Особливості функціонування глобальної мережі - Кибернетика - Скачать бесплатно
Міністерство освіти України
Черкаський інженерно-технологічний інститут
кафедра
Реферат
на тему «Особливості функціонування глобальної мережі»
Перевірив:
Виконала:
студентка IV курсу, ФЕФ, гр. фК-64, Чубань Леся
Черкаси 2000 р.
План
1. Введення
1. Історія мережі Internet.
1. Що складає Internet ?
1. Адміністративний устрій Internet.
1. Фінанси.
1. Доступ у Internet.
1. Робота Internet.
1. Рівні роботи мережі.
1. Протоколи мережі Internet.
1. Послуги надані мережею.
2. Література
Введення
Internet - глобальна комп'ютерна мережа, що охоплює весь світ.
Сьогодні Internet має біля 15 мільйонів абонентів у більш ніж 150 країнах
світу. Щомісяця розмір мережі збільшується на 7-10%. Internet утворює як
би ядро, що забезпечує зв'язок різноманітних інформаційних мереж, що
належать різноманітним установам в усьому світі, одна з іншою.
Якщо раніше мережа використовувалася винятково в якості середовища
передачі файлів і повідомлень електронної пошти, то сьогодні вирішуються
більш складні задачі розподіленого доступу до ресурсів. Біля двох років
тому були створені оболонки, що підтримують функції мережного пошуку і
доступу до розподілених інформаційних ресурсів, електронним архівам.
Internet, що служила колись винятково дослідницьким і навчальним
групам, чиї інтереси простиралися аж до доступу до суперкомп'ютерів, стає
усе більш популярною в діловому світі.
Компанії спокушають швидкість, дешевий глобальний зв'язок, зручність
для проведення спільних робіт, доступні програми, унікальна база даних
мережі Internet. Вони розглядають глобальну мережу як доповнення до своїх
власних локальних мереж.
При низкій вартості послуг (часто це тільки фіксована щомісячна плата
за використовувані лінії або телефон) користувачі можуть одержати доступ до
комерційних і некомерційних інформаційних служб США, Канади, Австралії і
багатьох європейських країн. У архівах вільного доступу мережі Internet
можна знайти інформацію практично по всім сферах людської діяльності,
починаючи з нових наукових відкриттів до прогнозу погоди на завтра.
Крім того Internet надає унікальні можливості дешевого, надійного і
конфіденційного глобального зв'язку по всьому світі. Це виявляється дуже
зручним для фірм, що мають свої філії в усьому світі, транснаціональних
корпорацій і структур керування. Звичайно, використання інфраструктури
Internet для міжнародного зв'язку обходиться значно дешевше прямого
комп'ютерного зв'язку через супутниковий канал або через телефон.
Електронна пошта - найпоширеніша послуга мережі Internet. В даний час
свою адресу електронної пошти мають приблизно 20 мільйонів чоловік.
Посилка листа по електронній пошті обходиться значно дешевше посилки
звичайного листа. Крім того повідомлення, послане по електронній пошті
дійде до адресата за декілька годин, у той час як звичайний лист може
добиратися до адресата декілька днів, а то і тижнів.
В даний час Internet відчуває період підйому, багато в чому завдяки
активній підтримці з боку урядів європейських країн і США. Щорічно В США
виділяється біля 1-2 мільйонів доларів на створення нової мережної
інфраструктури. Дослідження в області мережних комунікацій фінансуються
також урядами Великобританії, Швеції, Фінляндії, Німеччини.
Проте, державне фінансування - лише невеличка частина засобів, що
надходять, тому що усе більш помітною стає "коммерцизація" мережі
(очікується, що 80-90% засобів буде надходити з приватного сектора).
