Алешин Л.И., Максимов Н.В. Информационные технологии

Подождите немного. Документ загружается.

281

нированным пользователям возможности беспрепятственно пользовать-

ся доступными им сервисами такой сети. То есть речь идёт о том, на-

пример, что ИР какой-либо организации хранятся на серверах в её сети и

доступны санкционированным пользователям внутри организации, а

также на любом удалении от неё, где есть возможность подключиться к

Интернету (точка входа). Такие сети получили название «Интранет».

Интранет

В 1995 году компания Sun Microsystems применила термин «Ин-

транет», в значении корпоративной информационной системы (КИС),

использующей Интернет и веб-технологии. Эта технология подразуме-

вает единство для внутреннего пользователя и внешнего потребителя,

которым может быть один и тот же человек. Внутренним пользователем

он является для своей организации, а внешним потребителем – для сто-

ронней компании. Метод удобен для использования при работе органи-

заций со своими филиалами, а также в различных корпорациях.

Фирма Microsoft определяет Интранет, как систему управления

информационными потоками корпорации. И это тоже вполне справед-

ливо.

Пользователи получили возможность сочетать преимущества ав-

тономной обработки информации на рабочих местах и индивидуального

доступа к общим (внутренним и внешним) ИР организации, а система –

название корпоративная сеть или сеть масштаба предприятия (в за-

висимости от структуры). Подобные сети могут относиться к территори-

альным.

Важными аспектами, связанными с Интранет, являются единый

интерфейс (веб представляет универсальный интерфейс доступа к ИР, в

том числе к БД) и, как правило, «клиент–серверная» технология, приме-

няемая при обмене информацией. При этом клиент обычно пользуется

программой–браузером. Удобство использования браузеров базируется

на их основном свойстве – возможности работы с различными протоко-

лами, и в первую очередь с TCP/IP.

Сформулируем общие свойства Интранет сетей:

● использование веб-технологии;

● применение БД под управлением СУБД;

● применение систем контроля и разграничения доступа;

● использование различного прикладного ПО [58, С. 55].

Рассмотрим веб-технологию при использовании стандартного ин-

формационного обмена:

1. Клиент в формате HTML посылает серверу запрос на получение

необходимой ему информации, указывая адрес сервера (URL).

2. Получив запрос, сервер определяет, управляет ли он запраши-

ваемым ИР.

282

3. Если «Да», то сервер идентифицирует клиента, с целью провер-

ки его прав доступа в этому ИР. Если такие права у клиента есть, то ему

направляется запрашиваемый ИР.

4. Если у клиента нет прав доступа к запрашиваемому ИР – сервер

направляет сообщение об этом клиенту и не выдаёт ему ИР.

5. Запрашиваемый ресурс может не относиться к данному серверу.

В этом случае сервер проверяет, не был ли данный ресурс уничтожен

или перенесён на другой сервер. Если сервер не находит необходимой

информации, то клиенту посылается соответствующее сообщение.

6. Если сервер, к которому обратился клиент, имеет ссылку на ме-

сто положение данного ИР на другом сервере, то он пересылает запрос

клиента этому (другому) серверу.

7. После окончания общения с клиентом, сервер отключается.

Веб-сайт корпорации представляет совокупность всех её ИР (как

правило, единый ИР, управляемый ИПС). ИР корпорации обычно явля-

ются распределёнными по различным её компьютерам, что особенно ха-

рактерно для территориально удалённых подразделений организации. В

этом случае применяют Интернет, поверх которой организуется так на-

зываемая «виртуальная локальная сеть» организации, а внутренние

подсети связывают с помощью серверов доступа. Подобный метод рабо-

ты называют Интранет/Интернет технологией. При этом вполне очевид-

но, что сотрудники подобной сети могут находиться в любом уголке

планеты, из которого они войдут в Интернет.

В заключение отметим, что важной проблемой для Интранет сетей

является обеспечение защиты от несанкционированного проникновения

в неё. Внутри Интранет обычно менее защищён. Основными его пользо-

вателями являются работники организации, имеющие права доступа на

работу в этой сети. Поэтому выход в Интернет для таких сетей связан с

тщательной программно-аппаратной защитой (маршрутизатор, межсете-

вой фильтр, Прокси (Proxy)-сервер и др.). В Интранет обязательно уста-

навливаются и контролируются права, а также доступ пользователей к

ИР.

