чи іншому географічному пункті. У той же час набагато більш поширені та доступні послуги, які надаються телефонними мережами або первинними мережами, що підтримують послуги виділених каналів. Тому при побудові корпоративної мережі можна доповнити відсутні компоненти послугами та обладнанням, що орендуються у власників первинної або телефонної мережі.

Залежно від того, які компоненти доводиться орендувати, прийнято розрізняти корпоративні мережі, побудовані з використанням:

· Виділених каналів;

· Комутації каналів;

· Комутації пакетів.

Останній випадок відповідає найсприятливішому випадку, коли мережа з комутацією пакетів доступна у всіх географічних точках, які потрібно об'єднати у загальну корпоративну мережу. Перші два випадки вимагають проведення додаткових робіт, щоб на підставі взятих в оренду коштів збудувати мережу з комутацією пакетів.

1.1 Виділені канали

Виділені (або орендовані - leased) канали можна отримати у телекомунікаційних компаній, які володіють каналами телекомунікації (таких, наприклад, як «РОСТЕЛЕКОМ»), або від телефонних компаній, які зазвичай здають в оренду канали в межах міста або регіону.

Використовувати виділені лінії можна двома способами. Перший полягає в побудові за допомогою територіальної мережі певної технології, наприклад frame relay, в якій виділені лінії, що орендуються, служать для з'єднання проміжних, територіально розподілених комутаторів пакетів.

Другий варіант - з'єднання виділеними лініями тільки локальних мереж, що об'єднуються, або кінцевих абонентів іншого типу, наприклад мейнфреймів, без встановлення транзитних комутаторів пакетів, що працюють за технологією глобальної мережі (рис. 1). Другий варіант є найбільш простим з технічної точки зору, оскільки заснований на використанні маршрутизаторів або віддалених мостів в локальних мережах, що об'єднуються, і відсутності протоколів глобальних технологій, таких як Х.25 або frame relay. По глобальних каналах передаються самі пакети мережного чи канального рівня, що у локальних мережах.

Мал. 1 - Використання виділених каналів

Сьогодні існує великий вибір виділених каналів – від аналогових каналів тональної частоти зі смугою пропускання 3,1 кГц до цифрових каналів технології SDH із пропускною здатністю 155 та 622 Мбіт/с.

1.2 Глобальні мережі з комутацією каналів

Сьогодні для побудови глобальних зв'язків у корпоративній мережі доступні мережі з комутацією каналів двох типів – традиційні аналогові телефонні мережі та цифрові мережі з інтеграцією послуг ISDN. Перевагою мереж з комутацією каналів є їх поширеність, що особливо для аналогових телефонних мереж. Останнім часом мережі ISDN у багатьох країнах також стали цілком доступними корпоративному користувачеві, а в Росії це твердження стосується поки що тільки великих міст.

Відомим недоліком аналогових телефонних мереж є низька якість складового каналу, яка пояснюється використанням телефонних комутаторів застарілих моделей, що працюють за принципом частотного каналу ущільнення (FDM-технології). На такі комутатори сильно впливають зовнішні перешкоди (наприклад, грозові розряди або електродвигуни, що працюють), які важко відрізнити від корисного сигналу. Щоправда, в аналогових телефонних мережах все частіше використовують цифрові АТС, які між собою передають голос у цифровій формі. Аналоговим у таких мережах залишається лише абонентське закінчення. Чим більше цифрових АТС у телефонній мережі, тим вища якість каналу, проте до повного витіснення АТС, які працюють за принципом FDM-комутації, в нашій країні ще далеко. Крім якості каналів, аналогові телефонні мережі також мають такий недолік, як великий час встановлення з'єднання, особливо за імпульсного способу набору номера, характерного для нашої країни.

Телефонні мережі, повністю побудовані на цифрових комутаторах, та мережі ISDN вільні від багатьох недоліків традиційних аналогових телефонних мереж. Вони надають користувачам високоякісні лінії зв'язку, а час встановлення з'єднання в мережах ISDN значно скорочено.

1.3 Глобальні мережі з комутацією пакетів

У 80-ті роки для надійного об'єднання локальних мереж та великих комп'ютерів у корпоративну мережу використовувалася практично одна технологія глобальних мереж з комутацією пакетів – Х.25. Сьогодні вибір став набагато ширшим, крім мереж Х.25 він включає такі технології, як frame relay, SMDS та АТМ. Крім цих технологій, розроблених спеціально для глобальних комп'ютерних мереж, можна скористатися послугами територіальних мереж TCP/IP, які доступні сьогодні як у вигляді недорогої та дуже поширеної мережі Internet, якість транспортних послуг якої поки що практично не регламентується і залишає бажати кращого, так і у вигляді комерційних глобальних мереж TCP/IP, ізольованих від Internet і які у оренду телекомунікаційними компаніями.

