Информатика Глобальная сеть Интернет Вагин Евгений Сергеевич г.Томск, 2014 г.
Модель OSI Протокол передачи данных набор соглашений интерфейса логического уровня, которые определяют обмен данными между различными программным и аппаратным обеспечением. Сетевая модель OSI (англ. open systems interconnection) модель стека сетевых протоколов. Принято выделять 7-уровней модели OSI. Построена на принципе инкапсуляции вышестоящих уровней нижестоящими. Пакет это определённым образом оформленный блок данных, передаваемый по сети в пакетном режиме.
Модель OSI
Глобальная сеть Internet Интернет – объединение множества компьютерных сетей для хранения и передачи информации. Состоит из многих тысяч корпоративных, научных, правительственных и домашних компьютерных сетей. Построена на базе стека протоколов TCP/IP. Подключение к Интернет происходите через поставщиков услуг связи – провайдеров. Подключение возможно по коммутируемым линиям и выделенным каналам. Представляет множество сервисов для обмена информацией в различном виде: World Wide Web; FTP; ; Чаты; и т.д.
История Интернет 1958 Начало разработки ARPANET (Advanced Research Project Agency) в США е Проект компьютерной сети ARPANet в сети нет единого центра – живучесть; при подключении новой сети не требуется ее переделка; связь между сетями через специальные узлы – шлюзы; пакетный обмен данными; 1969 Первая сеть нового типа из 4-х компьютеров 29 октября первый сеанс связи на расстояние 640 км Разработка электронной почты В сети – 50 университетов и лабораторий Разработка протокола обмена данными TCP/IP.
История Интернет 1983 Сеть разделена на две части MilNet и ARPANET Система доменных имен (DNS) 1984 Создан NSFNet (National Science Foundation Network) – конкурент ARPANET В Интернете компьютеров Разработка WWW (World Wide Web) – Т. Бернес-Ли, обмен информацией в виде гипертекста 1991 Россия подключилась к Интернету Первый веб-браузер NCSA Mosaic Первые Интернет-магазины Создан Консорциум Всемирной паутины (W3C) 2000 Более 20 млн сайтов.
Стек протоколов TCP/IP Стек TCP/IP набор сетевых протоколов передачи данных. Два важнейших протокола семейства Transmission Control Protocol (TCP) и Internet Protocol (IP). Стек протоколов TCP/IP включает в себя четыре уровня: прикладной уровень (application layer) – HTTP, FTP, SMTP; транспортный уровень (transport layer) – TCP, UDP; сетевой уровень (internet layer) - IP; канальный уровень (link layer) - Ethernet. Сервисы по передаче данных могут быть гарантированными (reliable на дежными) и негарантированными (unreliable ненадежными).
Стек протоколов TCP/IP
Протокол IP Основная задача протокола IP: доставка пакета нужному узлу и при этом необходимо определить наилучший маршрут движения. Вспомогательные протоколы сетевого уровню так же можно отнести протоколы: ICMP - используется для передачи диагностической информации. Протоколы маршрутизации: RIP, OSPF. Прочие: IGMP, DHCP. Маршрутизация (англ. Routing) процесс определения маршрута следования информации в сетях связи. Таблица маршрутизации электронная таблица или база данных, хранящаяся на маршрутизаторе или сетевом компьютере, которая описывает соответствие между адресами назначения и интерфейсами, через которые следует отправить пакет данных до следующего маршрутизатора. Является простейшей формой правил маршрутизации.
IP адресация IP-адрес это уникальный сетевой адрес узла в компьютерной сети, построенной по протоколу IP. В сети Интернет требуется глобальная уникальность адреса; в случае работы в локальной сети требуется уникальность адреса в пределах сети. В версии протокола IPv4 IP-адрес имеет длину 4 байта (32 бита), в IPv6 16 байт (128 бит). В 4-й версии удобной формой записи IP-адреса (IPv4) является запись в виде четырёх десятичных чисел значением от 0 до 255, разделённых точками, например, IP-адрес: w.x.y.zw.x.y.z номер сети + номер компьютера в сети
Маршрутизация Маршрутизация (англ. Routing) процесс определения маршрута следования информации в сетях связи. Маршрутизатор или роутер специализированный сетевое устройство, имеющий как минимум один сетевой интерфейс и пересылающий пакеты данных между различными сегментами сети, связывающий разнородные сети различных архитектур, принимающий решения о пересылке на основании информации о топологии сети и определённых правил, заданных администратором. Сетевой коммутатор - устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Таблица маршрутизации электронная таблица или база данных, хранящаяся на маршрутизаторе или сетевом компьютере, которая описывает соответствие между адресами назначения и интерфейсами, через которые следует отправить пакет данных до следующего маршрутизатора. Является простейшей формой правил маршрутизации.
