Определение и принципы сети Интернет.

Интернет (Internet) — всемирная система объединённых компьютерных сетей. Часто упоминается как Всемирная сеть и Глобальная сеть, а также просто Сеть. Построена на базе стека протоколов TCP/IP. На основе Интернета работает Всемирная паутина (World Wide Web, WWW) и множество других систем передачи данных.

· Метод передачи сообщений – коммутация пакетов.

· Сеть должна объединять компьютеры разных фирм изготовителей, с разной архитектурой и разным ПО

· Архитектура сеть должна быть адаптивной, т.е. сеть должна уметь автоматически отключать (обходить) поврежденные участки

Виды услуг, предоставляемых в сети Интернет.

1. Всемирная паутина (World Wide Web) – наиболее популярный вид услуги, с помощью которой вы можете найти и прочитать HTML-документ, расположенный в любом месте Интернета

2. электронная почта (E-mail) – самый первый вид услуги, который начал использоваться в Интернете. Скорость обмена сообщениями с помощью электронной почты огромна и мало зависит от расстояния между абонентами

3. списки рассылки (Mailing list) – списки рассылки, основанные на электронной почте. Вы можете подписаться на любой из множества имеющихся списков рассылки

4. телеконференции (News) – телеконференции позволяют вести дискуссии по интересующим вас темам. В отличие от электронной почты, все сообщения в телеконференции сгруппированы по темам и посылаются не индивидуальным пользователям, а помещаются в группы новостей

5. копирование файлов (FTP) – в Интернете имеются FTP-серверы, на которых содержится информация, предназначенная для общего пользования. С помощью клиентской FTP-программы вы можете обмениваться файлами с РТР-сервером

6. поиск файлов (Archie, WAIS) - специальные серверы в Интернете хранят информацию о файлах, находящихся на отдельных узлах Интернета. С помощью программ поиска файла вы можете обращаться к этим серверам и найти требуемый вам файл

7. разговоры в сети (Internet Relay Chat) - позволяет общаться одновременно многим участникам разговора путем ввода текста на клавиатуре

WWW. История появления. Основные понятия.

World Wide Web (сервис интернет). Разработка этого проекта была начата в 1989 году в Европейском центре ядерных исследований (CERN). World Wide Web – это распределенная информационная информационная система мультимедиа, основанная на гипертексте. (Тимоти Бернс Ли)

Информация в WWW представляется в виде документов, каждый из которых может содержать как внутренние перекрёстные ссылки, так и ссылки на другие документы хранящиеся на том же самом или на любом другом сервере. Такие ссылки называются гиперссылками или гиперсвязками. Выбирая гиперссылки, ползователь может быстро перемещаться между документами и их частями.

Можно сказать, что Всемирная паутина стоит на «трёх китах»: HTTP, HTML и URL.

HTTP (сокр. от англ. HyperText Transfer Protocol — «протокол передачи гипертекста») — протокол прикладного уровня передачи данных (изначально — в виде гипертекстовых документов). Основой HTTP является технология «клиент-сервер», то есть предполагается существование потребителей (клиентов), которые инициируют соединение и посылают запрос, и поставщиков (серверов), которые ожидают соединения для получения запроса, производят необходимые действия и возвращают обратно сообщение с результатом

HTML (от англ. HyperText Markup Language — «язык разметки гипертекста») — стандартный язык разметки документов во Всемирной паутине. Большинство веб-страниц создаются при помощи языка HTML (или XHTML). Язык HTML интерпретируется браузером и отображается в виде документа, в удобной для человека форме.

Единый указатель ресурсов (англ. URL — Uniform Resource Locator) — единообразный локатор (определитель местонахождения) ресурса. Ранее назывался Universal Resource Locator — универсальный локатор ресурса. URL — это стандартизированный способ записи адреса ресурса в сети Интернет.

+ можно почитать конспект (лекция 5) 15.03.12

Протоколы электронной почты

Без протоколов SMTP, РОРЗ и IMAP невозможна работа электронной почты. Задача SMTP, РОРЗ и IMAP — организация обмена электронными сообщениями. Особенностью почтовых протоколов является однозадачность, например, протокол, отсылающий сообщения, не способен их принимать, и наоборот. Именно поэтому такие протоколы работают парами.

