Интернет как единая система ресурсов кратко

Обновлено: 02.07.2024

Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.

Информатика. 11 класса. Босова Л.Л. Оглавление

§ 16. Интернет как глобальная информационная система

16.1. Всемирная паутина

Напомним основные понятия, касающиеся Всемирной паутины.

Веб-страница может содержать текст, мультимедийные объекты (графическую, аудио- и видеоинформацию), гиперссылки на файлы или другие веб-страницы, а также всевозможные активные компоненты, например формы, позволяющие установить обратную связь между пользователем и веб-страницей посредством типовых элементов управления (текстовых полей, кнопок и т. п.).

Гиперссылка — некоторое ключевое слово или объект в документе, с которым связан переход к другому документу. Текст, в котором используются гиперссылки, называется гипертекстом.

Веб-сайт — группа веб-страниц, связанных единой темой, общим стилем оформления и взаимными гиперссылками.

Браузер (от англ. browse — просматривать) — специальная программа для просмотра веб-страниц.

Современные браузеры обладают возможностями загрузки и отображения веб-страниц, сохранения веб-страниц на носителях данных, сохранения истории посещения веб-страниц, создания каталога избранных ресурсов, поиска на веб-странице фрагмента текста, просмотра HTML-кода веб-страницы, печати содержимого веб-страницы и др.

Веб-страница с точки зрения её разработчика — это файл, содержащий собственно текст, несущий определённую информацию для пользователя, и служебную информацию для браузера (тэги разметки) на языке HTML (англ. HyperText Markup Language — язык разметки гипертекста). Тэги разметки представляют собой определённые стандартом HTML последовательности символов, являющиеся инструкциями для программы просмотра. Согласно этим инструкциям, браузер располагает текст на экране, включает в него рисунки, хранящиеся в отдельных графических файлах, и формирует гиперсвязи с другими документами или ресурсами Интернета.

• описание содержания и логической структуры веб-страницы производится с помощью HTML или других языков разметки;
• описание внешнего вида веб-страницы производится с помощью CSS.

Такое разделение позволяет применять единый заранее разработанный стиль оформления для многих схожих документов, а также быстро изменять оформление документов за счёт изменения этого стиля, хранящегося в отдельном CSS-файле. Перенос правил представления данных в отдельный файл ведёт к уменьшению времени загрузки страниц сайта — описание представления данных загружается браузером только один раз, а далее, при переходе с одной страницы сайта на другую, браузер загружает только структуру страницы и хранимые на ней данные. Можно предусмотреть несколько дизайнов страницы, применяемых в зависимости от характеристик устройства (размера и разрешения экрана), используемого для просмотра.

Веб-сайты и веб-страницы хранятся на так называемых вебсерверах — компьютерах, на которых установлено специальное программное обеспечение, обладающее соответствующим функционалом. Программа, позволяющая хранить и пересылать веб-страницы, также называется веб-сервером. Пользователи, имеющие доступ к сети, просматривают веб-документы при помощи программ-клиентов — веб-браузеров (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Схема обработки запросов пользователя

Активные компоненты веб-страниц содержат программный код, позволяющий выполнять действия в соответствии с заложенной в них программой. Для написания таких программ используются языки веб-программирования. Один из них — JavaScript, позволяющий описывать правила, определяющие реагирование веб-страницы на действия пользователя. Эти правила представляются в форме вебсценариев (скриптов) — программ, записываемых непосредственно в html-код страниц или в отдельный файл.

Что касается языков веб-программирования в целом, то их можно разделить на две пересекающиеся группы: клиентские и серверные. Программы на клиентских языках выполняются на стороне пользователя, и результат их выполнения зависит от используемого браузера. Серверные языки программирования, соответственно, выполняются на стороне сервера. Получая запрос с адресом веб-документа от браузера, серверные программы связываются с базой данных. БД передаёт информацию о веб-странице скриптам сервера, и те, обработав её, отсылают для интерпретации браузеру клиента, который и выводит результат совместной работы на монитор.

16.2. Поиск информации в сети Интернет

Поиск нужного документа во Всемирной паутине может происходить разными способами:

• указанием адреса документа;
• путём использования поисковых систем.

Поисковая система — это программно-аппаратный комплекс, предназначенный для поиска информации во Всемирной паутине.

Поисковая машина — программная часть поисковой системы; комплекс программ, предназначенный для поиска информации.

Поисковые системы располагаются на специально выделенных компьютерах с мощными каналами связи. Ежеминутно они обслуживают огромное количество поисковых запросов клиентов.

По принципу действия различают несколько типов поисковых систем, а именно:

• поисковые каталоги, управляемые человеком;
• системы, использующие поисковых роботов;
• гибридные поисковые системы.

Поисковые каталоги (веб-каталоги или тематические каталоги) содержат базу данных ссылок на веб-сайты, распределённых по отдельным тематическим рубрикам. Такие каталоги заполняются специалистами вручную. Поиск в них осуществляется спуском по дереву каталога:

• определив тему, по которой будет выполняться поиск, пользователь выбирает соответствующую рубрику тематического каталога;
• прочитав описания ссылок на открывшейся странице, пользователь может перейти по ссылке, соответствующей его ожиданиям; если же нужных ссылок не обнаруживается, то можно уточнить тему и повторить поиск в этой же или другой поисковой службе.