Маршрутизация
Протокол TCP Протокол с гарантированной целостностью передаваемых данных – осуществляется по средствам установки соединения. Процесс установки соединения происходит по средствам серии пакетов (рукопожатие). Приложение получатель идентифицируется по номеру порта ( ): 80 – HTTP; 20 – FTP;
Доменная служба имен Доменное имя символьное имя, служащее для идентификации областей единиц административной автономии в сети Интернет в составе вышестоящей по иерархии такой области. Полное доменное имя состоит из непосредственного имени домена и далее имён всех доменов, в которые он входит, разделённых точками. В системе доменов верхнего уровня в Internet приняты домены, представленные географическими (национальными) регионами. Например: Франция – fr; США – us; Россия – ru. Пример доменного имена с 4 мя уровнями: домен 1-ого уровня домен 2-ого уровня домен 3-ого уровня домен 4-ого уровня
Доменная служба имен DNS (англ. Domain Name System) компьютерная распределённая система для преобразования доменного имени в IP-адрес. Каждый сервер, отвечает только за «свою» часть доменного имени. Эта система состоит из иерархической структуры DNS-серверов, каждый из которых является держателем одной или нескольких доменных зон и отвечает на запросы, касающиеся этих зон, а также DNS-резолверов, которые отвечают на запросы, касающиеся любых зон. Для обеспечения уникальности и защиты прав владельцев доменные имена 1-го и 2-го (в отдельных случаях и 3-го) уровней можно использовать только после их регистрации, которая производится уполномоченными на то регистраторами. Сведения о владельце (администраторе) того или иного регистрируемого домена общедоступны.
Доменная служба имен
URL Универсальный указатель ресурсов (англ. Uniform Resource Locator, URL) единообразный локатор (адрес) любого ресурса в Internet, вместе с указанием протокола с помощью которого следует к нему обращаться. Формат URL: :// : / ? # Схема - схема обращения к ресурсу; в большинстве случаев имеется в виду сетевой протокол Логин - имя пользователя, используемое для доступа к ресурсу Пароль - пароль указанного пользователя Хост - полностью прописанное доменное имя хоста в системе DNS или IP-адрес. Порт – номер порт для подключения URL-путь - уточняющая информация о месте нахождения ресурса; зависит от протокола. Параметры - строка запроса с передаваемыми на сервер (методом GET) параметрами. Разделитель параметров знак &. Якорь - идентификатор «якоря», ссылающегося на некоторую часть (раздел) открываемого документа. Пример: ftp: // files.vasya.ru / pub / download / qq.zip
World Wide Web Всемирная паутина (World Wide Web) распределённая система, предоставляющая доступ к связанным между собой документам, расположенным на различных компьютерах, подключенных к Интернету. Гипертекст текст, сформированный с помощью языка разметки, потенциально содержащий в себе ссылки на другие документы. Всемирную паутину образуют сотни миллионов веб-серверов. Большинство ресурсов всемирной паутины основаны на технологии гипертекста. Гипертекстовые документы, размещаемые во Всемирной паутине, называются веб-страницами. Несколько веб-страниц, объединённых общей темой, дизайном, а также связанных между собой ссылками и обычно находящихся на одном и том же веб-сервере, называются веб-сайтом. Для загрузки и просмотра веб-страниц используются специальные программы браузеры (англ. browser). Как правило гипертекстовые документы построены на языке HTML. HTML (от англ. HyperText Markup Language) стандартный язык разметки документов во Всемирной паутине.
Язык разметки HTML Эту web-страницу на HTML браузер отобразит так. Моя страничка Добрый день! Меня зовут Саша. Это моя первая web-страничка. Она написана на языке HTML.