Історія мережі Internet
У 1961 році Defence Advanced Research Agensy (DARPA) за завданням
міністерства оборони США приступило до проекту по створенню
експериментальної мережі передачі пакетів. Ця мережа, названа ARPANET,
призначалася спочатку для вивчення методів забезпечення надійного зв'язку
між комп'ютерами різноманітних типів. Багато методів передачі даних через
модеми були розроблені в ARPANET. Тоді ж були розроблені і протоколи
передачі даних у мережі - TCP/IP. TCP/IP - це множина комунікаційних
протоколів, що визначають, як комп'ютери різноманітних типів можуть
спілкуватися між собою.
Експеримент із ARPANET був настільки успішний, що багато організацій
захотіли ввійти в неї, із метою використання для щоденної передачі даних.
І в 1975 році ARPANET перетворилася з експериментальної мережі в робочу
мережу. Відповідальність за адміністрування мережі взяло на себе Defence
Communication Agency (DCA), у даний час називане Defence Information
Systems Agency (DISA). Але розвиток ARPANET на цьому не зупинилися;
Протоколи TCP/IP продовжували розвиватися й удосконалюватися.
У 1983 році вийшов перший стандарт для протоколів TCP/IP, що ввійшов у
Military Standarts (MIL STD), тобто у військові стандарти, і всі, хто
працював у мережі, зобов'язані були перейти до цих нових протоколів. Для
полегшення цього переходу DARPA звернулася з пропозицією до керівників
фірми Berkley Software Design - упровадити протоколи TCP/IP у Berkeley(BSD)
UNIX. З цього і почалася спілка UNIX і TCP/IP.
Через деякий час TCP/IP був адаптований у звичайний, тобто в
загальнодоступний стандарт, і термін Internet увійшов у загальний ужиток.
У 1983 році з ARPANET виділилася MILNET, що стала відноситися до Defence
Data Network (DDN) міністерства оборони США. Термін Internet став
використовуватися для позначення єдиної мережі: MILNET плюс ARPANET. І
хоча в 1991 році ARPANET припинила своє існування, мережа Internet існує,
її розміри набагато перевищують початкові, тому що вона об'єднала множину
мереж в усьому світі. Діаграма 1 ілюструє ріст числа хостів, залучених до
мережі Internet із 4 комп'ютерів у 1969 році до 3,2 мільйонів у 1994.
Хостом у мережі Internet називаються комп'ютери, що працюють у
багатозадачній операційній системі (Unix, VMS), що підтримують протоколи
TCPIP і надають користувачам які-небудь мережні послуги.
Діаграма 1
[pic]
Що складає Internet ?
У дійсності Internet не просто мережа, - вона є структура, що об'єднує
звичайні мережі. Internet - це ''Мережа мереж''. Що включає Internet?
Питання непросте. Відповідь на нього змінюється згодом. Спочатку
відповідь була б достатньо проста: ''всі мережі, що використовують протокол
IP, що кооперуються для формування єдиної мережі своїх користувачів''. Це
включало б різноманітні відомчі мережі, багато регіональних мереж, мережі
навчальних закладів і деякі закордонні мережі (за межами США).
Трохи пізніше принадність Internet усвідомили і деякі не-IP-мережі.
Вони захотіли надати її послуги своїм клієнтам і розробили методи
підключення цих ''странных'' мереж (наприклад, Bitnet, DECnet і т.д.) до
Internet. Спочатку ці підключення, названі шлюзами, служили тільки для
передачі електронної пошти. Проте, деякі з них розробили засоби передачі й
інших послуг. Чи є ці мережі частиною Internet? І так, і ні. Усе
залежить від того, чи хочуть вони того самі.
Адміністративний устрій Internet
Internet по організації багато в чому нагадує церкву. Це організація
з цілком добровільною участю. Управляється вона то на зразок ради
старійшин, проте, у Internet немає патріарха, президента або Тата.
Складові мережі можуть мати своїх президентів або аналогічних керманичів,
але це зовсім інша справа; у Internet немає єдиної авторитарної фігури.
Вища влада, де б Internet не була, залишається за ISOC (Internet Society).