В 1994 году Дэвид Фило и Джерри Янг из Стэнфордского университета (США) предприняли попытку упорядочить большое количество накопившихся у них ссылок на разнообразные информационные источники. Так появилась идея использования специализированной базы данных для эффективного поиска информации в сети. Очень скоро созданная ими система Yahoo! стала самым популярным и полным иерархическим предметно-ориентированным путеводителем по Интернету. В наши дни — это одна из наиболее известных поисковых систем.

Действие поисковых систем, использующих поисковых роботов, основано на постоянном, последовательном изучении всех страниц всех сайтов Всемирной паутины. Для каждого документа составляется его поисковый образ — набор ключевых слов, отражающих содержание этого документа. В связи с постоянным обновлением информации поисковые системы периодически возвращаются к ранее изученным страницам, чтобы обнаружить и зарегистрировать изменения.

Информация о ключевых словах исследованных таким образом страниц сохраняется в поисковой системе.

При поступлении запроса от пользователя поисковая система на основании имеющейся в ней информации формирует список страниц, соответствующих критериям поиска. Найденные документы, как правило, упорядочиваются в зависимости от местоположения ключевых слов (в заголовке, в начале текста), частоты их появления в тексте и других характеристик.

Различные поисковые системы, использующие поисковых роботов, имеют схожую структуру, включающую:

Поисковая система, получив запрос на поиск, анализирует ту информацию, которая была ею проиндексирована. С одной стороны, это позволяет существенно повысить скорость обработки поискового запроса. С другой стороны, результаты поиска нельзя считать полными, т. к. ни одна поисковая система не может загрузить в свою базу данных информацию обо всех без исключения ресурсах. Кроме того, результаты поиска могут быть отчасти устаревшими — ситуация в сети Интернет меняется быстрее, чем происходит обновление сведений в базах данных поисковых систем.

Гибридные поисковые системы сочетают в себе функции систем, управляемых человеком, и систем, использующих поисковых роботов.

Несмотря на общие принципы работы, поисковые системы различаются по таким характеристикам, как: язык запроса, зона поиска, глубина поиска внутри документа, метод упорядочивания информации и др. На данный момент самой популярной в мире поисковой системой является Google, а крупнейшей отечественной поисковой системой — Яндекс.

В большинстве поисковых систем реализовано три основных типа поиска:

1) поиск по любому из слов — результатом является огромный список всех страниц, содержащих хотя бы одно из ключевых слов; применяется, когда пользователь не уверен в ключевых словах;
2) поиск по всем словам — в этом режиме формируется список всех страниц, содержащих все ключевые слова в любом порядке;
3) поиск точно по фразе — в результате составляется список всех страниц, содержащих фразу, точно совпадающую с ключевой (знаки препинания игнорируются).

Чтобы поиск стал более продуктивным, во всех поисковых системах предусмотрены специальные языки формирования запросов со своим синтаксисом. Эти языки во многом похожи. Выяснить особенности определённого языка можно с помощью справочной системы, входящей в состав поисковой машины.

Найдите информацию о правилах формирования поисковых запросов в поисковых системах Яндекс и Google. Сравните их между собой. Укажите общее и различия.

Чему равно х, если все запросы выполнялись практически одновременно, т. е. во время выполнения запросов набор страниц, содержащих все искомые слова, не изменился?

С подобными задачами вы встречались в курсе информатики основной школы и знаете, что их условие может быть представлено с помощью кругов Эйлера и записано на языке теории множеств.

Пусть Я, G и В — множества страниц, содержащих слова Яндекс, Google и Bing соответственно.

Рассуждая аналогично, можем записать: |В ? G| = 580, |Я ? В ? G| = 85.

Требуется найти мощность множества (Я ?) ? G.

Преобразуем это выражение:

(Я ? В) ? G = (Я ? G) ? (В ? G).

В справедливости такого преобразования вы можете убедиться, изобразив левую и правую части равенства с помощью кругов Эйлера.

Согласно принципу включений-исключений, для двух множеств имеем: |Х ? У| = |Х| + |У| — |Х ? У|.

В нашем случае получаем:

|(Я ? G) и (В ? G)| = |Я ? G| + |B ? G| — |(Я ? G) ? (В ? G)| = |Я ? G| + |B ? G| — |Я ? G ? B| = 145 + 580 — 85 = 640.

Как бы точно ни был составлен пользователем запрос к информационной системе, только малая часть из полученных по этому запросу документов будет релевантной, т. е. соответствующей зафиксированной в запросе информационной потребности.

Полнота поиска — это отношение числа выданных релевантных документов к общему числу релевантных документов, имеющихся в базе данных поисковой системы. В идеале это число должно равняться 1; на практике может достигать значений 0,7-0,9.

Точность поиска — это отношение числа выданных релевантных документов к общему числу документов, выданных системой по данному запросу. Значение этого параметра колеблется от 0,1 до 1.

Полнота и точность определяют качество или эффективность поиска.