Таким образом, корпоративная сеть Интранет представляет раз-

мещённые в одной или нескольких БД: внутренние и внешние общедос-

тупные, внутренние для служебного пользования и закрытые ИР.

Перейдём к рассмотрению сетей Интернета, не раз упоминавших-

ся ранее. Отметим лишь, что с появлением технологий Интранета стало

весьма затруднительно провести чёткую границу между ним и Интерне-

том. Так, например многие частные сети (Интранет) трансформируются

во фрагменты глобальной сети (Интернет). С другой стороны, ныне не-

целесообразно хранить многие редко используемые программы и дан-

ные на собственном ПК потому, что они есть в сети и ими можно вос-

пользоваться. Это обстоятельство позволяет не только более эффективно

использовать собственные и виртуальные информационные ресурсы, но

283

и резко сократить затраты на приобретение многих программных про-

дуктов.

В последнее время практически все знают о существовании гло-

бальной вычислительной и информационной сети под названием Интер-

нет. Всё больше людей, умеющих работать в ней. Однако далеко не все

имеют представление об исторических аспектах её возникновения.

Кратко рассмотрим основные этапы этого явления.

Из истории Интернета

В 1961 году американскому агентству DARPA (Defense Advanced

Research Agency) по заданию Министерства обороны США поручается

проектирование экспериментальной сети передачи пакетов для научных

исследований. В результате проектирования сеть получила название

«ARPANET» (Advanced Research Projects Agency Network) и первона-

чально предназначалась для изучения методов обеспечения надёжной

связи между компьютерами различных типов. Одновременно были раз-

работаны протоколы передачи данных в этой сети: TCP/IP.

Эксперимент с ARPANET оказался весьма успешным и в 1975 го-

ду «ARPANET» превратилось из экспериментальной в рабочую сеть.

Администрирование сети осуществляло агентство DCA (Defense Com-

munication Agency, ныне – Defense Information Systems Agency, DISA).

Развитие ARPANET продолжалось, протоколы TCP/IP развивались

и совершенствовались. Первый стандарт для протоколов TCP/IP, во-

шедший в Military Standards (MIL STD) появился в 1983 году. Это был

стандарт военного ведомства. Все, работающие в сети, переходили на

использование этих протоколов. В это время DARPA предложила фирме

Berkley Software Design внедрить протоколы TCP/IP в Berkley (BSD)

UNIX, с чего начался союз TCP/IP и UNIX.

Спустя некоторое время TCP/IP был адаптирован в общедоступ-

ный стандарт, и термин Интернет вошёл во всеобщее употребление.

В 1983 году из ARPANET выделилась сеть министерства обороны

США «MILNET», относящаяся к Defense Data Network (DDN). Термин

Интернет стал использоваться для обозначения единой сети: «MILNET»

плюс «ARPANET».

В 1984 году к «ARPANET» подключился Национальный научный

фонд США (National Science Foundation, NSF), а в 1986 году на основе

использования каналов телефонной связи была образована сеть

«NFSNET» (National Science Foundation Network), объединившая учёных

и университеты США.

В 1987 году эта сеть была преобразована в «NFSNET Backbone»

(базовая часть). Она объединила цифровыми быстродействующими ка-

налами (1,45 Mbps) 13 территориальных центров. В 1990 году проект,

основанный на идее независимых сетей, стал называться Интернет (англ.

«Internet»). Скорость передачи данных в нём достигает 45 Mbps (Мега-

284

бит в секунду). В 1991 году «ARPANET» прекратила свое существова-

ние, а созданная в её рамках сеть Интернет существует и объединяет

множество сетей во всем мире.

В России в начале 1980-х годов Институт атомной энергии им.

И.В. Курчатова (ИАЭ) стал первой организацией, получившей доступ к

Интернету. В 1989 году для разработки ПО и построения локальных

компьютерных сетей создаётся компания ДЕМОС. В 1990 году начала

функционировать сеть пользователей UNIX, получившая название

«РЕЛКОМ». Она обеспечивала связь между ИАЭ и ДЕМОС и подклю-

чение к европейской сети пользователей UNIX – EUnet.

