Типовой состав оборудования локальной сети
Фрагмент вычислительной сети включает основные типы коммуникационного оборудования, применяемого сегодня для образования локальных сетей и соединения их через глобальные связи друг с другом.
Для построения локальных связей между компьютерами используются различные виды кабельных систем, сетевые адаптеры, концентраторы, повторители. Для связей между сегментами локальной вычислительной сети используются концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы.
Для подключения локальных сетей к глобальным связям используются:
специальные выходы (WAN–порты) мостов и маршрутизаторов;
аппаратура передачи данных по длинным линиям – модемы (при работе по аналоговым линиям);
устройства подключения к цифровым каналам (TA – терминальные адаптеры сетей ISDN, устройства обслуживания цифровых выделенных каналов типа CSU/DSU и т.п.).
На рис.3.7 приведен фрагмент вычислительной сети.
Рис. 3.7. Фрагмент сети
Глобальная сеть Internet
Internet представляет собой глобальную компьютерную сеть. Само ее название означает "между сетей". Это сеть, соединяющая отдельные сети. Логическая структура Internet представляет собой некое виртуальное объединение, имеющее свое собственное информационное пространство. Internet обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами, которые входят в сети, подключенные к ней. Тип компьютера и используемая им операционная система значения не имеют. Соединение сетей обладает громадными возможностями. Internet предоставляет в распоряжение своих пользователей множество всевозможных ресурсов. Основные ячейки Internet — локальные вычислительные сети. Это значит, что Internet не просто устанавливает связь между отдельными компьютерами, а создает пути соединения для более крупных единиц — групп компьютеров. Если некоторая локальная сеть непосредственно подключена к Internet, то каждая рабочая станция этой сети также может подключаться к Internet. Существуют также компьютеры, самостоятельно подключенные к Internet. Они называются хост-компьютерами. Каждый подключенный к сети компьютер имеет свой адрес, по которому его может найти абонент из любой точки света. Важной особенностью Internet является то, что она, объединяя различные сети, не создает при этом никакой иерархии — все компьютеры, подключенные к сети, равноправны. Internet самостоятельно осуществляет передачу данных. К адресам станций предъявляются специальные требования. Адрес должен иметь формат, позволяющий вести его обработку автоматически, и должен нести некоторую информацию о своем владельце. С этой целью для каждого компьютера устанавливаются два адреса: цифровой IР-адрес (IP — Internetwork Protocol - межсетевой протокол) и доменный адрес. Оба эти адреса могут применяться равноценно. Цифровой адрес удобен для обработки на компьютере, а доменный адрес — для восприятия пользователем.
Каждый TCP/IP хост идентифицируется логическим IP – адресом. IP – адрес - это адрес сетевого уровня, независимый от адреса канального уровня (например, MAC – адреса сетевого адаптера).
Любой IP – адрес включает идентификатор сети и идентификатор узла.
· идентификатор сети (network ID) или сетевой адрес, определяет системы, которые находятся в одной физической сети, ограниченной IP – маршрутизаторами.
· идентификатор узла (host ID) или адрес узла, определяет рабочую станцию, сервер, маршрутизатор или другой TCP/IP – узел в сети.
IP – адрес содержит 32 бита разбитых на 4 октета – поля по 8 бит.Каждый октет преобразуется в десятичное число 0 – 255 и отделяется точкой. Такой формат называется точечно – десятичной нотацией. Ниже приведен пример IP – адреса в двоичном и десятичном форматах.
| Двоичный формат | Точечно-десятичный формат |
| 11000000.1010100.00000011.00011000 | 192.168.3.24 |
Запись в виде w.x.y.z применяется при ссылке на обобщенный IP – адрес; она показана на рисунке 3.8.