ISOC - товариство з добровільним членством. Його ціль - сприяти
глобальному обміну інформацією через Internet. Воно призначає раду
старійшин, що відповідає за технічну політику, підтримку і керування
Internet.
Рада старійшин являє собою групу запрошених добровольців, називану IAB
(Рад по архітектурі Internet.). IAB регулярно збирається, щоб
''благословити'' стандарти і розподілити ресурси, такі, наприклад, як
адреси. Internet працює, оскільки є стандартні засоби спілкування між
комп'ютерами і прикладними програмами. Це дозволяє комп'ютерам різного
типу зв'язуватися без особливих проблем. IAB відповідальний за стандарти;
він вирішує, коли стандарт необхідний і яким йому варто бути. Коли
потрібно стандарт, рада розглядає проблему, приймає стандарт і по мережі
оповіщає про нього світ. IAB також стежить за різноманітними номерами (і
іншими речами), що повинні залишатися унікальними. Наприклад, кожний
комп'ютер у Internet має свій унікальний 32-розрядний двоічний адрес;
ніякий інший комп'ютер не має такого ж. Як присвоюється ця адреса? IAB
піклується про такого роду проблеми. Він не привласнює адрес сам, але
розробляє правила, як ці адреси привласнювати.
Якщо якась мережа приймає вчення Internet, приєднується до неї і
вважає себе її частиною, тоді вона і є частиною Internet. Можливо їй
багато чого покажеться нерозумним, дивним, сумнівним - вона може поділитися
своїми сумнівами з IETF. Деякі скарги-пропозиції можуть виявитися цілком
розумними і, можливо, Internet відповідно зміниться. Щось може показатися
просто справою смаку або традиції, тоді ці заперечення будуть відхилені.
Якщо мережа робить що-небудь, що може нашкодити Internet, вона може бути
виключена зі співтовариства доти, поки вона не виправиться.
Зараз Internet складається з більш ніж 12 тисяч об'єднаних між собою
мереж.
Фінанси
За Internet ніхто централізовано не сплачує; немає такої організації
як Internet Inc. , що збирає плату з усіх мереж Internet або користувачів.
Замість цього кожний сплачує за свою частину. NSF сплачує за утримання
NSFNET. NASA сплачує за Наукову Мережу NASA (NASA Science Internet).
Представники мереж збираються разом і вирішують, як їм з'єднуватися один з
одним і утримувати ці взаємозв'язки. Коледж або корпорація сплачує за її
підключення до деякої регіональної мережі, що у свою чергу сплачує за свій
доступ мережному власнику державного масштабу.
Доступ у Internet
Доступ у Internet, звичайно, одержують через постачальників послуг
(service provider). Постачальники ці продають різноманітні види послуг,
кожний із них має свої переваги і хиби. Так само як і при покупці садової
тачки (в оригіналі - автомобіля) ви вирішуєте, якими якостями повинна вона
володіти, скільки ви за неї можете собі дозволити заплатити, і, виходячи з
цього, вибираєте підхожий варіант із запропонованих.
Але перед тим, як почати діяти в цьому напрямку, тобто добувати список
постачальників Internet, читати і вибирати, зв'язуватися з ними, з'ясуйте,
а чи не маєте ви вже доступу в Internet, самі того не відаючи. Таке цілком
може мати місце - у Росії не так часто, у США не так вже і рідко. Якщо
ваша організація або заснування (інститут, компанія) уже має доступ у
Internet, то навряд чи ви зможете одержати персональний доступ у мережу
кращий, ніж ваша організація.
Робота Internet
Щоб успішно засвоїти щось і потім із ним працювати, дуже корисно
знати, хоча б загалом, устрій і функціонування цього об'єкта. Знання це
допомагає осмислено сприймати і систематизувати навички роботи, а не
користуватися запропонованими рекомендаціями чисто механічно. Таке
усвідомлення підкаже, що очікується від системи в змісті її можливостей,
поводження, хиб, і що більш важливо, допоможе орієнтуватися в незвичній
ситуації: у випадку поломки, зміни серверу, програмного забезпечення, появи
нових можливостей і т.п.