Практически любая компьютерная сеть, обеспечивающая взаимо-

действие с другими компьютерными сетями в мире по протоколу

TCP/IP, – является частью (фрагментом или сегментом) Интернета.

Работу Интернета не контролируют ни правительства, ни какие-

либо организации потому, что она недаром называется «сетью сетей» и

никому конкретно не принадлежит. То есть в Интернет входит множест-

во самых разных компьютерных сетей, построенных в разных странах,

разными организациями, на различных правах и т.п. Каждая из них

управляется и контролируется, но организовать подобные виды работ в

единой сети практически невозможно.

В нашей стране существует и успешно работает несколько регио-

нальных компьютерных сетей. Можно назвать такие сети, как Relcom,

Sprint, Glasnet, Rosnet и другие.

Выбор той или иной сети зависит от ряда причин: близости узла

связи, сроков появления услуг в конкретном населенном пункте, качест-

вом обслуживания, стоимостью услуг, даже знакомством со специали-

стами данной организации. Различаются и услуги, оказываемые этими

сетями. В большинстве сетей организован обмен информацией с други-

ми компьютерными сетями по протоколу TCP/IP. Как упоминалось ра-

нее, такие сети становятся частью Интернета.

Глобальная сеть Интернет – единое информационное простран-

ство и средство коммуникации

С одной стороны Интернет – огромная (глобальная) международ-

ная транспортная информационная магистраль, позволяющая осуществ-

лять обмен разнообразными данным практически из любой точки плане-

ты. С другой стороны, – Интернет представляет огромное хранилище

распределённой информации, различных форматов и видов, к которым

относятся:

● Web-страницы,

● электронные библиотеки,

● виртуальные музеи,

● каталоги по продуктам и услугам,

● открытая правительственная информация,

285

● научно-исследовательские публикации,

● документы различных сервисов Интернета: FTP, Usenet и элек-

тронной почты, телеконференций и др.,

● коммерческая, правовая, финансовая, образовательная и другая

информация.

Количественно динамичный Интернет (серверы, хосты, сайты,

порталы и ЭИР) можно оценивать весьма приблизительно. По некото-

рым оценкам, в настоящее время Веб содержит сотни миллионов стра-

ниц и каждые четыре месяца этот объём удваивается; по другим оцен-

кам Интернет ежеминутно меняет свои параметры. Чтобы обеспечить

пользователям доступ к всё возрастающим огромным объёмам неструк-

турированной информации в Интернете создаются поисковые системы.

Одной из основных проблем использования Интернета – эффек-

тивный поиск информации. Так как объём информации в Интернете

возрастает экспоненциально, актуальность этой проблемы также посто-

янно растёт. Подробно проблемы поиска в Интернете рассматриваются в

Теме 18.

Для работы в Интернете сервера, хосты, сайты и порталы имеют

собственные адреса, аналогично почтовому адресу проживания пользо-

вателя. Адрес необходим пользователю как для проведения поиска ИР в

Интернете, так и обмена различными сообщениями с другими пользова-

телями. В Интернете уникальные адреса формируются с помощью до-

менной системы.

Доменная система имен и адресация в Интернете

Пользователи Интернета и расположенные в сети серверы, сайты,

информационные системы, порталы и т.п. обладают уникальными адре-

сами, называемыми URL (Uniform Resource Locator – универсальный

механизм указания местонахождения ресурсов или объектов сети; уни-

фицированный указатель ресурсов). Он позволяет определить тип про-

токола транспортировки, имя машины (hosta), к которой нужно добрать-

ся, и имя объекта (ресурса) на этом хосте.

Идентификация пользователей осуществляется использованием

метода адресации доменов. При этом различают принципы организации

адресов сайтов (хостов, и других главных машин) и адресов пользовате-

лей.

URL-адрес состоит из трёх частей:

1. описывает транспортный протокол, используемый при пересыл-

ке данных (http, ftp);

2. доменное имя сервера в сети Интернета (компьютера, на кото-

ром находятся нужные ИР);

3. путь к конкретному (искомому) файлу.

Например, адрес http://www.rambler.ru/sports/index.html представ-

286

ляется в виде трёх частей следующим образом:

При вводе адреса в командную строку браузера с клавиатуры, пер-

вую часть можно не вводить, так как браузер определит её сам автома-

тически.