HTTP HTTP (англ. HyperText Transfer Protocol) протокол прикладного уровня передачи данных в виде гипертекстовых документов. Построен на технологии клиент-сервер. Структура HTTP запроса: Стартовая строка определяет тип сообщения; Заголовки характеризуют тело сообщения, параметры передачи и прочие сведения; Тело сообщения непосредственно данные сообщения. Обязательно должно отделяться от заголовков пустой строкой. Пример HTTP запроса: и ответа: GET /wiki/страница HTTP/1.1 Host: ru.wikipedia.org Accept: text/html Connection: close (пустая строка) HTTP/ OK Date: Wed, 11 Feb :20:59 GMT Server: Apache (пустая строка) HTML Text
Электронная почта Электронная почта (англ. , electronic mail) технология и предоставляемые ею услуги по пересылке и получению электронных сообщений по распределённой компьютерной сети.англ. Адресация в системе электронной почты: Протоколы получения почты: POP3 (англ. Post Office Protocol Version 3) - почта на сервере хранится временно, в ограниченном объёме, а пользователь периодически обращается к ящику и «забирает» письма. IMAP (англ. Internet Message Access Protocol) - вся корреспонденция, связанная с почтовым ящиком, хранится на сервере, а пользователь обращается к хранилищу для просмотра корреспонденции. Протоколы передачи почты: SMTP (англ. Simple Mail Transfer Protocol ). Структура письма: Заголовки – адресаты, отправитель и служебная информация. Тело письма – собственно само сообщение.
Электронная почта SMTP POP3 почтовый сервер почтовый ящик почтовый сервер почтовый ящик почтовый сервер
Заголовки электронной почты
FTP FTP (англ. File Transfer Protocol) стандартный протокол, предназначенный для передачи файлов по TCP-сетям.англ. Построен на архитектуре клиент- сервер. Основное соединение используется для передачи команд. Для передачи данных используется вспомогательное соединение. 220 FTP server ready. USER ftp //Анонимус 230 Login successful. PASV 227 Entering Passive Mode (192,168,254,253,233,92)//Клиент должен открыть соединение на переданный IP LIST 150 Here comes the directory listing. //Сервер передает список файлов в директории 226 Directory send OK. CWD incoming 250 Directory successfully changed. PASV 227 Entering Passive Mode (192,168,254,253,207,56) STOR gyuyfotry.avi 150 Ok to send data. //Клиент передает содержимое файла 226 File receive OK. QUIT 221 Goodbye.
Чаты Чат средство обмена сообщениями по компьютерной сети в режиме реального времени, а также программное обеспечение, позволяющее организовывать такое общение. Виды чатов: HTTP или веб-чаты. Такой чат выглядит как обычная веб-страница, где можно прочесть последние несколько десятков фраз, написанные участниками чата и модераторами. Страница чата автоматически обновляется с заданной периодичностью. IRC, специализированный протокол для чатов. Программы-чаты для общения в локальных сетях (например, Vypress Chat, Intranet Chat, Pichat). Часто есть возможность передачи файлов. Чаты, реализованные поверх сторонних протоколов (ICQ). Чаты, работающие по схеме клиент-сервер, это позволяет использовать их в сетях со сложной конфигурацией, а также управлять клиентскими приложениями (например, Mychat, Jabber) Чаты, работающие в одноранговых сетях. У них нет потребности в отдельном сервере (пример: Tox).
IP-телефония IP-телефония телефонная связь по протоколу IP. Под IP-телефонией подразумевается набор коммуникационных протоколов, технологий и методов, обеспечивающих традиционные для телефонии набор номера, дозвон и двустороннее голосовое общение, а также видеообщение по сети Интернет или любым другим IP-сетям.
Поисковые системы Поисковая система это программное обеспечение, состоящее из базы данных документов, снабженной пользовательским интерфейсом, которое разработано для поиска информации во всемирной паутине. Основная задача поисковой системы заключается в выборе наилучшего возможного подмножества в ответ на конкретный запрос, то есть множества документов, которые наиболее соответствуют тому, что ищет пользователь. Инвертированный индекс (англ. inverted index) структура данных, в которой для каждого слова коллекции документов в соответствующем списке перечислены все документы в коллекции, в которых оно встретилось. Инвертированный индекс используется для поиска по текстам. Типы поисковых систем: На основе поисковых роботов; Каталоги ресурсов; Гибридные системы;