SMTP (англ. Simple Mail Transfer Protocol — простой протокол передачи почты) — это сетевой протокол, предназначенный для передачи электронной почты в сетях TCP/IP. SMTP используется для отправки почты от пользователей к серверам и между серверами для дальнейшей пересылки к получателю. Для приёма почты, почтовый клиент должен использовать протоколы POP3 или IMAP. Работа с SMTP происходит непосредственно на сервере получателя. Поддерживает функции: установление соединения, аутентификация, передача данных.

POP3 (англ. Post Office Protocol Version 3 — протокол почтового отделения, версия 3) используется почтовым клиентом для получения сообщений электронной почты с сервера. Обычно используется в паре с протоколом SMTP. Предыдущие версии протокола (POP, POP2) устарели. В протоколе POP3 предусмотрено 3 состояния сеанса:

- авторизация – клиент проходит процедуру аутентификации.

- транзакция – клиент получает информацию о состоянии почтового ящика, принимает и удаляет почту.

- обновление – сервер удаляет выбранные письма и закрывает соединение.

IMAP (англ. Internet Message Access Protocol — «Протокол доступа к электронной почте Интернета») — протокол прикладного уровня для доступа к электронной почте.

Аналогично POP3, служит для работы с входящими письмами, однако обеспечивает дополнительные функции, в частности, возможность поиска по ключевому слову без сохранения почты в локальной памяти. IMAP предоставляет пользователю обширные возможности для работы с почтовыми ящиками, находящимися на центральном сервере. Почтовая программа, использующая этот протокол, получает доступ к хранилищу корреспонденции на сервере так, как будто эта корреспонденция расположена на компьютере получателя. Электронными письмами можно манипулировать с компьютера пользователя (клиента) без постоянной пересылки с сервера и обратно файлов с полным содержанием писем. + можно почитать конспект (лекция 5) 15.03.12

Стек протоколов TCP/IP

Протокол — стандарт, описывающий правила взаимодействия функциональных блоков при передаче данных.

Интерфейс – это набор функций, который нижележащий уровень предоставляет вышележащему.

Стек протоколов – это набор протоколов разных уровней, достаточных для организации взаимодействия систем.

Сетевая модель OSI (англ. open systems interconnection basic reference model — базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем, сокр. ЭМВОС; 1978 г.) — абстрактная сетевая модель для коммуникаций и разработки сетевых протоколов.

Уровни OSI:

1. Физический уровень (англ. physical layer) — нижний уровень модели, предназначенный непосредственно для передачи потока данных. Другими словами, осуществляет интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством.

Характеристики: уровни напряжений, временные параметры изменённых напряжений, скорости физической передачи данных, максимальные расстояния передачи информации, физические разъемы и др.

2. Канальный уровень (англ. data link layer) предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Полученные с физического уровня данные он упаковывает в кадры, проверяет на целостность, если нужно, исправляет ошибки (формирует повторный запрос поврежденного кадра) и отправляет на сетевой уровень. Канальный уровень может взаимодействовать с одним или несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этим взаимодействием.

3. Сетевой уровень (англ. network layer) модели предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и «заторов» в сети.

4. Транспортный уровень (англ. transport layer) модели предназначен для обеспечения надёжной передачи данных от отправителя к получателю. При этом уровень надёжности может варьироваться в широких пределах. TCP обеспечивает надёжную непрерывную передачу данных, исключающую потерю данных или нарушение порядка их поступления или дублирования, может перераспределять данные, разбивая большие порции данных на фрагменты и наоборот склеивая фрагменты в один пакет.

5. Сеансовый уровень (англ. session layer) модели обеспечивает поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений.

6. Представительный уровень (уровень представления; англ. presentation layer) обеспечивает преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных. Прикладной уровень (уровень приложений; англ. application layer) — верхний уровень модели, обеспечивающий взаимодействие пользовательских приложений с сетью:

1. позволяет приложениям использовать сетевые службы:

· удалённый доступ к файлам и базам данных,

· пересылка электронной почты;

2. отвечает за передачу служебной информации;

3. предоставляет приложениям информацию об ошибках;

4. формирует запросы к уровню представления.

Стек протоколов TCP/IP (англ. Transmission Control Protocol/Internet Protocol, Протокол управления передачей) — набор сетевых протоколов разных уровней модели сетевого взаимодействия DOD, используемых в сетях. Протоколы работают друг с другом в стеке (англ. stack, стопка) — это означает, что протокол, располагающийся на уровне выше, работает «поверх» нижнего, используя механизмы инкапсуляции. Например, протокол TCP работает поверх протокола IP.

Стек протоколов TCP/IP основан на модели сетевого взаимодействия DOD и включает в себя протоколы четырёх уровней:

- прикладного (application),

- транспортного (transport),

- сетевого (network),

- канального (data link).

- физического

Протоколы этих уровней полностью реализуют функциональные возможности модели OSI. На стеке протоколов TCP/IP построено всё взаимодействие пользователей в IP-сетях. Стек является независимым от физической среды передачи данных.

Адресация в сети Интернет.

Адресация – способ идентификации логических узлов в вычислительных сетях, при котором каждому абоненту сети по определённому правилу присваивается уникальный номер или имя.

Классификация адресов:

· Уникальный адрес используется для идентификации отдельных интерфейсов.

· Групповой адрес идентифицирует сразу несколько интерфейсов, поэтому данные с таким адресом доставляются каждому из узлов, входящих в группу.

· Широковещательный адрес – данные должны быть доставлены всем узлам сети.

· Адрес производственной рассылки определён в IPv6. Задает группу адресов, но данные д.б. доставлены не всем узлам группы, а какому-либо из них.

Каждый компьютер в сети имеет адреса трех уровней:

1. Физический адрес определяется технологией, с помощью которой построена отдельная сеть.

MAC-адрес (от англ. Media Access Control — управление доступом к среде, также Hardware Address) — это уникальный идентификатор, присваиваемый каждой единице оборудования компьютерных сетей.

2. Сетевой адрес - IP-адрес (айпи-адрес, сокращение от англ. Internet Protocol Address) — уникальный сетевой адрес узла в компьютерной сети, построенной по протоколу IP. В сети Интернет требуется глобальная уникальность адреса; в случае работы в локальной сети требуется уникальность адреса в пределах сети. В версии протокола IPv4 IP-адрес имеет длину 4 байта.

3. Логический (доменный адрес) - уникальное имя компьютера, подключённого к Интернет. Состоит из слов, разделённых точками. Слова пишутся латинскими символами и цифрами. Пробелов и знаков препинания нет исключение - точки) Доменный адрес - более практичный аналог IP-адреса.

IP-адрес

Существует определенная структура IP-адреса (см. картинку). Адрес состоит из двух логических частей - номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая - к номеру узла, определяется значениями первых бит адреса. Значения этих бит являются также признаками того, к какому классу относится тот или иной IP-адрес.

Структура IP адреса в разных классах сетей.

Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А и номер сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне от 1 до 126. (Номер 0 не используется, а номер 127 зарезервирован для специальных целей.) Сетей класса А немного, зато количество узлов в них может достигать 16 777 216 (2 в 24-ой степени).

Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В. В сетях класса В под номер сети и под номер узла отводится по 16 бит, то есть по 2 байта. Таким образом, сеть класса В является сетью средних размеров с максимальным числом узлов 65 536 (2 в 16-ой степени).

Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С. В этом случае под номер сети отводится 24 бита, а под номер узла - 8 бит. Сети этого класса наиболее распространены, число узлов в них ограничено 256 узлами (2 в 8-ой степени).

Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом класса D и обозначает особый, групповой адрес - multicast. Если в пакете в качестве адреса назначения указан адрес класса D, то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес.

Если адрес начинается с последовательности 11110, то это значит, что данный адрес относится к классу Е. Адреса этого класса зарезервированы для будущих применений.

Ниже в таблице приведены диапазоны номеров сетей и максимальное число узлов, соответствующих каждому классу сетей

Большие сети получают адреса класса А, средние - класса В, а маленькие класса С.

Отметим, что хосты с несколькими интерфейсами имеют несколько IP адресов: по одному на каждый интерфейс.

Так как каждый интерфейс, подключенный к сети, должен иметь уникальный адрес, встает вопрос распределения IP адресов в глобальной сети Интернет. Этим занимается сетевой информационный центр (Интернет Network Information Center или InterNIC). InterNIC назначает только сетевые идентификаторы (ID). Назначением

идентификаторов хостов в сети занимаются системные администраторы.