3.8 IP – адрес.
В системе адресов Internet приняты домены, представленные географическими регионами. Они имеют имя, состоящее из двух букв. Географические домены некоторых стран: Франция — fr; Канада — са; США — us; Россия — ru. Существуют и домены, разделенные по тематическим признакам. Такие домены имеют трехбуквенное сокращенное название. Учебные заведения — edu. Правительственные учреждения — gov. Коммерческие организации — com. Компьютерное имя включает, как минимум, два уровня доменов. Каждый уровень отделяется от другого точкой. Слева от домена верхнего уровня располагаются другие имена. Все имена, находящиеся слева, — поддомены для общего домена. Пример. Существует имя tutor.sptu.edu. Здесь edu — общий домен для школ и университетов. Tutor — поддомен sptu, который является поддоменом edu. Для пользователей Internet адресами могут быть просто их регистрационные имена на компьютере, подключенном к сети. За именем следует знак @. Все это слева присоединяется к имени компьютера. Пример. Пользователь, зарегистрировавшийся под именем victor на компьютере, имеющем в Internet имя tutor.sptu.edu, будет иметь адрес: victor@ tutor.sptu.edu.
В Internet могут использоваться не только имена отдельных людей, но и имена групп. Для обработки пути поиска в доменах имеются специальные серверы имен. Они преобразовывают доменное имя в соответствующий цифровой адрес. Локальный сервер передает запрос на глобальный сервер, имеющий связь с другими локальными серверами имен. Поэтому пользователю просто нет никакой необходимости знать цифровые адреса.
Рассмотрим способы организации передачи информации.
Электронная почта (e-mail) выполняет функции обычной почты. Она обеспечивает передачу сообщений из одного пункта в другой. Главным ее преимуществом является независимость от времени. Электронное письмо приходит сразу же после его отправления и хранится в почтовом ящике до получения адресатом. Кроме текста оно может содержать графические и звуковые файлы, а также двоичные файлы — программы. Электронные письма могут отправляться сразу по нескольким адресам. Пользователь Internet с помощью электронной почты получает доступ к различным услугам сети, так как основные сервисные программы Internet имеют интерфейс с ней. Суть такого подхода заключается в том, что на хост-компьютер отправляется запрос в виде электронного письма. Текст письма содержит набор стандартных формулировок, которые и обеспечивают доступ к нужным функциям. Такое сообщение воспринимается компьютером как команда и выполняется им. Для работы с электронной почтой создано большое количество программ. Эти программы выполняют следующие функции:
подготовку текста;
чтение и сохранение корреспонденции;
удаление корреспонденции;
ввод адреса;
комментирование и пересылку корреспонденции;
импорт (прием и преобразование в нужный формат) других файлов.
Сообщения можно обрабатывать собственным текстовым редактором программы электронной почты. Из-за ограниченности его возможностей обработку текстов большого размера лучше выполнять внешним редактором. При отправке такого текста программа электронной почты дает возможность его обработать. Обычно программы электронной почты пересылают тексты в коде ASCII и в двоичном формате. Код ASCII позволяет записывать только текст и не дает возможности передавать информацию об особенностях национальных шрифтов. В двоичных файлах сохраняется любая информация. Поэтому для передачи комбинированных сообщений (графика и текст), а также для передачи программ используются двоичные файлы. При отправлении сообщений по электронной почте необходимо указывать в адресе не только имя хост-компьютера, но и имя абонента, которому сообщение предназначено. Формат адреса электронной почты должен иметь вид:
имя пользователя@адрес хост-компьютера
Для каждого пользователя на одном хост-компьютере может быть заведен свой каталог для получения сообщений по электронной почте. Специальный стандарт МIМЕ (многоцелевое расширение почты Internet) позволяет вкладывать в символьные сообщения любые двоичные файлы, включая графику, аудио- и видеофайлы.
Пользователь, имеющий выход в Internet, может также отправлять электронную почту и по адресам других сетей, подключенных к ней с помощью шлюзов. В этом случае необходимо учитывать, что различные сети применяют различную адресацию пользователей. Отправляя сообщение по электронной почте в другую сеть, следует использовать принятую там систему адресов.
World-Wide-Web (WWW - Всемирная информационная сеть) является одной из самых популярных информационных служб Internet. Две основные особенности отличают WWW: использование гипертекста и возможность клиентов взаимодействовать с другими приложениями Internet. Гипертекст — текст, содержащий в себе связи с другими текстами, графической, видео- или звуковой информацией. Внутри гипертекстового документа некоторые фрагменты текста четко выделены. Указание на них с помощью, например, мыши позволяет перейти на другую часть этого же документа, на другой документ в этом же компьютере или даже на документы на любом другом компьютере, подключенном к Internet.