Структура функціонування мережі
Сучасні мережі побудовані по багаторівневому принципу. Щоб
організувати зв'язок двох комп'ютерів, потрібно спочатку створити правила
їхньої взаємодії, визначити мову їхнього спілкування, тобто визначити, що
означають сигнали, що посилаються ними і т.д. Ці правила і визначення
називаються протоколом. Для роботи мереж необхідно запастись багатьма
різноманітними протоколами: наприклад, що управляють фізичним зв'язком,
установленням зв'язку по мережі, доступом до різноманітних ресурсів і т.д.
Багаторівнева структура спроектована з метою спростити й впорядкувати цю
безліч протоколів і відношень. Взаємодія рівнів у цій моделі -
субординарна. Кожний рівень може реально взаємодіяти тільки із сусідніми
рівнями (верхнім і нижнім), віртуально - тільки з аналогічним рівнем на
іншому кінці лінії.
Під реальною взаємодією ми розуміємо безпосередню взаємодію,
безпосередню передачу інформації, наприклад, пересилку даних в оперативній
пам'яті з області, відведеній одній програмі, в область іншої програми.
При безпосередній передачі дані залишаються незмінними увесь час. Під
віртуальною взаємодією ми розуміємо опосередковану взаємодію і передачу
даних; тут дані в процесі передачі можуть уже визначеним, заздалегідь
обговореним образом, видозмінюватися.
Рівні роботи мережі
Пересилка бітів
Пересилка бітів відбувається на фізичному рівні схеми ISO OSI. На
жаль, тут усяка спроба стислого і доступного опису приречена на провал.
Потрібно введення величезної кількості спеціальних термінів, понять, описів
процесів на фізичному рівні і т.д. І потім, існує настільки велика
розмаїтість прийомопередавачів і середовищ, що передають, - важко навіть і
обозреть цей океан технологій. Для розуміння роботи мереж цього і не
потрібно. Вважайте, що просто є труба, по якій від краю до краю
перекачуються біти. Саме біти, без всякого розподілу на які-небудь групи
(байти, декади і т.п.).
Пересилка даних
Про організацію блокової, символьної передачі, забезпеченні надійності
пересилки поговоримо на інших рівнях моделі ISO OSI. Тобто. функції
канального рівня в Internet розподілені по інших рівнях, але не вище
транспортного. У цьому смислі Internet не зовсім відповідає стандарту ISO.
Тут канальний рівень займається тільки розбивкою бітового потоку на
символи і кадри і передачею отриманих даних на наступний рівень.
Забезпеченням надійності передачі він себе не навантажує.
Мережі комутації пакетів
Настала пора поговорити про Internet саме як про мережу, а не
павутинню ліній зв'язку і безліч прийомопередавачів. Здавалося б, Internet
цілком аналогічна телефоній мережі, і модель телефонної мережі достатньо
адекватно відбиває її структуру і роботу. Справді, обидва вони електронні,
обидва дозволяють вам установлювати зв'язок і передавати інформацію. І
Internet теж складається, у першу чергу, із виділених телефонних ліній.
Але на жаль! Картина ця зрадлива і призводить до багатьох помилок щодо
роботи Internet, до безліч непорозумінь. Телефонна мережа - це так
називана мережа з комутацією ліній, тобто коли ви робите виклик,
установлюється зв'язок і на увесь час сеансу зв'язку є фізичне з'єднання з
абонентом. При цьому вам виділяється частина мережі, що для інших уже не
доступна, навіть якщо ви мовчки дихайте в трубку, а інші абоненти хотіли б
поговорити по дійсно невідкладній справі. Це призводить до нераціонального
використання дуже дорогих ресурсів - ліній мережі. Internet же є мережею з
комутацією пакетів, що принципово відрізняється від мережі з комутацією
каналів.