Адрес сервера состоит из доменного имени, которое может иметь

несколько уровней, считающихся по порядку справа налево и отделяю-

щихся друг от друга точкой. Первый (верхний) доменный уровень назы-

вают зоной. Он обозначает код страны (географический домен) или

профиль организации (организационный домен). Например, варианты

географических доменов: «RU» означает «RUssia», «US» – «USA», «UK»

– «United Kingdom», «CA» – «Canada» и варианты организационных до-

менов: «COM» – «COMmercial» (коммерческая организация), «NET»–

«NETwork» (сетевая организация), «GOV» – «GOVerment» (правитель-

ственное учреждение), «ORG» – «ORGanization» (некоммерческие ор-

ганизации), «EDU» – «EDUcation» (образовательное учреждение) и др.

Второй уровень используется для указания аббревиатуры органи-

зации, например, «Microsoft», «Sony», «Runet», «MGU» – Московский

государственный университет и т.д. Третьего уровня может не быть или

его применяют с целью обозначения подразделения (отдел, группа, фа-

культет, филиал и др.), а также полного или сокращенного собственного

имени абонента (фамилия, имя или инициалы, аббревиатура и т.п.).

Примеры доменных имён названных организаций: mgu.ru, phis.mgu.ru,

andrey.mgu.ru, microsoft.com и др.

Адрес абонента характеризуется одним или несколькими уровня-

ми, отделяемыми от адреса сервера значком «@». Например,

oleg@mgu.ru, Oleg_S@mgu.ru, ivanov@phis.mgu.ru, postmas-

ter@msuc.misa.ac.ru и др. Данные адреса являются адресами электрон-

ной почты пользователей (абонентов). Как видно, пробелы между сим-

волами в адресах не ставятся.

Кроме подобной адресации существуют и цифровые IP-адреса

(raw IP address), формируемые на основе системы доменных имен (Do-

main Name System, DNS) для преобразования условных адресов в их

внутреннее представление. Они состоят из четырёх групп 3-разрядных

цифр, отделяемых друг от друга точками. Например, DNS-адрес «www.

microsoft.com» соответствует IP-адресу «100.3.4.200».

Эти адреса используются программами связи для автоматического

определения мест доставки информации. Отметим, что пользователю

удобны «именные» буквенно-цифровые адреса, а компьютерным про-

граммам – цифровые. Для преобразования первых во вторые и обратно

существует специальная служба, называемая службой имен доменов

(DSN), автоматически транслирующая адреса доменов в адреса IP и об-

ратно. Это касается хостов. Для пользователей используются обычно

http:// www.rambler.ru/ sports/index.html

287

доменные адреса.

Как упоминалось ранее, в Интернет нет единого руководства. Во-

просами регистрации адресов серверов и пользователей занимаются, как

правило, национальные агентства (в России – РосНИИРОС) или службы,

старающиеся корреспондироваться, а также пытающиеся разрабатывать

некоторые рекомендации по использованию систем адресации, сетевых

форматов и др.

Пользователи к Интернету подключаются через провайдеров. Для

этого им необходимо иметь ПК, модем и определиться с методом соеди-

нения. В любом случае для взаимодействия компьютера пользователя с

провайдером используются модемы, поэтому рассмотрим основные

принципы их работы.

Принципы работы модемов

Основные сведения о модемах представлены в разделе «Техниче-

ские средства передачи информации в сетях» теме 14. Здесь же рассмат-

ривается работа модемов в компьютерной информационной сети. Для

обмена информацией между компьютерами формируется линия (про-

водная или беспроводная, временная или постоянная и т.п.), к обеим

концам которой подключаются модемы, а к ним – компьютеры.

В процессе работы в линии модемы обмениваются между собой

различными сигналами, характеризующими состояние линии, процесс

передачи информации и т.п. Эти состояния фиксируются (отмечаются)

внешним модемом с помощью световых индикаторов, расположенных

на его передней панели. Внутренние и встроенные модемы с помощью

специального ПО могут аналогичным образом отображать эти состояния

на экране ПК. Загорание индикаторов означает, что:

• MR (Modem Ready) – модем включён в электросеть;

• OH (Off Hook) – модем занял линию, т.е. абонент «поднял труб-

ку»;

• AA (Auto Answer) – модем автоматически отвечает на любой зво-

нок телефона. Индикатор мерцает при обнаружении модемом звонка на

линии;

• CD (Carrier Detect) – модем определил другой модем в линии.

Лампочка горит на протяжении всего сеанса связи;

• TR (Terminal Ready) – модем обнаружил поступивший в него

сигнал DTR (Data Terminal Ready), передаваемый коммуникационной

программой;

• HS (High Speed) – модем работает с максимально возможной

скоростью (красный цвет – 1200 бит/с, зелёный – 2400 бит/с, оранжевый

– 9600 бит/с и другие цвета);

• RD (Recive Date) – осуществляется приём компьютером данных

из своего модема. При этом лампочка мигает;

• SD (Send Date) – компьютер передаёт данные в модем. При этом

288

лампочка мигает;

• DC (Data Compression) – осуществляется выполнение процедуры

сжатия данных;

• EC (Error Control) – производится выполнение процедуры кон-

троля ошибок и другие.

Важной функцией модема считается его способность распознавать

сигналы АТС: BUSY («занято»), RINGING («свободно») и RING («вы-

зов»). Если этого не происходит, то при дозвоне к провайдеру непроиз-

водительно тратится время и пользователю необходимо находиться у

ПК для перенабора номера.

Длительность передачи одного бита определяется скоростью пере-

дачи информации модемом. Для передачи и приёма данных полоса ра-

бочих частот делится на две части. По одной (как правило, нижней) дан-

ные передаются, а по другой – верхней – принимаются. При использова-

нии модемами фиксированного времени переключения частоты переда-

чи данных образуемый ими канал связи называется асинхронным. В

этом случае не применяется тактовый генератор, а для учёта искажений

длительности импульсов к каждым 8-ми битам информации добавляется

специальный старт-стопный бит (состояние «единица»), используемый

для разделения байтов на принимающем модеме. При этом снижается

скорость передачи, но такой метод не требует дорогостоящего оборудо-

вания.

Режим работы модема с тактовым генератором называется син-

хронной передачей данных. В нём применяется синхронизация каждого

бита данных по времени, и старт-стопные биты не нужны. С каждым

тактовым импульсом генератора передаётся один бит. При этом осуще-

ствляется более быстрая и безошибочная передача данных. Однако ор-

ганизовать автоматический набор номера в этом случае крайне сложно.

Кроме того, сигналы, автоматически направляемые по коммутируемым

линиям в другие каналы связи, нарушают синхронизацию модемов. По-

этому такие модемы обычно используются на выделенных линиях.

В сетях кабельного телевидения применяются специальные асим-

метричные и симметричные кабельные модемы. Они располагаются ме-

жду кабельной сетью и компьютером и выполняют более широкие

функции (телестанции, моста, маршрутизатора, сетевого адаптера и да-

же концентратора Ethernet), чем обычный модем, подключаемый к теле-

фонной линии. Принимаемая им информация (downsrtream) модулиру-

ется частотой 6 МГц (стандартной для телевизионных сигналов), на ко-

торую накладывается несущая частота в диапазоне 42–750 МГц, что по-

зволяет без помех принимать одновременно телепередачи и данные по

сети Интернет. Скорость таких модемов передачи от 10 до 36 Мбит/с.

Обратный сигнал (от модема к станции, англ. «upstream») передавать

сложнее, так как этот процесс осуществляется на частотах в диапазоне

5–40 МГц. Плохое соединение коаксиальных кабелей, неподключённая

289

антенна, радиошумы и радиопередачи будут мешать передаче такого

сигнала. В этом случае обратный сигнал может быть передан по теле-

фонному кабелю или ISDN.

Существуют также спутниковые модемы, в которых цифровой

сигнал преобразуется в модулированный радиосигнал на промежуточ-

ной частоте 70±18 или 140±36 МГц.

В любом случае приобретать следует модемы, которые имеют сер-

тификат Министерства связи и транспорта РФ.

Передача и преобразование данных в модемах выполняются в со-

ответствии с принятыми протоколами физического и канального уровня.