16.3. О достоверности информации, представленной на веб-ресурсах

Поиск информации в сети Интернет удобен и прост, а самое главное — он занимает гораздо меньше времени, чем поход в библиотеку или работа с другими источниками информации. Благодаря этому в наши дни Интернет является самым популярным источником информации: им пользуются не только рядовые граждане, но и учёные, бизнесмены, государственные служащие, специалисты разных областей и сфер деятельности для решения самого широкого круга профессиональных задач. И это при том, что Интернет является зоной свободного доступа, в которой абсолютно каждый может не только искать ту или иную информацию, но и размещать в ней всё, что сочтёт возможным. Эти данные никем не контролируются и не проверяются, а поэтому они могут быть недостоверными (содержать устаревшие данные, ошибочные или заведомо ложные утверждения) и субъективными (отражать личную точку зрения автора).

К данным, которые вы получили в результате поиска в Интернете, следует относиться критически и предпринимать шаги для того, чтобы убедиться в достоверности информации.

Рассмотрим некоторые способы проверки информации, полученной в результате поиска в сети Интернет.

1. Выяснение репутации сайта, на котором размещена информация, представляющая для вас интерес. Проверенные данные публикуют официальные сайты государственных, коммерческих, научных и других структур, являющиеся первоисточниками информации. Ответственность за любую опубликованную ими информацию несут ресурсы, имеющие свидетельство о регистрации средства массовой информации. Избегают недостоверной информации известные ресурсы, занимающие высокие места в соответствующих рейтингах. Представление о репутации сайта можно получить в том числе и по имеющимся в сети отзывам об этом ресурсе.

Если веб-сайт не обладает широкой известностью, то следует обратить внимание на следующие моменты:

• указано ли, для кого предназначен ресурс и какова цель его создания;
• насколько регулярно обновляются данные на веб-сайте; не устарела ли информация (узнать дату размещения материалов);
• не требуют ли разработчики веб-страницы ввода ваших личных данных.

2. Получение информации об авторе представляющего интерес материала. Следует убедиться, что на веб-странице приведены данные об авторе, в том числе описание его квалификации и контактная информация. Можно попытаться найти и ознакомиться с другими работами этого автора, комментариями и отзывами читателей на его работы.

3. Проверка фактического материала. Любые фактические и статистические данные имеют источник. Хорошо, если ссылки на авторитетные источники имеются на страницах заинтересовавшего вас сайта. Если таких ссылок нет, то данные можно выборочно сверить с официальными источниками самостоятельно. Если обнаружится, что какие-то данные не согласуются с данными официальных источников, то и остальному материалу также не стоит доверять. Хорошо, если данные подаются с разных точек зрения, если они согласуются с тем, что вы изучали в школе или узнали из других источников.

Необходимо чётко представлять себе, что именно вы ищете, и проверять все важные данные, найденные в Интернете. Если в результате поиска вы не нашли ни одного подходящего документа, нужно:

• проверить правильность написания ключевых слов;
• проверить правильность использования логических связок;
• подобрать более удачные синонимы;
• изменить логику запроса.

САМОЕ ГЛАВНОЕ

HTML — один из веб-стандартов, по которым разрабатываются сайты во всём мире. Ещё одним из таких стандартов является технология CSS (англ. Cascading Style Sheets — каскадные таблицы стилей) — формальный язык описания внешнего вида документа, составленного с использованием языка разметки. Технология CSS позволяет принципиально разделить содержание и представление документа: описание содержания и логической структуры веб-страницы производится с помощью HTML или других языков разметки, а описание внешнего вида веб-страницы производится с помощью CSS.

Поисковая система — это программно-аппаратный комплекс, предназначенный для поиска информации во Всемирной паутине. Поисковая машина — программная часть поисковой системы; комплекс программ, предназначенный для поиска информации.

По принципу действия различают такие типы поисковых систем, как: поисковые каталоги, управляемые человеком; системы, использующие поисковых роботов; гибридные поисковые системы.

Необходимо чётко представлять себе, что именно вы ищете, и проверять все важные данные, найденные в Интернете. Основными способами проверки найденной информации являются: выяснение репутации сайта; получение информации об авторе материала; проверка фактического материала по данным из авторитетных источников.

Вопросы и задания

1. Что представляет собой веб-страница с точки зрения пользователя и с точки зрения её разработчика?

2. В чём, по вашему мнению, состоит одно из основных отличий веб-страницы от обычного текстового документа?

4. Назовите два основных веб-стандарта. Для чего предназначен каждый из них?

5. Какие способы поиска документа во Всемирной паутине вам известны?

6. Что такое поисковая система? Что такое поисковая машина?

7. Какие типы поисковых систем можно выделить в зависимости от принципа их действия?

8. Почему, если мы не можем найти что-либо в одной поисковой системе, имеет смысл поискать нужный материал в другой?

9. Может ли случиться так, что поисковая система найдёт документ, который не существует?

11. Известны запросы и количество найденных по ним страниц некоторого сегмента сети Интернет:

Чему равен х, если все запросы выполнялись практически одновременно, т. е. во время выполнения запросов набор страниц, содержащих все искомые слова, не изменился?

14. Какая информация называется релевантной? Как связаны полнота и точность с качеством (эффективностью) поиска?

15. Можно ли безоговорочно доверять такому популярному ресурсу, как Википедия?

16. Кто такие блогеры? Можно ли безоговорочно доверять публикуемой ими информации?

17. В чём суть основных способов проверки достоверности информации, найденной в сети Интернет?

18. Найдите в сети Интернет не менее трёх авторитетных источников, содержащих информацию по одной из следующих тем:

Дополнительные материалы к главе смотрите в авторской мастерской.