Все серверы WWW используют специальный язык HTML (язык разметки гипертекста). HTML - документы представляют собой текстовые файлы, в которые встроены специальные команды. WWW обеспечивает доступ к сети как клиентам, требующим только текстовый режим, так и клиентам, предпочитающим работу в режиме графики. Отображенный на экране гипертекст представляет собой сочетание алфавитно-цифровой информации в различных форматах и стилях и некоторые графические изображения — картинки. Связь между гипертекстовыми документами осуществляется с помощью ключевых слов. Найдя ключевое слово, пользователь может перейти в другой документ, чтобы получить дополнительную информацию. Новый документ также будет иметь гипертекстовые ссылки. Работая с Web-сервером, можно выполнить удаленное подключение Telnet, послать абонентам сети электронную почту, получить файлы с помощью FTP-анонима и выполнить ряд других приложений Internet. Это дает возможность считать WWW интегральной службой Internet. Так как создание собственного сервера WWW является сложным и дорогостоящим, то многие пользователи сети Internet могут размещать свою информацию на уже существующих серверах. Собственные страницы WWW можно создавать с помощью специальных редакторов страниц. Система телеконференций Usenet была разработана для перемещения новостей между компьютерами по всему миру. В дальнейшем она практически полностью интегрировалась в Internet, и теперь Internet обеспечивает распространение всех ее сообщений. Серверы Usenet имеют средства для разделения телеконференций по темам. Телеконференции организованы по иерархическому принципу, и для верхнего уровня выбраны семь основных рубрик. В свою очередь, каждая из них охватывает сотни подгрупп. Образуется древовидная структура, напоминающая организацию файловой системы. Из числа основных рубрик следует выделить:
• comp — темы, связанные с компьютерами;
• sci — темы из области научных исследований;
• news — информация и новости Usenet;
• soc — социальная тематика;
• talk — дискуссии.
Существуют, кроме того, специальные рубрики и региональное разделение телеконференций. Управляют доступом к службе Usenet специальные программы, позволяющие выбирать телеконференции, работать с цепочками сообщений и читать сообщения и ответы на них. Эти программы выполняют такую функцию, как подписка на телеконференции. Если пользователь не вводит никаких ограничений, то по умолчанию производится подписка на все телеконференции, с которыми имеет связь его хост-компьютер. Программа также позволяет сделать тематический выбор и обеспечит пользователя сообщениями по интересующему его направлению. При участии в какой-либо телеконференции любой абонент может направить свое сообщение по интересующей его теме. Существуют два способа выполнения этой процедуры:
• посылка непосредственного ответа автору статьи по адресу его электронной почты;
• предоставление своего сообщения в распоряжение всех участников телеконференции.
Передача файлов с помощью протокола FTP. Назначение электронной почты — прежде всего обмен текстовой информацией между различными компьютерными системами. Не меньший интерес для пользователей сети Internet представляет обмен отдельными файлами и целыми программами.
Для того чтобы обеспечить перемещение данных между различными операционными системами, которые могут встретиться в Internet, используется протокол FTP, работающий независимо от применяемого оборудования. Протокол обеспечивает способ перемещения файлов между двумя компьютерами и позволяет абоненту сети Internet получить в свое распоряжение множество файлов. Пользователь получает доступ к различным файлам и программам, хранящимся на компьютерах, подключенных к сети. Программа, реализующая этот протокол, позволяет установить связь с одним из множества FTP-серверов в Internet. FTP-сервер — компьютер, на котором содержатся файлы, предназначенные для открытого доступа. Программа FTP-клиент не только реализует протокол передачи данных, но и поддерживает набор команд, которые используются для просмотра каталога FTP-сервера, поиска файлов и управления перемещением данных. Если связь установлена, появится приглашение ввести имя пользователя. Пользователь, не зарегистрированный на сервере, может представиться именем "anonymus" и получить доступ к определенным файлам и программам. Если будет запрошен пароль, можно ввести свой адрес электронной почты. Поступившее после выполнения этих процедур приглашение позволяет работать с FTP-сервером.