Протоколы физического уровня (протокол передачи данных) оп-

ределяют в телекоммуникационных технологиях: способ модуляции,

направленность передачи (дуплекс, полудуплекс, симплекс), тип канала

(выделенный или коммутируемый) и представляют совокупность пра-

вил, регламентирующих формат данных и процедуры их передачи в ка-

нале связи.

Основные протоколы: V.21, V.22, V.22 bis, v.32 bis, V.34, V.34 bis,

V.42, V.42 bis, V.90, V.92.

Первый из названных, использовался в простых модемах со скоро-

стью передачи 300 бит/с. Современные протоколы V.42 и V.42 bis с кор-

рекцией ошибок и преобразованием режимов асинхронный/синхронный

(20% выигрыш от синхронного преобразования) использует метод ком-

прессии, обеспечивающий 50% сжатие текстовых файлов. В результате

эффективность увеличивается на 60%. V.42 осуществляет тестирование

каналов связи для оптимизации режимов работы модемов, защиту от

ошибок, а V.42 bis – и способы сжатия данных. Они обеспечивают ско-

рость передачи данных до 56000 бит/с, при этом начальное соединение

(как практически у вех подобных модемов) осуществляется на мини-

мальной скорости 300 бит/с. Затем, при идентификации модема, на обо-

их концах канала связи выбирается эффективная скорость передачи дан-

ных.

Протокол V.90 предназначен для высокоскоростной несимметрич-

ной связи: скорость к абоненту 28800–336000, а от абонента – до 31200

bps. В подавляющем большинстве случаев они устраивают пользовате-

лей, работающих на коммутируемых телефонных линиях связи, предос-

тавляя им выигрыш в скорости.

Протокол V.92 принят в 2000 году и аналогичен протоколу V.90.

При этом максимальная скорость передачи данных от пользователя к

провайдеру составляет 48000 бит/с.; АТС должна быть связана с про-

вайдером цифровым каналом, а исходящий поток составляет 28800–

48000 бит/с (соответствующая функция называется «PCM Upstream»),

включены дополнительные сервисы: ускоренное соединение с провай-

дером и др.

Возможность использования протоколов V.90 и V.92 зависит от

модема пользователя, качества канала связи с провайдером, которым он

290

пользуется и у провайдера должны быть установлены модемы, поддер-

живающие эти протоколы.

Протоколы канального уровня в модемах используются для пере-

дачи файлов по телефонным каналам и обозначаются как: X-modem, Y-

modem, Z-modem.

В протоколе X-modem применено старт-стопное управление с раз-

мером передаваемого блока 128 + 1 байт для контрольной суммы.

В Y-modem ужесточён контроль ошибок и разрешена групповая

передача файлов.

Z-modem является наиболее распространённым протоколом мо-

демной связи. В нём используется конвейерное управление (длина паке-

та автоматически меняется от 64 до 1024 байт в зависимости от качества

канала). Если на приёмном конце этот протокол не поддерживается, то

модем автоматически переходит в Y-modem.

Вопросы для самопроверки:

1. Типы и топология сетей.

2. Локальные, региональные сети (характеристика).

3. Интранет (назначение).

4. Глобальные сети – Интернет (назначение и характеристика).

5. Доменная система имен и адресация в Интернете.

6. Принцип работы модемов, протоколы.

Тема 16. Сервисы, услуги и информационные ресурсы Интернета

WWW, серверы и хосты

WWW (сокращение от англ. «World Wide Web» – «мировая пау-

тина», «всемирная паутина» или «всемирная сеть») – глобальный меха-

низм обмена информацией; информационная система и популярная

служба Интернета или сокращённо «Web» (в дальнейшем Веб). Её осно-

вой является протокол передачи гипертекстовых данных (HTTP) и язык

гипертекста (HTML). Технология используется для передачи по Интер-

нету графических изображений, причём гипертекстовые документы и

другие необходимые файлы размещаются на серверах. Информация

хранится на веб–серверах.

WWW появилась в 1992 году и представляет систему, позволяю-

щую мгновенно получить доступ к большинству ресурсов Интернета

(текстам, графике и другим программам). Поэтому её ещё иногда опре-

деляют, как систему веб-серверов, поддерживающую специальным об-

разом сформированные документы.

С 1994 года WWW получила широкое распространение. Эта ги-

пермедийная среда ориентирована на предоставление простого доступа

пользователей к распределённым в сети Интернета универсальным БД,