Интернет привычен современному человеку, но данному положению дел предшествовал довольно долгий и сложный путь становления и развития технологий, благодаря которым оказалось возможным обеспечить развертывание Всемирной паутины в мировом масштабе. Что представляют собой данные решения? Как развивалась Всемирная паутина в России?

Определение интернета

Интернет как глобальная информационная система представляет собой компьютерную сеть, узлы которой распределены по всему миру, и при этом связаны логически благодаря использованию особого адресного пространства. Функционирование данной глобальной сети возможно прежде всего благодаря унификации стандартов связи: так, в качестве главного используется TCP/IP, реализуемый одинаково на любых компьютерах, объединенных во Всемирную сеть.

В современном виде интернет как глобальная информационная система существует порядка 30 лет. Но к моменту его появления инфраструктура, на базе которой разворачивалась Всемирная сеть, была достаточно развитой во многих странах мира.

Будет полезно рассмотреть то, каким образом она выстраивалась в тех или иных государствах. Примечательно, что история развития инфраструктуры, на базе которой начал выстраиваться современный интернет, практически совпадает с периодом противостояния двух крупнейших мировых технологических систем — западной и советской. Конечно, это очень упрощенная классификация, так как и в рамках первой системы, и во второй активно развивались региональные, национальные технологии, весьма различающиеся в ряде случаев.

В конечном итоге основой для развития современного интернета стала все же западная модель — однако к моменту ее внедрения в СССР советские специалисты уже имели опыт развертывания компьютерных сетей, в некоторой степени схожих с западной моделью интернета. Рассмотрим, таким образом, то, как развивалась Всемирная сеть в рамках западной технологической системы, а также то, когда появился интернет в России исходя из специфики развития национальной инфраструктуры компьютерных сетей.

История интернета в западных странах

В конце 50-х годов, в один из самых сложных периодов холодной войны, правительство США поставило перед американскими учеными задачу: создать инфраструктуру передачи данных, которая могла бы функционировать даже в условиях глобального вооруженного конфликта. Ученые предложили концепцию подобной системы — проект получил название ARPANET.

В 1969 году компьютеры нескольких крупных американских университетов были объединены в сеть по схемам, которые были разработаны учеными в рамках указанного проекта. Впоследствии опыт, полученный исследователями, был перенят многими другими заинтересованными структурами: это привело к разрастанию компьютерных сетей, функционирующих по стандартам ARPANET, в национальном масштабе.

Постепенно масштабы ARPANET вышли за пределы США: к сети начали подключаться различные европейские организации. Связь с американской инфраструктурой при этом организовывалась через телефонный кабель, проложенный через Атлантический океан.

Фактически с момента подключения европейцев к ARPANET, в частности в 1973 году, обмен данными с сетью начали организовывать британские и норвежские организации, проект стал международным. Однако коммуникации между компьютерами, расположенными в разных частях планеты, не всегда были стабильны по причине отсутствия общепринятых стандартов обмена данными.

Соответствующая проблема была устранена после внедрения универсального протокола TCP/IP. Его до сих пор используют практически все интернет-ресурсы.

NSFNet как инфраструктурная основа интернета

Указанные стандарты, а также возможности универсального протокола TCP/IP позволили масштабировать Всемирную паутину в глобальном масштабе гигантскими темпами. В начале 90-х годов сформировались основные возможности интернета, доступные современным пользователям: получение доступа к веб-страницам через браузеры, размещение информации на них, прием и передача файлов. Разумеется, остались востребованными сервисы e-mail, IRC.

Совершенствовался язык гипертекста, технологии управления сайтами. В качестве инфраструктурной основы интернета долгое время использовались серверы NSFNet, но в 1995 году данная функция была передана сетевым провайдерам. В 1996 году общераспространенным стал стандарт WWW, посредством которого было возможно передавать практически любые данные с использованием каналов интернета. Но свою актуальность сохранил и стандарт FTP. И сегодня многие интернет-ресурсы продолжают его использовать в целях организации эффективного обмена файлами.

В привычном нам виде Всемирная паутина в целом сформировалась к началу 2000-х годов. По мере увеличения скорости доступа пользователей к онлайн-ресурсам за счет таких технологий, как DSL, оптоволокно, 3G, 4G, особенно популярными становились ресурсы для размещения видеоконтента, такие как YouTube, игровые порталы, облачные сервисы. Через интернет организуется не только обмен данными между людьми, но и между различными устройствами — от простых бытовых вещей до крупной промышленной инфраструктуры. Существует большое количество научных концепций относительно того, как будет развиваться интернет как глобальная информационная система в будущем. Они очень разные, и во многом их реализация зависит от хода развития собственно компьютерных технологий.

История интернета в России

Изучим теперь то, когда появился интернет в России. С западной моделью развития онлайновых коммуникаций мы ознакомились, сейчас нам важно понять, каким образом внедрялась соответствующая инфраструктура в нашей стране.

Как мы отметили в начале статьи, в течение долгого времени информационные технологии в Советском Союзе развивались параллельно с западными. Надо отметить, что в значительной степени их развитие стало возможным благодаря появлению у СССР ресурсов для воспроизводства западной микропроцессорной базы, которая начала активно внедряться на различных уровнях управления коммуникациями в 60-70-х годах, хотя до этого у советских ученых имелись весьма прогрессивные собственные разработки. Но так или иначе, суть интернета в западной интерпретации могла существенно отличаться от концепций развития компьютерных сетей в СССР.