Технологія SMDS (Switched Multi-megabit Data Service) була розроблена США для об'єднання локальних мереж у масштабах мегаполісу, а також надання високошвидкісного виходу в глобальні мережі. Ця технологія підтримує швидкості доступу до 45 Мбіт/с і сегментує кадри МАС - рівня в комірки фіксованого розміру 53 байт, що мають, як і комірки технології АТМ, поле даних 48 байт. Технологія SMDS заснована на стандарті IEEE 802.6, який описує більш широкий набір функцій, ніж SMDS. Стандарти SMDS прийнято компанією Bellcore, але міжнародного статусу не мають. Мережі SMDS були реалізовані у багатьох великих містах США, проте в інших країнах ця технологія поширення не набула. Сьогодні мережі SMDS витісняються мережами АТМ, мають ширші функціональні можливості, у цій книзі технологія SMDS докладно не розглядається.

2. Інтерфейси DTE-DCE

Для підключення пристроїв DCE до апаратури, що виробляє дані для глобальної мережі, тобто до пристроїв DTE, існує кілька стандартних інтерфейсів, які є стандартами фізичного рівня. До цих стандартів належать стандарти серії V CCITT, а також стандарти EIA серії RS (Recomended Standards). Дві лінії стандартів багато в чому дублюють одні й самі специфікації, але з деякими варіаціями. Дані інтерфейси дозволяють передавати дані зі швидкостями від 300 біт/с до кількох мегабіт за секунду на невеликі відстані (15-20 м), достатні для зручного розміщення, наприклад, маршрутизатора та модему.

Інтерфейс RS-232C/V.24є найпопулярнішим низькошвидкісним інтерфейсом. Спочатку він був розроблений для передачі даних між комп'ютером та модемом зі швидкістю не вище 9600 біт/с на відстань до 15 метрів. Пізніше практичні реалізації цього інтерфейсу стали працювати і на більш високих швидкостях - до 115 200 біт/с. Інтерфейс підтримує як асинхронний, і синхронний режим роботи. Особливу популярність цей інтерфейс набув після його реалізації в персональних комп'ютерах (його підтримують СОМ - порти), де він працює, як правило, тільки в асинхронному режимі і дозволяє підключити до комп'ютера не тільки комунікаційний пристрій (такий, як модем), але і багато інших периферійні пристрої - миша, графобудівник і т.д.

Інтерфейс використовує 25-контактний роз'єм або у спрощеному варіанті - 9-контактний роз'єм (рис. 2).

Мал. 2 - Сигнали інтерфейсу RS-232C/V.24

Для позначення сигнальних кіл використовується нумерація CCITT, яка отримала назву серія 100. Існують також дволітерні позначення EIA, які на малюнку не показані.

В інтерфейсі реалізований біполярний потенційний код (+V, -V на лініях між DTE і DCE. Зазвичай використовується досить високий рівень сигналу: 12 або 15, щоб надійніше розпізнавати сигнал на тлі шуму.

При асинхронній передачі даних синхронізуюча інформація міститься в кодах даних, тому сигнали синхронізації TxClk і RxClk відсутні. У разі синхронної передачі даних модем (DCE) передає на комп'ютер (DTE) сигнали синхронізації, без яких комп'ютер не може правильно інтерпретувати потенційний код, що надходить від модему по лінії RxD. У разі коли використовується код з декількома станами (наприклад, QAM), один тактовий сигнал відповідає декільком бітам інформації.

Нуль-модемний інтерфейсхарактерний для прямого зв'язку комп'ютерів на невеликій відстані за допомогою інтерфейсу RS-232C/V.24. У цьому випадку необхідно застосувати спеціальний нуль-модемний кабель, тому що кожен комп'ютер буде очікувати на прийом даних по лінії RxD, що у разі застосування модему буде коректно, але у разі прямого з'єднання комп'ютерів - ні. Крім того, нуль-модемний кабель повинен імітувати процес з'єднання та розриву через модеми, в якому використовується кілька ліній (RI, СВ тощо). Тому для нормальної роботи двох безпосередньо з'єднаних комп'ютерів нуль-модемний кабель повинен виконувати такі з'єднання:

· RI-1 + DSR-1-DTR-2;

· DTR-1-RI-2+DSR-2;

· CD-1-CTS-2+RTS-2;

· CTS-1+RTS-1-CD-2;

Знак "+" означає з'єднання відповідних контактів на одній стороні кабелю.