Для Internet більш підходить модель, що спочатку може не вселяти
довіри: пошта, звичайна державна поштова служба. Пошта є мережею пакетного
зв'язку. Немає ніякої виділеної вам частини цієї мережі. Ваше послання
перемішується з посланнями інших користувачів, кидається в контейнер,
пересилається в інше поштове відділення, де знову сортируется. Хоча
технології сильно відрізняються, пошта є прекрасним і наочним прикладом
мережі з комутацією пакетів. Модель пошти дивовижно точно відбиває суть
роботи і структури Internet.
Протоколи мережі Internet
Основне, що відрізняє Internet від інших мереж - це її протоколи -
TCP/IP. Взагалі, термін TCP/IP звичайно означає усе, що пов'язано з
протоколами взаємодії між комп'ютерами в Internet. Він охоплює ціле
сімейство протоколів, прикладні програми, і навіть саму мережу. TCP/IP -
це технологія міжмережевої взаємодії, технологія internet. Мережа, що
використовує технологію internet, називається "internet". Якщо мова йде
про глобальну мережу, що об'єднує безліч мереж із технологією internet, то
її називають Internet.
Свою назва протокол TCP/IP одержав від двох комунікаційних протоколів
(або протоколів зв'язку). Це Transmission Control Protocol (TCP) і
Internet Protocol (IP). Незважаючи на те, що в мережі Internet
використовується велике число інших протоколів, мережа Internet часто
називають TCP/IP-мережею, тому що ці два протоколи, безумовно, є
найважливішими.
Як і у всякій іншій мережі в Internet існує 7 рівнів взаємодії між
комп'ютерами: фізичний, логічний, мережний, транспортний, рівень сеансів
зв'язку, представительський і прикладний рівень. Відповідно кожному рівню
взаємодії відповідає набір протоколів (тобто правил взаємодії).
Протоколи фізичного рівня визначають вид і характеристики ліній
зв'язку між комп'ютерами. У Internet використовуються практично усі відомі
в даний час засоби зв'язку від простого проводу (вітая пара) до волоконно-
оптичних ліній зв'язку (ВОЛС).
Для кожного типу ліній зв'язку розроблений відповідний протокол
логічного рівня, що займається керуванням передачею інформації з каналу.
До протоколів логічного рівня для телефонних ліній відносяться протоколи
SLIP (Serial Line Interface Protocol) і PPP (Point to Point Protocol). Для
зв'язку по кабелю локальної мережі - це пакетні драйвери плат ЛОМ.
Протоколи мережного рівня відповідають за передачу даних між устроями
в різних мережах, тобто займаються маршрутизацією пакетів у мережі. До
протоколів мережного рівня належать IP (Internet Protocol) і ARP (Address
Resolution Protocol).
Протоколи транспортного рівня управляють передачею даних з однієї
програми в іншу. До протоколів транспортного рівня належать TCP
(Transmission Control Protocol) і UDP (User Datagram Protocol).
Протоколи рівня сеансів зв'язку відповідають за установку, підтримку і
знищення відповідних каналів. У Internet цим займаються вже згадані TCP і
UDP протоколи, а також протокол UUCP (Unix to Unix Copy Protocol).
Протоколи представительського рівня займаються обслуговуванням
прикладних програм. До програм представительського рівня належать
програми, що запускаються, приміром, на Unix-сервері, для надання
різноманітних послуг абонентам. До таких програм відносяться: telnet-
сервер, FTP-сервер, Gopher-сервер, NFS-сервер, NNTP (Net News Transfer
Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), POP2 і POP3 (Post Office
Protocol) і т.д.
До протоколів прикладного рівня відносяться мережні послуги і програми
їхній надання.
Послуги надані мережею
Всі послуги надані мережею Internet можна умовно поділити на дві
категорії: обмін інформацією між абонентами мережі і використання баз даних
мережі.
До числа послуг зв'язку між абонентами належать.
Telnet - віддалений доступ. Дає можливість абоненту працювати на будь-
якій ЕОМ мережі Internet як на свійї власній. Тобто запускати програми,
змінювати режим роботи і т.д.
FTP (File Transfer Protocol) - протокол передачі файлів. Дає
можливість абоненту обмінюватися двоічними і текстовими файлами з будь-яким
комп'ютером мережі. Установив зв'язок із віддаленим комп'ютером,
користувач може скопіювати файл із віддаленого комп'ютера на свій або
скопіювати файл із свого комп'ютера на віддалений.
NFS (Network File System) - розподілена файлова система. Дає
можливість абоненту користуватися файловою системою віддаленого комп'ютера,
як своєю власною.
Електронна пошта - обмін поштовими повідомленнями з будь-яким
абонентом мережі Internet. Існує можливість відправлення як текстових, так
і двоічних файлів. На розмір поштового повідомлення в мережі Internet
накладається таке обмеження - розмір поштового повідомлення не повинний
перевищувати 64 килобайт.
Новини - одержання мережних новин і електронних дощок оголошень мережі
і можливість розміщення інформації на дошки оголошень мережі. Електронні
дошки оголошень мережі Internet формуються по тематиці. Користувач може за
своїм вибором підписатися на будь-які групи новин.
Rsh (Remote Shell) - віддалений доступ. Аналог Telnet, але працює
тільки в тому випадку, якщо на віддаленому комп'ютері встановлена ОС UNIX.
Rexec (Remote Execution) - виконання однієї команди на віддаленій UNIX-
машині.
Lpr - мережна преса. Відправлення файла на друк на віддаленому
(мережному) принтері.
Lpq - мережний друк. Показує файли, які стоять в черзі на друк на
мережному принтері.
Ping - перевірка доступності віддаленої ЕОМ по мережі.
Talk - дає можливість відкриття "розмови" із користувачем віддаленої
ЕОМ. При цьому на екрані одночасно видно текст, що вводиться і відповідь
віддаленого користувача.
Iptunnel - дає можливість доступу до серверу ЛОМ NetWare із котрим
немає безпосереднього зв'язоку по ЛОМ, а є лише зв'язок по мережі Internet.
Whois - адресна книга мережі Internet. За запитом абонент може
одержати інформацію про приналежність віддаленого комп'ютера, про
користувачів.
Finger - одержання інформації про користувачів віддаленого комп'ютера.
Крім перерахованих вище послуг, мережа Internet надає також такі
специфічні послуги.
Webster - мережна версія тлумачного словника англійської мови.
Факс-сервіс - дає можливість користувачу відправляти повідомлення по
факсимільному зв'язоку, користуючись факсом-сервером мережі.
Електронний перекладач - робить переклад присланого на нього тексту з
однієї мови на іншу. Звернення до електронних перекладачів відбувається за
допомогою електронної пошти.
Шлюзи - дають можливість абоненту відправляти повідомлення в мережі,
що не працюють із протоколами TCPIP (Fido, Goldnet, AT50).
До систем автоматизованого пошуку інформації в мережі Internet
належать такі системи.
Gopher - найбільше широко поширений засіб пошуку інформації в мережі
Internet, що дозволяє знаходити інформацію по ключовим словам і фразам.
Робота із системою Gopher нагадує перегляд змісту, при цьому користувачу
пропонується пройти крізь ряд вкладених меню і вибрати потрібну тему. У
Internet у даний час понад 2000 Gopher-системи, частина з яких є
вузькоспеціалізованими, а частина містить більш різнобічну інформацію.
Gopher дозволяє одержати інформацію без вказівки імен і адрес авторів,
завдяки чому користувач не витрачає багато часу і нервів. Він просто
повідомить системі Gopher, що саме йому потрібно, і система знаходить
відповідні дані. Gopher-серверів понад двох тисячі, тому з їхньою поміччю
не завжди просто знайти необхідну інформацію. У випадку виниклих утруднень
можна скористатися службою VERONICA. VERONICA здійснює
|