В первой половине 80-х институт ВНИИПАС начал осуществлять, используя компьютеры, удаленный обмен данными с зарубежными организациями. В целом в 80-х годах развертывание советских сетевых компьютерных систем шло достаточно активно, во многом благодаря появлению в СССР локализованных версий операционной системы UNIX (на принципах которой функционируют современные ОС Linux и, в свою очередь базирующиеся на ней ОС Android, которые можно отнести к самым распространенным в мире, если брать рынок мобильных устройств). Фактически к 1990 году в СССР была сформирована вся необходимая инфраструктура для последующего объединения советских компьютерных сетей и Интернета, функционировавшего на основе ресурсов NSFNet.

Итак, мы изучили то, как работает сеть Интернет, особенности развития соответствующих коммуникационных технологий в России и на Западе. Изучим теперь, что представляет собой Всемирная паутина сегодня.

Современный интернет: провайдеры

Доступ в интернет для пользователей предоставляют провайдеры. Изучим специфику решаемых ими задач.

Кто такой провайдер интернета? В первые годы развития Всемирной паутины таковым считалась компания, предоставляющая коммутационные сервисы для обеспечения связи пользователя и ближайших серверов интернета. Сейчас провайдер — поставщик высокотехнологичных коммуникационных ресурсов, обеспечивающих функционирование сетевой инфраструктуры в региональном, а иногда и в национальном масштабе. Компании, предоставляющие соответствующие услуги, могут быть как очень крупными, международными, так и локальными, которые могут работать в масштабах одного города.

Есть большое количество технологий, посредством которых провайдеры могут оказывать свои услуги: оптические и телефонные каналы, спутниковый, сотовый интернет. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. От того, какие именно каналы используются, в значительной степени зависят цены на интернет, формируемые провайдером. Как правило, самыми доступными по стоимости для пользователя являются проводные каналы, немного дороже — сотовые, самые дорогие — спутниковые. При этом оплата за услуги провайдера может осуществляться:

в формате абонентской платы;
за трафик;
в ряде случаев — за время доступа к Сети.

Роль интернета в современном мире заключается прежде всего в предоставлении пользователям возможности посещать различные сайты.

Современный интернет: сайты

Основной системный элемент сайта — веб-страница. В большинстве случаев она составляется на языке HTML, часто с применением различных скриптов. Сайт может иметь разную тематику. Это может быть интернет-газета, блог, видеохостинг, спортивный, развлекательный портал — есть огромное количество видов ресурсов, которые могут размещаться во Всемирной паутине.

Современный интернет: радио и телевидение

Выше мы отметили, что по мере развития коммуникационных технологий и увеличения скорости передачи данных, набирают популярность различные видеоресурсы в интернете. Таковым можно считать, к примеру, интернет-телевидение, а также онлайн-радио. Данные технологии позволяют осуществить трансляцию теле- и радиопередач на специальных сайтах с задействованием особых технологий.

Современный интернет: мобильные приложения

Одним из самых выраженных трендов развития современного интернета можно считать повсеместное распространение мобильных приложений — специального ПО, запускаемого со смартфонов или планшетов. Функционально данные приложения во многих случаях могут быть аналогичны веб-страницам. Но есть и специализированные решения соответствующего типа, например приспособленные для того, чтобы организовать защищенный доступ в какой-либо персональный аккаунт, например банковский. Интернет сегодня — это коммуникационная среда, в рамках которой можно передавать практически любые цифровые данные, и во многих случаях это требует применения особых протоколов и технологий, в том числе реализуемых в мобильных приложениях.

Резюме

Итак, мы изучили, в чем заключается концепция Всемирной паутины, а также основные технологии, которые задействуются в целях обеспечения ее функционирования. Суть интернета — в предоставлении пользователям со всего мира стабильного недорогого доступа к различным типам полезной информации, файлам, мультимедийному контенту, а также к ресурсам, посредством которых люди могут общаться между собой и обмениваться различными данными. Подобная возможность сегодня уже привычна жителям, наверное, всех стран мира, хотя ранее она была доступна очень немногим людям, во многих случаях ею можно было пользоваться только при наличии высокой квалификации в области информационных технологий.

Кто такой провайдер интернета, к какому из них можно подключиться и по какой цене — вопросы, на которые почти наверняка знает типичный житель современного мегаполиса. Всемирная паутина продолжает развиваться: появляются новые сервисы, технологии, концепции организации общения пользователей, совершенствуются устройства для передачи данных. То, каким образом будет идти технический прогресс, то, как будет развиваться мировая экономика, определит векторы для дальнейшего развития интернета.

Цель: ознакомиться со структурой и основными принципами работы всемирной сети Интернет, с базовыми протоколами Интернет и системой адресации.

Архитектура и принципы работы сети Интернет

Глобальные сети, охватывая миллионы людей, полностью изменили процесс распространения и восприятия информации.

Глобальные сети (Wide Area Network, WAN) – это сети, предназначенные для объединения отдельных компьютеров и локальных сетей, расположенных на значительном удалении (сотни и тысячи километров) друг от друга. Глобальные сети объединяют пользователей, расположенных по всему миру, используя при этом самые разнообразные каналы связи.