Іноді при виготовленні нуль-модемного кабелю обмежуються тільки перехресним з'єднанням ліній приймача RxD і передавача TxD, що для деякого програмного забезпечення буває достатньо, але може призвести до некоректної роботи програм, розрахованих на реальні модеми.

Інтерфейс RS-449/V.10/V.11 підтримує більш високу швидкість обміну даними та більшу віддаленість DCE від DTE. Цей інтерфейс має дві окремі характеристики електричних сигналів. Специфікація RS-423/V.10 (аналогічні параметри має специфікація Х.26) підтримує швидкість обміну до 100000 біт/с на відстані до 10 м і швидкість до 10000 біт/с на відстані до 100 м. Специфікація RS-422/. (X 27 підтримує швидкість до 10 Мбіт/с на відстані до 10 мі швидкість до 1 Мбіт/с на відстані до 100 м. Як і RS-232C, інтерфейс RS4 - 49 підтримує асинхронний та синхронний режими обміну між DTE та DCE. Для з'єднання використовується 37-контактний роз'єм.

Інтерфейс V.35був розроблений для підключення синхронних модемів. Він забезпечує лише синхронний режим обміну між DTE та DCE на швидкості до 168 Кбіт/с. Для синхронізації обміну використовуються спеціальні тактувальні лінії. Максимальна відстань між DTE та DCE не перевищує 15 м, як і в інтерфейсі RS-232C.

Інтерфейс Х.21розроблений для синхронного обміну даними між DTE та DCE у мережах з комутацією пакетів Х.25. Це досить складний інтерфейс, який підтримує процедури встановлення з'єднання в мережах з комутацією пакетів та каналів. Інтерфейс розрахований на цифрові DCE. Для підтримки синхронних модемів було розроблено версію інтерфейсу Х.21 bis, яка має кілька варіантів специфікації електричних сигналів: RS-232C, V.10, V.I 1 і V.35.

Інтерфейс «струмова петля 20 л<Л» використовується для збільшення відстані між DTE та DCE. Сигналом є не потенціал, а струм величиною 20 мА, що протікає в замкнутому контурі передавача та приймача. Дуплексний обмін реалізований на двох струмових петлях. Інтерфейс працює лише в асинхронному режимі. Відстань між DTE та DCE може становити кілька кілометрів, а швидкість передачі - до 20 Кбіт/с.

Інтерфейс HSSI (High-Speed Serial Interface)розроблено для підключення до пристроїв DCE, що працюють на високошвидкісні канали, такі як канали ТЗ (45 Мбіт/с), SONET ОС-1 (52 Мбіт/с). Інтерфейс працює в синхронному режимі та підтримує передачу даних у діапазоні швидкостей від 300 Кбіт/с до 52 Мбіт/с.

ВИСНОВОК

Отже, глобальні комп'ютерні мережі (WAN) використовуються об'єднання абонентів різних типів: окремих комп'ютерів різних класів - від мейнфреймів до персональних комп'ютерів, локальних комп'ютерних мереж, віддалених терміналів.

Через велику вартість інфраструктури глобальної мережі існує гостра потреба передачі по одній мережі всіх типів трафіку, що виникають на підприємстві, а не тільки комп'ютерного: голосового трафіку внутрішньої телефонної мережі, що працює на офісних АТС (РВХ), трафіку факс-апаратів, відеокамер, касових апаратів , банкоматів та іншого виробничого обладнання.

Задля підтримки мультимедійних видів трафіку створюються спеціальні технології: ISDN, B-ISDN. Крім того, технології глобальних мереж, які розроблялися для передачі виключно комп'ютерного трафіку, останнім часом адаптуються для передачі голосу та зображення. Для цього пакети, що переносять виміри голосу або дані зображення, пріоритезуються, а в тих технологіях, які це допускають, для їх перенесення створюється з'єднання з пропускною здатністю, що заздалегідь резервується. Є спеціальні пристрої доступу - мультиплексори "голос - дані" або "відео - дані", які упаковують мультимедійну інформацію в пакети та відправляють її по мережі, а на приймальному кінці розпаковують та перетворюють на вихідну форму - голос або відеозображення.

Глобальні мережі надають переважно транспортні послуги, транзитом переносячи дані між локальними мережами чи комп'ютерами. Існує наростаюча тенденція підтримки служб прикладного рівня для абонентів глобальної мережі: поширення публічно-доступної аудіо, відео та текстової інформації, а також організація інтерактивної взаємодії абонентів мережі в реальному масштабі часу. Ці служби з'явилися в Інтернеті і успішно переносяться в корпоративні мережі, що називається технологією intranet.

Всі пристрої, що використовуються для підключення абонентів до глобальної мережі, поділяються на два класи: DTE, що власне виробляють дані, і DCE, що служать для передачі даних відповідно до вимог глобального інтерфейсу каналу і завершують канал.

Технології глобальних мереж визначають два типи інтерфейсу: «користувач-мережа» (UNI) та «мережа-мережа» (NNI). Інтерфейс UNI завжди глибоко деталізований для забезпечення підключення до мережі обладнання доступу різних виробників. Інтерфейс NNI може бути деталізований не так докладно, оскільки взаємодія великих мереж може забезпечуватись на індивідуальній основі.

Глобальні комп'ютерні мережі працюють на основі технології комутації пакетів, кадрів та осередків. Найчастіше глобальна комп'ютерна мережа належить телекомунікаційній компанії, яка надає служби своєї мережі у найм. За відсутності такої мережі у потрібному регіоні підприємства самостійно створюють глобальні мережі, орендуючи виділені чи комутовані канали у телекомунікаційних чи телефонних компаній.

На орендованих каналах можна побудувати мережу з проміжною комутацією на основі будь-якої технології глобальної мережі (Х.25, frame relay, АТМ) або з'єднувати орендованими каналами безпосередньо маршрутизатори або мости локальних мереж. Вибір способу використання орендованих каналів залежить від кількості та топології зв'язків між локальними мережами.

Глобальні мережі поділяються на магістральні мережі та мережі доступу.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. www.yandex.ru

2. http://www.klyaksa.net/htm/kopilka/uchp/p9.htm

3. http://ruos.ru/os10/index5.htm

Глобальні мережі (Wide Area Networks, WAN), які також називають територіальними комп'ютерними мережами, служать для того, щоб надавати свої послуги великій кількості кінцевих абонентів, розкиданих по великій території - в межах області, регіону, країни, континенту або всієї земної кулі.

Зважаючи на велику протяжність каналів зв'язку, побудова глобальної мережі вимагає дуже великих витрат, в які входить вартість кабелів і робіт з їх прокладання, витрати на комутаційне обладнання і проміжну підсилювальну апаратуру, що забезпечує необхідну смугу пропускання каналу, а також експлуатаційні витрати на постійну підтримку в працездатному стані. на великій території апаратури мережі.

Глобальні мережі зазвичай створюються великими телекомунікаційними компаніями надання платних послуг абонентам. Такі мережі називають публічними чи громадськими. Існують також такі поняття, як оператор мережі та постачальник послуг мережі. Оператор мережі (network operator) - це компанія, яка підтримує нормальну роботу мережі. Постачальник послуг, який часто називають також провайдером (service provider), - та компанія, яка надає платні послуги абонентам мережі.Власник, оператор і постачальник послуг можуть об'єднуватися в одну компанію, а можуть представляти різні компанії.

Набагато рідше глобальна мережа повністю створюється якоюсь великою корпорацією (такою, наприклад, як Dow Jones чи «Транснефть») своїх внутрішніх потреб. І тут мережа називається приватної. Найчастіше зустрічається і проміжний варіант - корпоративна мережа користується послугами чи обладнанням громадської глобальної мережі, але доповнює ці послуги чи устаткування своїми власними. Найбільш типовим прикладом є оренда каналів зв'язку, на основі яких створюються власні територіальні мережі.

Глобальна мережа Інтернет

Поняття глобальної мережі - системи об'єднаних комп'ютерів, розташованих великих відстанях друг від друга, - виникло у розвитку комп'ютерних мереж. У 1964 року у США було створено комп'ютерну систему раннього оповіщення про наближення ракет противника. Першою глобальною мережею невоєнного призначення стала мережа ARPANET у США, введена в дію у 1969 році.Вона мала наукове призначення та об'єднувала у собі комп'ютери кількох університетів країни.

У 80-90-х роках минулого століття в різних країнах створюється безліч галузевих, регіональних національних комп'ютерних мереж. Їхнє об'єднання у міжнародну мережу відбулося на базі міжмережевого середовища Інтернет.

Важливим роком в історії Інтернету став 1993, коли була створена служба World Wide Web (WWW) - Всесвітня інформаційна мережа (Всесвітня павутина). З появою WWW різко зріс інтерес до Інтернету, пішов процес його бурхливого розвитку та поширення. Багато людей, говорячи про Інтернет, мають на увазі саме WWW, хоча це тільки одна з його служб.

Апаратні засоби Інтернету

Основними складовими будь-якої глобальної мережі є комп'ютерні вузли та канали зв'язку.

Тут можна провести аналогію з телефонною мережею: вузлами телефонної мережі є АТС – автоматичні телефонні станції, які між собою об'єднані лініями зв'язку та утворюють міську телефонну мережу. Телефон кожного абонента підключається до певної АТС.

До вузлів комп'ютерної мережі підключаються персональні комп'ютери користувачів, подібно до того, як з телефонними станціями з'єднуються телефони абонентів. Причому ролі абонента комп'ютерної мережі може виступати як окрема людина через свій ПК, і ціла організація через свою локальну мережу . У разі до вузлу підключається сервер локальної мережі.

Організація, що надає послуги обміну даними із мережевим середовищем, називається провайдером мережевих послуг. Англійське слово "provider" означає "постачальник", "постачальник". Користувач укладає договір з провайдером на підключення до його вузла і надалі оплачує йому послуги (подібно до того, як ми оплачуємо послуги телефонної мережі).

Вузол містить один або кілька потужних комп'ютерів, які перебувають у стані постійного підключення до мережі. p align="justify"> Інформаційні послуги забезпечуються роботою програм-серверів, встановлених на вузлових комп'ютерах.

Кожен вузловий комп'ютер має свою постійну адресу в Інтернеті; він називається IP-адресою.

Поряд із цифровими IP-адресами в Інтернеті діє система символьних адрес, більш зручна та зрозуміла для користувачів. Вона називається доменною системою імен (DNS – Domain Name System).

Система доменних імен побудована за ієрархічним принципом. Перший праворуч домен (його називають суфіксом) - домен верхнього рівня, наступний його - домен другого рівня тощо. Останній (перший ліворуч) – ім'я комп'ютера. Домени верхнього рівня бувають географічними (двохлітерними) або адміністративними (трьохлітерними). Наприклад, російській зоні Інтернету належить географічний домен ru. Ще приклади: uk – домен Англії; са – домен Канади; de – домен Німеччини; jp – домен Японії. Адміністративні домени верхнього рівня найчастіше відносяться до американської зони Інтернету: gov – урядова мережа США; mil – військова мережа; edu – освітня мережа; com – комерційна мережа.

Як і безліч інших технологічних винаходів, глобальні комп'ютерні мережі вийшли з надр дослідницьких проектів суто військового призначення. Запуск у Радянському Союзі першого штучного супутника Землі у 1957 році ознаменував початок технологічного змагання між СРСР та США. У 1958 році для проведення та координації науково-дослідної діяльності у військовій галузі при Міністерстві оборони США було виділено спеціальне Агентство Передових Дослідницьких Проектів (Advanced Research Projects Agency – ARPA). У його віданні, зокрема, перебували і роботи із забезпечення безпеки зв'язку та комунікації у разі початку ядерної війни. Така система передачі даних повинна була мати максимальну стійкість до пошкоджень і бути здатною функціонувати навіть при повному виведенні з ладу більшості своїх ланок.

У 1967 році для створення мережі передачі даних було вирішено використовувати розкидані по всій країні комп'ютери ARPA, з'єднавши їх звичайними проводами. Роботи зі створення першої глобальної комп'ютерної мережі, що отримала назву ARPANet, велися швидкими темпами і вже до 1968 з'явилися її вузли, перший з яких був побудований в Каліфорнійському університеті в Лос-Анджелесі (UCLA), другий - у Стенфордському дослідному інституті (Stanford Research Institute, SRI). У вересні 1969 року відбулася передача першого комп'ютерного сполучення між цими центрами, що фактично ознаменувало народження мережі ARPANet. До грудня 1969 р. ARPANet налічувала 4 вузли, у липні 1970 р. - вісім, а вересні 1971 р. вже 15 вузлів. У 1971 році програмістом Реєм Томлісоном (Ray Tomlison) розроблено систему електронної пошти, зокрема, в адресації вперше використано значок @ ("комерційна ет"). У 1974 році було відкрито перший комерційний додаток ARPANet - Telnet, що забезпечує доступ до віддалених комп'ютерів як термінал.

Схема вузлів та каналів зв'язку мережі ARPANet у 1980 році. Мало хто міг тоді припустити, на що це перетвориться через якихось двадцять років.

До 1977 року Мережа об'єднувала вже десятки наукових та військових організацій, як у США, так і в Європі, а для зв'язку використовувалися вже не тільки телефонні, а й супутникові та радіоканали. 1 січня 1983 року було ознаменовано прийняттям єдиних протоколів обміну даними - TCP/IP (Transfer Control Protocol / Internet Protocol). Визначне значення цих протоколів у тому, що з допомогою різнорідні мережі отримали можливість здійснювати обмін даними друг з одним. Саме цей день фактично є днем народження Інтернету, як мережі, що поєднує глобальні комп'ютерні мережі. Не дарма одним із найбільш ємних та точних визначень Інтернету є "мережа мереж".

У 1986 році Національним фондом науки США (The National Science Foundation - NSF) була запущена в експлуатацію NSFNet, що зв'язала комп'ютерні центри по всіх Сполучених Штатах з "суперкомп'ютерами". NSFNet спочатку базувалася на TCP/IP, тобто була відкрита для включення нових мереж, але спочатку була доступна лише для зареєстрованих користувачів, переважно університетів. Вся військова частина виділилася в MILNet, яка відійшла виключно у відання американських військових організацій. NSFNet була високошвидкісною комп'ютерною мережею, що базується на суперкомп'ютерах, з'єднаних оптоволоконними кабелями, радіо- та супутниковим зв'язком. До 1995 року вона становила основу Інтернет у Сполучених Штатах - була "хребтом" (backbone) американської частини глобальних комп'ютерних мереж (інші країни мали власні "хребти"). У 1996 році NSFNet була приватизована, а науковим організаціям було наказано домовлятися про доступ до інформаційних магістралей з комерційними Інтернет-провайдерами. В академічних колах це рішення визнано помилковим, і практично з того ж року ведуться експерименти щодо відтворення некомерційної мережі наукових та освітніх установ під умовною назвою Інтернет-2.

Так виглядала NSFNet у середині 90-х років. Потужне поєднання супутникових та оптико-волоконних каналів дозволило створити в США єдиний цифровий простір.

До середини 1990 років Інтернет був доступний відносно вузькому академічному співтовариству, яке наповнення не відрізнялося багатством і різноманітністю. Обмін електронними листами, спілкування в групах новин за інтересами за допомогою текстових повідомлень, доступ до обмеженої кількості серверів по telnet та отримання файлів по FTP (File Transfer Protocol - Протокол Передачі Файлів) були долею ентузіастів до 1991 року, коли з'явився Gopher, додаток, вперше що дозволило вільно переміщатися глобальними мережами без попереднього знання адрес необхідних серверів. Спочатку не привернуло особливої уваги і оголошення про створення нового додатка - Всесвітньої павутини (World Wide Web - WWW), зробленого в 1991 році в Європейському центрі ядерних досліджень (European Center for Nuclear Research, CERN). Створений спеціалістом CERN Тімом Бернерсом-Лі (Tim Berners-Lee) Протокол Передачі Гіпертексту (HyperText Transmission Protocol - HTTP) призначався для обміну інформацією серед фізиків, які працювали у віддалених лабораторіях. Однак у 1992-93 роках WWW ще як і раніше був чорно-білим текстовим ресурсом. Ситуація значно змінилася в 1993 році, після того, як у Національному центрі суперкомп'ютерних додатків (NCSA) був створений перший графічний інтерфейс до World Wide Web - браузер Mosaic. Mosaic виявився настільки популярним, що один з розробників програми Марк Андріссен (Mark Andreessen) заснував компанію Netscape, яка розробила аналог Mosaic - браузера Netscape Navigator.

Повсюдне використання Інтернету широкими масами користувачів фактично почалося в 1994 році зі створенням нового браузера - Netscape Navigator. Його поява не тільки спростила доступ до інформації Всесвітньої павутини, але, головне, дозволила розміщувати у віртуальному всесвіті практично всі види даних. На зміну текстовим чорно-білим додаткам прийшло багатобарвне середовище, наповнене графікою, анімацією, аудіо- та відеоданими. Таке середовище відразу ж залучило більше користувачів, що в свою чергу стимулювало ще більше організацій і приватних громадян розміщувати в Мережі свої дані. Вийшла своєрідна замкнута спіраль, кожен наступний виток якої значно перевищує попередній.

Цей процес триває й досі, захоплюючи дедалі нові країни. Ще в липні 2002 року Мережа налічувала понад 172 мільйони хостів (комп'ютерів, що мають оригінальну IP-адресу), а кількість користувачів дорівнювала 689 мільйонам людей, з більш ніж 170 країн світу, що становило на той момент 9% населення Землі. За прогнозами компанії Nua.com рубіж 1 мільярд буде подолано в 2005 році.

У Росії, за даними фонду "Громадська думка" на весну 2004 року, кількість користувачів Інтернету оцінювалася в 14,9 мільйона осіб. Це становить 13% населення Росії віком від 18 років і більше. Найбільше користувачів (18 %) зосереджено у Москві, близько 15 % проживають у Північно-Західному регіоні, 16 % - у Приволзькому, 17 % - у Центральному (виключаючи Москву), 13 % - у Сибірському, 11 % - у Південному, 5 % - в Уральському та 4 % - у Далекосхідному регіонах.

Ступінь "інтернетизації" Росії стає більш зрозумілою порівняно з даними по інших країнах, отриманими компанією Nielsen//NetRatings Inc. (http://www.nielsen-netratings.com). За її відомостями найбільший рівень "інтернетизації" демонструє Швейцарія, де Інтернет користуються 62% населення, далі йдуть Австралія – 50%, Нідерланди – 47%, Франція – 37%, Великобританія – 36% та Німеччина 34%.

Обсяг російського сегменту Інтернету на кінець січня 2004 року становив близько 970 тисяч сайтів (понад 140 мільйонів оригінальних документів). Для порівняння: у січні 2002 року кількість сайтів становила всього 392 тисячі, у січні 2001 – 218 тисяч, а у січні 2000 – лише 46 тисяч серверів (дані Яндекса).

, Хеннер 10-11 клас

23. Організаціяглобальних мереж

Історія розвитку глобальних мереж

З історії людського суспільства вам повинно бути відомо, що багато наукових відкриттів та винаходів сильно вплинули не її хід, на розвиток цивілізації. До них відносяться винахід парового двигуна, відкриття електрики, оволодіння атомною енергією, винахід радіо та ін. Процеси різкої зміни в характері виробництва, у побуті, до яких призводять важливі наукові відкриття та винаходи, прийнято називати науково-технічною революцією.

Різні канали зв'язку відрізняються трьома основними властивостями: пропускну здатність, перешкодостійкість, вартість.

За параметром вартості найдорожчими є оптоволоконні лінії, найдешевшими – телефонні. Однак із зменшенням ціни знижується і якість роботи лінії: зменшується пропускна спроможність, сильніше впливають перешкоди. Практично не схильні до перешкод оптоволоконні лінії.

Пропускна здатність- це максимальна швидкість передачі по каналу. Зазвичай вона виявляється у кілобітах за секунду (Кбіт/с) чи мегабітах за секунду (Мбіт/с).

Пропускна здатність телефонних ліній - десятки та сотні Кбіт/с; пропускна здатність оптоволоконних ліній та ліній радіозв'язку вимірюється десятками та сотнями Мбіт/с.

Протягом багатьох років більшість користувачів Мережі підключалися до вузла через телефонні лінії, що комутуються (тобто перемикаються). Таке підключення здійснюється за допомогою спеціального пристрою, який називається модемом.Слово «модем» – це скорочене поєднання двох слів: «жодулятор» – «дежодулятор». Модем встановлюється як у комп'ютері користувача, і на вузловому комп'ютері. Модем виконує перетворення дискретного сигналу (що видається комп'ютером) на безперервний (аналоговий) сигнал (використовується в телефонному зв'язку) і зворотне перетворення. Основною характеристикою модему є гранична швидкість передачі. У різних моделях вона коливається в діапазоні від 1200 біт/с до 56 000 біт/с.

Кабельний зв'язок зазвичай використовується на невеликих відстанях (між різними провайдерами в одному місті). На більших відстанях вигідніше використовувати радіозв'язок. Все більше користувачів у наш час переходять від комутованих низькошвидкісних підключень до високошвидкісних некомутованих ліній зв'язку.

Програмне забезпечення Інтернету

Робота мережі підтримується певним програмним забезпеченням (ПЗ). Це програмне забезпечення функціонує на серверах і персональних комп'ютерах користувачів. Як вам має бути відомо з базового курсу інформатики, основою всього програмного забезпечення комп'ютера є операційна система, яка організує роботу всіх інших програм. Програмне забезпечення вузлових комп'ютерів дуже різноманітне. Умовно його можна розділити на базове (системне) і прикладне. Базове ПЗ забезпечує підтримку роботи мережі за протоколом TCP/IP - стандартним набором протоколів Інтернету, тобто воно вирішує проблеми розсилки та прийому інформації. Прикладне ПЗ займається обслуговуванням різноманітних інформаційних послуг Мережі, які прийнято називати службами Інтернету.Служба об'єднує сервери та клієнтські програми, які обмінюються даними за деякими прикладними протоколами. Для кожної служби існує своя сервер-програма: для електронної пошти, для телеконференцій, для WWW та ін. Вузловий комп'ютер виконує функцію сервера певної онлайнової служби, якщо на ньому працює сервер-програма цієї служби. Один і той самий комп'ютер у різний час може виконувати функції сервера різних послуг; все залежить від того, яка сервер-програма на ньому виконується. На ПК користувачів мережі обслуговуванням різних інформаційних послуг займаються програми - клієнтів.Прикладами популярних клієнт-програм є: Outlook Express – клієнт електронної пошти, Internet Explorer – клієнт служби WWW (браузер). Під час роботи користувача з певною службою Інтернету між його клієнт-програмою та відповідною сервер-програмою на вузлі встановлюється зв'язок. Кожна з цих програм виконує свою частину роботи у наданні цієї інформаційної послуги. Такий спосіб роботи Мережі називається технологією "клієнт-сервер".

Як працює Інтернет

В Інтернеті використовується пакетна технологія передачі інформаціїції.Щоб у цьому краще розібратися, уявіть собі таку ситуацію. Вам потрібно переслати товаришу в інше місто якийсь багатосторінковий документ (наприклад, роздруківку роману, який ви написали). Повністю в конверт весь ваш роман не вміщується, а посилати бандероллю ви не хочете – надто довго йтиме. Тоді ви ділите весь документ на частини по 4 аркуші, вкладаєте кожну частину в поштовий конверт, на кожному конверті пишете адресу і всю пачку конвертів опускаєте в поштову скриньку. Наприклад, якщо ваш роман займає 100 сторінок, вам доведеться відправити 25 конвертів. Ви навіть можете опустити конверти у різні поштові скриньки на різних вузлах зв'язку (для інтересу, щоб дізнатися, які дійдуть швидше). Але оскільки на них зазначена та сама адреса, то всі конверти повинні дійти до вашого товариша. А ще щоб товаришу було зручно зібрати роман цілком, на конвертах бажано вказати порядкові номери.

Аналогічно працює пакетна передача інформації в Інтернеті. За її роботу відповідає протокол TCP/IP,про яке вже йшлося раніше. Настав час розібратися, що ж позначають ці загадкові літери.

Фактично йдеться про два протоколи. Перший - ТСР-протоколРозшифровується так: Transmission Control Protocol - протокол керування передачею. Саме згідно з цим протоколом будь-яке повідомлення, яке потрібно передати по Мережі, розбивається на частини. Ці частини називаються TCP-пакетами.Для доставки пакети передаються протоколу IP, який до кожного пакету дописує IP-адресу його доставки та ще деяку службову інформацію. Таким чином, TCP-пакет – це аналог конверта зі «шматочком» роману та адресою одержувача. Кожен такий пакет самостійно переміщатиметься по мережі незалежно від інших, але всі вони разом зберуться у адресата. Далі, згідно з протоколом TCP, відбувається зворотний процес: з окремих пакетів збирається вихідне повідомлення. Тут, очевидно, потрібні ті самі порядкові номери на конвертах; аналогічні номери містяться у TCP-пакетах. Якщо якийсь із пакетів не дійшов або був зіпсований під час транспортування, його передачу буде запитано повторно.

Згідно протоколуTCP, повідомлення, що передається, розбивається на пакети на сервері, що відправляє, і відновлюється у вихідному вигляді на приймаючому сервері.

Призначення IP-протоколу(Internet Protocol) – доставка кожного окремого пакета до місця призначення. Пакети передаються як естафетні палички від одного вузла до іншого. Причому маршрути для різних пакетів з того самого повідомлення можуть виявитися різними. Описаний механізм передачі пакетів відображено на рис. 4.16. Питання маршрут вирішується окремо кожному за пакета. Все залежить від того, куди його вигідніше передати на момент обробки. Якщо на якійсь ділянці Мережі відбувся обрив, то передача пакетів піде в обхід цієї ділянки.

Таким чином, у будь-який момент часу по будь-якому каналу Мережі переміщається «впереміш» безліч пакетів з різних повідомлень. Використання будь-якого каналу зв'язку коштує грошей: міжміські, а тим більше міжнародні телефонні розмови досить дорогі. Якби, працюючи в Мережі, ви протягом усього сеансу зв'язку монопольно займали міжнародний канал, то витрати вас швидко розорили б. Однак, згідно з описаною технологією, канал ви ділите з сотнями (а може – тисячами) інших користувачів, і тому на вашу частку припадає лише невелика частина витрат.