Современный Интернет — весьма сложная и высокотехнологичная система, позволяющая пользователю общаться с людьми, находящимися в любой точке земного шара, быстро и комфортно отыскивать любую необходимую информацию, публиковать для всеобщего сведения данные, которые он хотел бы сообщить всему миру.

Чтобы описать сегодняшний Internet , полезно воспользоваться строгим определением.

В Internet нет единого пункта подписки или регистрации, вместо этого вы контактируете с поставщиком услуг, который предоставляет вам доступ к сети через местный компьютер. Последствия такой децентрализации с точки зрения доступности сетевых ресурсов также весьма значительны. Среду передачи данных в Internet нельзя рассматривать только как паутину проводов или оптоволоконных линий. Оцифрованные данные пересылаются через маршрутизаторы, которые соединяют сети и с помощью сложных алгоритмов выбирают наилучшие маршруты для информационных потоков (рис.1).

В отличие от локальных сетей, в составе которых имеются свои высокоскоростные каналы передачи информации, глобальная (а также региональная и, как правило, корпоративная) сеть включает подсеть связи (иначе: территориальную сеть связи, систему передачи информации), к которой подключаются локальные сети, отдельные компоненты и терминалы (средства ввода и отображения информации) (рис. 2).

Подсеть связи состоит из каналов передачи информации и коммуникационных узлов, которые предназначены для передачи данных по сети, выбора оптимального маршрута передачи информации, коммутации пакетов и реализации ряда других функций с помощью компьютера (одного или нескольких) и соответствующего программного обеспечения, имеющихся в коммуникационном узле. Компьютеры, за которыми работают пользователи-клиенты, называются рабочими станциями, а компьютеры, являющиеся источниками ресурсов сети, предоставляемых пользователям, называются серверами. Такая структура сети получила название узловой.

Рис.1 Схема взаимодействия в сети Интернет

Интернет – это глобальная информационная система, которая:

· логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов, основанных на Интернет-протоколе (IP);

· способна поддерживать коммуникации с использованием семейства протокола управления передачей - TCP/IP или его последующих расширений/преемников и/или других IP-совместимых протоколов;

· обеспечивает, использует или делает доступными на общественной или частной основе высокоуровневые услуги, надстроенные над описанной здесь коммуникационной и иной связанной с ней инфраструктурой.

Инфраструктура Интернет (рис.2):

1. магистральный уровень (система связанных высокоскоростных телекоммуникационных серверов).

2. уровень сетей и точек доступа (крупные телекоммуникационные сети), подключенных к магистрали.

3. уровень региональных и других сетей.

4. ISP – интернет-провайдеры.

К техническим ресурсам сети Интернет относятся компьютерные узлы, маршрутизаторы, шлюзы, каналы связи и др.

Рис.2 Инфраструктура сети Интернет

T CP / IP — технология межсетевого взаимодействия

Наиболее распространенным протоколом управления обменом данных является протокол TCP/IP. Главное отличие сети Internet от других сетей заключается именно в ее протоколах TCP/IP, охватыва ющих целое семейство протоколов взаимодействия между компью терами сети. TCP/IP — это технология межсетевого взаимодействия, технология Internet . Поэтому г лобальная сеть, объединяющая мно жество сетей с технологией TCP/IP , называется Internet .

Протокол TCP/IP — это семейство программно реализованных протоколов старшего уровня, не работающих с аппаратными пре рываниями. Технически протокол TCP/IP состоит из двух частей — IP и TCP .

Протокол IP ( Internet Protocol — межсетевой протокол) является главным протоколом семейства, он реализует распространение ин формации в IP -сети и выполняется на третьем (сетевом) уровне моде ли ISO / OSI . Протокол IP обеспечивает дейтаграммную доставку паке тов, его основная задача — маршрутизация пакетов. Он не отвечает за надежность доставки информации, за ее целостность, за сохране ние порядка потока пакетов. Сети, в которых используется протокол IP , называются IP -сетями. Они работают в основном по аналоговым каналам (т.е. для подключения компьютера к сети требуется IP -мо дем) и являются сетями с коммутацией пакетов. Пакет здесь называ ется дейтаграммой.

Высокоуровневый протокол TCP ( Transmission Control Protocol — протокол управления передачей) работает на транспортном уровне и частично — на сеансовом уровне. Это протокол с установлением ло гического соединения между отправителем и получателем. Он обес печивает сеансовую связь между двумя узлами с гарантированной доставкой информации, осуществляет контроль целостности переда ваемой информации, сохраняет порядок потока пакетов.

Для компьютеров протокол TCP/IP — это то же, что правила раз говора для людей. Он принят в качестве официального стандарта в сети Internet , т.е. сетевая технология TCP/IP де-факто стала техноло гией всемирной сети Интернет.

АДРЕСАЦИЯ В СЕТИ ИНТЕРНЕТ

Основные протоколы сети Интернет

Работа сети Internet основана на использовании семейств коммуникационных протоколов TCP/IP ( Transmission Control Protocol / Internet Protocol ). TCP/IP используется для передачи данных как в глобальной сети Internet , так и во многих локальных сетях.

Название TCP/IP определяет семейство протоколов передачи данных сети. Протокол — это набор правил, которых должны придерживаться все компании, чтобы обеспечить совместимость производимого аппаратного и программного обеспечения. Эти правила гарантируют совместимость производимого аппаратного и программного обеспечения. Кроме того, TCP / IP – это гарантия того, что ваш персональный компьютер сможет связаться по сети Internet с любым компьютером в мире, также работающим с TCP/IP. При соблюдении определенных стандартов для функционирования всей системы не имеет значения, кто является производителем программного обеспечения или аппаратных средств. Идеология открытых систем предполагает использование стандартных аппаратных средств и программного обеспечения. TCP/IP — открытый протокол и вся специальная информация издана и может быть свободно использована.

Различный сервис, включаемый в TCP/IP, и функции этого семейства протоколов могут быть классифицированы по типу выполняемых задач. Упомянем лишь основные протоколы, так как общее их число насчитывает не один десяток:

· транспортные протоколы — управляют передачей данных между двумя машинами:

· TCP / IP ( Transmission Control Protocol ),

· UDP ( User Datagram Protocol );

· протоколы маршрутизации — обрабатывают адресацию данных, обеспечивают фактическую передачу данных и определяют наилучшие пути передвижения пакета:

· IP (Internet Protocol),

· ICMP (Internet Control Message Protocol),

· RIP (Routing Information Protocol)

· протоколы поддержки сетевого адреса — обрабатывают адресацию данных, обеспечивают идентификацию машины с уникальным номером и именем:

· DNS (Domain Name System),

· ARP (Address Resolution Protocol)

· протоколы прикладных сервисов — это программы, которые пользователь (или компьютер) использует для получения доступа к различным услугам:

· FTP ( File Transfer Protocol ),

· NNTP (NetNewsTransfer Protocol)

Сюда включается передача файлов между компьютерами, удаленный терминальный доступ к системе, передача гипермедийной информации и т.д.;

· EGP (Exterior Gateway Protocol),

· GGP (Gateway-to-Gateway Protocol),

· IGP (Interior Gateway Protocol);

· SMTP (Simple Mail Transfer Protocol),

· NFS ( Network File System ).

IP -адресация

Теперь подробнее остановимся на понятии IP -адреса.

Каждый компьютер в Internet (включая любой ПК, когда он устанавливает сеансовое соединение с провайдером по телефонной линии) имеет уникальный адрес, называемый IP -адрес.

IP -адрес имеет длину 32 бита и состоит из четырех частей по 8 бит, именуемых в соответствии с сетевой терминологией октетами ( octets ). Это значит, что каждая часть IP-адреса может принимать значение в пределах от 0 до 255. Четыре части объединяют в запись, в которой каждое восьмибитовое значение отделяется точкой. Когда речь идет о сетевом адресе, то обычно имеется в виду IP -адрес.

С понятием IP -адреса тесно связано понятие хоста ( host ). Некоторые просто отождествляют понятие хоста с понятием компьютера, подключенного к Internet . В принципе, это так, но в общем случае под хостом понимается любое устройство, использующее протокол TCP/IP для общения с другим оборудованием. То есть кроме компьютеров, это могут быть специальные сетевые устройства — маршрутизаторы ( routers ), концентраторы ( habs ) и другие. Эти устройства так же обладают своими уникальными I Р-адресами,— как и компьютеры узлов сети пользователей.

Любой IP -адрес состоит из двух частей: адреса сети (идентификатора сети, Network ID ) и адреса хоста (идентификатора хоста, Host ID ) в этой сети. Благодаря такой структуре IP -адреса компьютеров в разных сетях могут иметь одинаковые номера. Но так как адреса сетей различны, то эти компьютеры идентифицируются однозначно и не могут быть перепутаны друг с другом.

IP-адреса выделяются в зависимости от размеров организации и типа ее деятельности. Если это небольшая организация, то, скорее всего в ее сети немного компьютеров (и, следовательно, IP -адресов). Напротив, у большой корпорации могут быть тысячи (а то и больше) компьютеров, объединенных во множество соединенных между собой локальных сетей. Для обеспечения максимальной гибкости IP -адреса разделяются на классы: А, В и С. Еще существуют классы D и Е, но они используются для специфических служебных целей.

Адрес сети класса A определяется первым октетом IP -адреса (считается слева направо). Значение первого октета, находящееся в пределах 1-126, зарезервировано для гигантских транснациональных корпорации и крупнейших провайдеров. Таким образом, в классе А в мире может существовать всего лишь 126 крупных компаний, каждая из которых может содержать почти 17 миллионов компьютеров.

Класс B использует 2 первых октета в качестве адреса сети, значение первого октета может принимать значение в пределах 128—191. В каждой сети класса В может быть около 65 тысяч компьютеров, и такие сети имеют крупнейшие университеты и другие большие организации.

Если любой IP -адрес символически обозначить как набор октетов w . x . y . z , то структуру для сетей различных классов можно представить в таблице 1.

Интернет — это глобальная компьютерная сеть, в состав которой входят национальные, региональные и локальные сети, раскинувшаяся в масштабах всего земного шара. Компьютеры, которые постоянно подключены к сети Интернет и находятся в постоянно включенном состоянии, называются хостами или узлами. Современный Интернет состоит из миллионов узловых компьютеров, обслуживающих сотни миллионов пользователей.

Общая схема построения сети Интернет

Составляющие сети Интернет перекрывают друг друга, поэтому любая пара его узлов соединена между собой по многим каналам связи. Благодаря этому Интернет обеспечивает устойчивую связь даже при разрушении части сети.

В подавляющем большинстве компьютеры узлов и хостов принадлежат некоторым организациям, которые обеспечивают доступ к Интернет отдельным пользователям. Такие организации называются провайдерами (поставщиками) услуг Интернет. Таким образом, пользователь, подключившись к компьютеру провайдера, может получать информацию с других компьютеров, которые являются серверами сети.

Для обмена данными компьютеры сети Интернет используют протокол, который называется TCP/IP. Этот протокол состоит из двух частей:

TCP — протокол управления обменом данными,
IP — протокол определения маршрута передачи данных.

Система адресов в сети Интернет

Каждый компьютер в сети Интернет имеет адрес в виде 4-байтового числа, которая называется IP-адресом. Обычно IP-адрес записывается в виде десятичного числа, которое разделено точками на четыре части, например, адрес web сервера Microsoft 13.77.161.179. Начальная часть числа — номер участка сети, конечная часть числа — номер конкретного компьютера на этом участке.

Такая адресация не очень удобна для запоминания, поэтому специально для пользователей разработаны другую систему адресации, которая называется доменной. При этом всю сеть Интернет разбили на отдельные части (домены) по географическому или организационному признаку.

Имена доменов некоторых стран:

de — Германия,
ru — Россия,
us — США.

Имена доменов некоторых организаций:

com — коммерческие организации,
edu — образовательные организации,
gov — правительственные организации.

Отметим, что IP-адрес и доменный адрес — разные формы записи одного и того же имени компьютера в сети. Однако, одному IP адресу может соответствовать несколько доменных имен, как и одно доменное имя может иметь несколько IP адресов. В Интернете существуют специальные DNS-серверы, с помощью которых доменные адреса превращают в IP-адреса.

Важнейшие сервисы Интернет

Служба WWW (World Wide Web — Всемирная паутина) — система взаимосвязанных электронных документов, хранящихся на Web-серверах. Отдельные документы состоят из Web-страниц, которые могут содержать взаимные гиперссылки и могут находиться на различных Web-серверах. Таким образом, один документ может быть разбросан по всему миру, образуя сеть страниц. Web-страницы, объединенные общей темой, называются Web-сайтом.

Протокол передачи файлов (FTP — File Transfer Protocol) — услуга, с помощью которой можно получать копии файлов нужных документов и программ, которые размещены в архивах на специальных FTP-серверах.

Появление технологии IP-телефонии позволяет объединить телефонные сети общего пользования с возможностями сети Интернет по передаче данных с помощью шлюза (gateway). Шлюз представляет собой устройство, в который с одной стороны включаются телефонные линии, а с другой стороны — сеть Интернет.

Телефонная связь через Интернет с использованием IP-телефонии может осуществляться следующими способами:

компьютер-компьютер;
телефон-телефон;
компьютер-телефон;
Web-телефон.

Подробнее об этом можно прочитать в статье Сервисы сети Интернет

Работа в сети Интернет

За время существования Интернета разработано много программ-браузеров, с помощью которых пользователь может получать доступ к самой разнообразной информации, расположенной на многочисленных Web-страницах. Они различаются своими возможностями и постоянно совершенствуются. К нашему времени подавляющее большинство клиентов Интернета использует браузеры Microsoft Edge, Google Chrome или Mozilla Firefox. Все программы-браузеры имеют примерно одинаковые возможности.

Программа Google Chrome является наиболее популярной и позволяет не только просматривать Web-страницы, но и работать со всеми сервисами Интернета и службами самого Google (электронной почтой, сетевыми новостями, облачным хранилищем, видеозаписями и др.).

Основная панель инструментов любого браузера имеет следующие кнопки:

Сейчас в сети Интернет по разным оценкам размещено более миллиарда сайтов (Web-страниц). Чтобы облегчить поиск необходимых данных, создаются специальные поисковые серверы , которые собирают и хранят характеристики документов в своих базах данных. При обращении к поисковому серверу открывается страница, содержащая каталоги новостей по различным темам (наука, спорт, погода, политика и т. д.) и элементы для контекстного поиска. Благодаря каталогам можно вести направленный поиск необходимых данных, просматривая их содержимое.

С целью проведения первичного поиска на конкретную тему целесообразно использовать поисковые каталоги . Для специалистов, хорошо знакомых с ресурсами сети Интернет в своей области, полезным является поиск по ключевым словам. Самыми популярными являются такие поисковые серверы:

Поисковые серверы связаны между собой. Специальные программы-спайдеры (пауки) постоянно просматривают узлы, корректируя собственные базы данных. Оперативность их работы обеспечивается за счет быстродействующей аппаратуры. Так, поисковый сервер google сканирует миллионы cтраниц в сутки.

Для многих пользователей поисковые серверы являются отправной точкой для работы в сети. Это привело к превращению простых поисковых систем в порталы — универсальные сетевые ресурсы, имеющие широкий набор сервисов и облегчающие навигацию по сети. Они содержат поисковую машину, каталог ресурсов, почтовую систему, службу новостей и тому подобное.

Читайте также: