Программные и технические средства информатики.

Программные и технические средства информатики.

 

Существующие в настоящее время компьютеры можно разделить на группы по признаку: «отношение производительность – стоимость». К первой группе можно отнести имеющие наиболее высокую производительность суперкомпьютеры, например производства фирмы Cray Research, высокую стоимость которых приходится игнорировать ради достижения поставленных целей при проектировании высокопроизводительных решений. Ко второй – мэйнфреймы (MainFrame), например фирмы IBM, к третьей миникомпьютеры и рабочие станции (Рабочая станция – персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам) и к четвертой – персональные компьютеры.

1. Общие требования, предъявляемые к современным компьютерам

Среди требований, предъявляемых к современным компьютерам можно выделить: производительность, масштабируемость, управляемость, надежность и отказоустойчивость, совместимость программного обеспечения.

Наряду с производительностью и стоимостью важной характеристикой компьютерных систем является надежность. Надежность достигается за счет применения электронных компонентов с высокой и сверхвысокой степенью интеграции, за счет обеспечения оптимальных тепловых режимов их работы, а также за счет улучшения качества сборки аппаратуры.

Отказоустойчивость - это возможность продолжения вычислений после сбоя. Отказоустойчивость достигается за счет дополнительного аппаратного и программного обеспечения.

Масштабируемость – это возможность расширения существующей системы (увеличение числа процессоров, ёмкости оперативной и внешней памяти …) для прогнозируемого увеличения производительности и пропускной способности системы при приемлемых затратах. Масштабируемость обеспечивается не только архитектурой аппаратных средств, но и средствами программного обеспечения. Масштабируемая система должна быть сбалансирована по всем параметрам.

Следующей важной характеристикой современных компьютеров является совместимость программного обеспечения. Под совместимостью понимается возможность использования программ разработанных для современных компьютеров в компьютерах следующего поколения. Идея программной совместимости впервые была применена разработчиками системы IBM/360.

Классификация компьютеров по областям применения

Персональные компьютеры и рабочие станции

Персональные компьютеры (ПК ) появились в результате эволюции миникомпьютеров при переходе элементной базы машин с малой и средней степенью интеграции на большие и сверхбольшие интегральные схемы. ПК, благодаря своей низкой стоимости, очень быстро завоевали хорошие позиции на компьютерном рынке и создали предпосылки для разработки новых программных средств, ориентированных на конечного пользователя.

Персональные компьютеры в настоящее время имеют достаточную производительность, а рабочие станции на базе UNIX имеют программное обеспечение, способное выполнять большинство функций, которые стали ассоциироваться с понятием "персональной рабочей станции". Вероятно оба этих направления могут серьезно рассматриваться в качестве сетевого ресурса для систем масштаба предприятия.

Серверы

Сервер – это компьютер, предоставляющий имеющиеся у него ресурсы другим компьютерам сети.

Современные системы обработки информации, такие как системы управления базами данных, OLAP, издательские системы, сетевые приложения, системы разработки программного обеспечения и обработки изображений используют модель вычислений "клиент-сервер". При этом часть работы выполняет сервер, а часть пользовательский компьютер. Существует несколько типов серверов, ориентированных на разные применения: файл-сервер, сервер базы данных, принт-сервер, сервер приложений, почтовый сервер.

Существует другая классификация серверов, определяющаяся масштабом сети, в которой они используются: сервер рабочей группы, сервер отдела или сервер масштаба предприятия. Очевидно в зависимости от числа пользователей и характера решаемых ими задач требования к составу оборудования и программного обеспечения сервера, к его надежности и производительности сильно варьируются.

По уровню производительности, функциональным возможностям отдельных компонентов, отказоустойчивости, а также в поддержке многопроцессорной обработки, системного администрирования и дисковых массивов большой емкости серверы вышли в настоящее время на один уровень с мэйнфреймами и мощными миникомпьютерами. Современные серверы характеризуются:

· наличием двух или более центральных процессоров;

· наличием высокоскоростной системной шины;

· большими объемами оперативной и дисковой памяти;

· поддержкой технологии дисковых массивов RAID;

· наличием сетевого адаптера с большой пропускной способностью.

Как правило, серверы работают под управлением операционных систем Linux и Windows. Серверы должны иметь достаточные возможности наращивания дискового пространства и вычислительной мощности, средства обеспечения надежности хранения данных и защиты от несанкционированного доступа.

Мэйнфреймы

Мэйнфрейм - это синоним понятия "большая универсальная ЭВМ". Мэйнфреймы и до сегодняшнего дня остаются наиболее мощными (не считая суперкомпьютеров) вычислительными системами общего назначения. Они могут включать один или несколько процессоров. Прогресс в области элементно-конструкторской базы позволил существенно сократить габариты основных устройств.

Согласно одному из прогнозов Gartner Group, последний мэйнфрейм предполагалось выключить в 1993 году. Срок этот давно истек, но рынок мэйнфреймов остается стабильным и их продажи ежегодно растут.

Первые мэйнфреймы были выпущены корпорацией IBM в апреле 1964 года: именно тогда была разработана архитектурная концепция семейства System/360 (S/360). System/360 стало первым большим семейством компьютеров, позволявшим использовать взаимозаменяемое программное обеспечение и периферийное оборудование. Серия System/360 считается одним из величайших технологических достижений ХХ века.

Современные модели мэйнфреймов IBМ, являющиеся развитием линии S/390, носят название еServer zSeries. Эти серверы основаны на архитектуре z/Architecture. Данная архитектура позволяет обеспечить полноценную поддержку 64-разрядной реальной и виртуальной памяти, поддерживает кластеризацию (до 640 процессоров) и виртуальные машины, позволяющие выполнять до сотни экземпляров других операционных систем (например, Linux), позволяет устранять проблемы, связанные с недостатком адресуемой памяти, и с помощью интеллектуального диспетчера ресурсов (Intelligent Resource Director, IRD) может автоматически направлять имеющиеся ресурсы на решение наиболее приоритетных задач.

Серверы семейства zSeries ориентированы на обеспечение высочайшего уровня доступности приложений. Они отличаются высокой надежностью и наделены средствами самонастройки и самовосстановления, обладают встроенными механизмами предотвращения неисправностей, высокой отказоустойчивостью. Технология наращивания вычислительных ресурсов по требованию (Capacity Upgrade on Demand), реализованная в серверах этой серии, позволяет без нарушения работы системы устанавливать дополнительные центральные процессоры, устройства внутреннего сопряжения, иное аппаратное обеспечение. Отметим, что средний срок наработки на отказ мэйнфреймов этой серии оценивается в 15 лет.

Следует также помнить, что в мире существует огромная инсталлированная база мэйнфреймов, на которой работают десятки тысяч прикладных программных систем. Отказаться от годами наработанного программного обеспечения просто не разумно. Поэтому в настоящее время ожидается рост продаж мэйнфреймов по крайней мере до конца этого столетия.

Суперкомпью́тер

Суперкомпью́тер (supercomputer, СуперЭВМ) –вычислительная машина, значительно превосходящая по своим техническим параметрам большинство существующих компьютеров. Как правило, современные суперкомпьютеры представляют собой большое число высокопроизводительных серверных компьютеров, соединённых друг с другом локальной высокоскоростной магистралью для достижения максимальной производительности.

Определение понятия «суперкомпьютер» не раз было предметом многочисленных споров и дискуссий.

В общеупотребительный лексикон термин «суперкомпьютер» вошёл благодаря распространённости компьютерные системы Сеймура Крэя,, таких как,CDC 6600, CDC 7600,Cray-1, Cray-2, Cray-3, Cray-4. Компьютерные системы Крэя удерживались на вершине рынка в течение 5 лет с 1985 по 1990 годы. На сегодняшний день суперкомпьютеры являются уникальными системами, создаваемыми «традиционными» игроками компьютерного рынка, такими как IBM, Hewlett-Packard, NEC и другими, которые приобрели множество ранних компаний, вместе с их опытом и технологиями. Компания Cray по-прежнему занимает достойное место в ряду производителей суперкомпьютерной техники.

В настоящее время суперкомпьютерами принято называть компьютеры с огромной вычислительной мощностью («числодробилки» или «числогрызы»). Такие машины используются для работы с приложениями, требующими наиболее интенсивных вычислений (например, прогнозирование погодно-климатических условий, моделирование ядерных испытаний и т. п.), что в том числе отличает их от серверов и мэйнфреймов — компьютеров с высокой общей производительностью, призванных решать типовые задачи (например, обслуживание больших баз данных или одновременная работа с множеством пользователей).

Производительность

Производительность суперкомпьютеров чаще всего оценивается и выражается в количестве операций с плавающей точкой в секунду (FLOPS). Первые суперкомпьютеры имели производительность порядка 1 кфлопс, т.е. 1000 операций с плавающей точкой в секунду. Компьютер CDC 6600, имевший производительность в 1 миллион флопсов (1 Мфлопс) был создан в 1964 году. Планка в 1 миллиард флопс (1 Гигафлопс) была преодолена суперкомпьютером Cray-2 в 1985 с большим запасом (1.9 Гигафлопс). Граница в 1 триллион флопс (1 Тфлопс) была достигнута в 1996 году суперкомпьютером ASCI Red. Рубеж 1 квадриллион флопс (1 Пфлопс) был взят в 2008 году суперкомпьютером IBM Roadrunner. Сейчас ведутся работы по созданию к 2016 году экзафлопсных компьютеров, способных выполнять 1 квинтиллион операций с плавающей точкой в секунду.

Кластерные архитектуры

Задача обеспечения продолжительного функционирования системы имеет следующие составляющие: надежность, готовность и удобство обслуживания. В последние годы в литературе все чаще употребляется термин "системы высокой готовности" (High Availability Systems). Все типы систем высокой готовности имеют общую цель - минимизацию времени простоя. Имеется два типа времени простоя компьютера: плановое и неплановое. Минимизация каждого из них требует различной стратегии и технологии. Плановое время простоя обычно включает время, принятое руководством, для проведения работ по модернизации системы и для ее обслуживания. Неплановое время простоя является результатом отказа системы или компонента.

Существует несколько типов систем высокой готовности, отличающиеся своими функциональными возможностями и стоимостью. Стоимость систем высокой готовности на много превышает стоимость обычных систем. Поэтому наибольшее распространение в мире получили кластерные системы, благодаря тому, что они обеспечивают достаточно высокий уровень готовности систем при относительно низких затратах.

Кластер представляет собой два или более компьютеров (часто называемых узлами), объединяемые при помощи сетевых технологий на базе шинной архитектуры или коммутатора и предстающие перед пользователями в качестве единого информационно-вычислительного ресурса. В качестве узлов кластера могут быть выбраны серверы, рабочие станции и даже обычные персональные компьютеры. Узел характеризуется тем, что на нем работает единственная копия операционной системы. Возможности масштабируемостикластеров позволяют многократно увеличивать производительность приложений для большего числа пользователей технологий. Кластеризация может осуществляться на разных уровнях компьютерной системы, включая аппаратное обеспечение, операционные системы, программы-утилиты, системы управления и приложения. Чем больше уровней системы объединены кластерной технологией, тем выше надежность, масштабируемость и управляемость кластера.

Компьютеры, объединенные в кластер, могут при отказе одного процессора перераспределить работу на другие процессоры внутри кластера. Это, возможно, наиболее важная задача многих поставщиков систем высокой готовности.

Первой концепцию кластерной системы анонсировала компания DEC, определив ее как группу объединенных между собой вычислительных машин, представляющих собой единый узел обработки информации. В настоящее время кластеры строятся и на базе серверов с процессорами Intel.

 

Компьютерные сети.

1. Основные термины и понятия.

Компьютерная сеть – это такой способ объединения компьютеров, при котором пользователь одного компьютера может использовать ресурсы, находящиеся на другом компьютере.

Существует три основных типа сетей: локальные (Local Area Network, LAN), глобальные (Wide Area Network, WAN) и региональные (Metropolitan Area Network, MAN).

Локальная сеть объединяет компьютеры, расположенные в непосредственной близости друг от друга, например в пределах одного, или рядом стоящих, зданий.

Основное назначение локальной сети состоит в объединении пользователей для совместной работы. В локальных сетях компьютеры объединяются с помощью высокоскоростной аппаратуры передачи данных, что обеспечивает высокую скорость обмена информацией между компьютерами.

Глобальная сеть – это сеть, объединяющая компьютеры и локальные сети, расположенные по всему миру.

Интернет - это глобальная информационная инфраструктура. Интернет является и механизмом распространения данных, и средой взаимодействия между пользователями и компьютерами вне зависимости от их географического положения.
Первоначально целью создания Интернета являлось объединение компьютерных сетей различных типов. В настоящее время влияние Интернета распространяется не только на области, связанные с использованием компьютеров и телекоммуникаций, но и на общество в целом.
Технология коммутации каналов подразумевает создание непрерывной физической линии связи между двумя абонентами - канала. Соединить всех желающих абонентов друг с другом невозможно, поэтому используется коммутация, то есть возможность предоставления линии связи нескольким абонентам одновременно. Канал состоит из отдельных участков, которые соединяются между собой специальной аппаратурой - коммутаторами. Если абонент хочет установить соединение, то он обращается к ближайшему коммутатору, который, в свою очередь, по свободному каналу обращается к следующему и т. д. В конечном итоге устанавливается прямое соединение двух абонентов, и они могут обмениваться данными.
В результате эксперимента выяснилось, что коммутация каналов не подходит для создания компьютерных сетей. Однако физическое соединение и в том, и в другом случае сохраняется. Все это потребовало применения новой технологии передачи данных - коммутации пакетов.
При использовании этой технологии все передаваемые в сети сообщения разбиваются на небольшие части, которые называются пакетами. Каждый пакет снабжается заголовком, в котором указывается адрес назначения пакета. Коммутаторы, используя адрес, передают пакеты друг другу до тех пор, пока он не достигнет места назначения. Если какой-либо коммутатор слишком загружен и не может передать пакет в течение некоторого времени, он помещает его в очередь пакетов и передает позже.
Проект сети компьютеров на основе коммутации пакетов был разработан в Агентстве перспективных разработок Министерства обороны США (DARPA). Создаваемая сеть получила название ARPANET. В 1969 году началась реализация проекта, в сеть ARPANET были включены четыре удаленных компьютера.
Для включения в сеть большего числа компьютеров необходимо было выработать некоторый единый набор правил, (последовательность передачи, формат сообщений) - протокол. В 1971-72 годах работа над единым протоколом для сети ARPANET была завершена. Этот протокол получил название Network Control Program (NCP). Создание протокола позволило начать разработку прикладных программ для использования в сети. Одной из первых таких программ стала программа электронной почты, которая позволила участникам проекта эффективнее обмениваться информацией между собой.
Основные принципы построения сети:
для включения в Интернет отдельной сети не должно производиться никаких дополнительных изменений;
пакеты в Интернете передаются на основе принципа негарантированной доставки, если пакет не смог достигнуть пункта назначения, то через короткое время он должен быть передан снова;
для соединения сетей используются специальные устройства - маршрутизаторы, которые должны максимально упростить прохождение потока пакетов;
не должно существовать единого, централизованного управления объединенной сетью.
Ключом к объединению сетей стал новый протокол, поддерживающий межсетевое взаимодействие. Первая версия нового протокола появилась в 1973 году. Протокол был назван TCP (Transmission Control Protocol) и обеспечивал доставку сообщений в Интернете. Протокол TCP предоставляет достаточно широкий диапазон транспортных услуг.
TCP прекрасно работает при решении таких задач, как передача файлов или удаленная регистрация, но в некоторых случаях (например, при передаче речи) потери пакетов не могут быть исправлены только средствами TCP, а эти функции должны быть возложены на приложение. Этот факт привел к разделению TCP на два протокола: IP для адресации и передачи отдельных пакетов и TCP для разделения сообщений на пакеты, обеспечения целостности и восстановления потерянных пакетов. Для приложений, которые не хотели использовать TCP, был добавлен альтернативный протокол, названный UDP, который обеспечивал прямой доступ к IP. Объединенный протокол принято называть TCP/IP.
Основной движущей силой при создании ARPANET и Интернета была необходимость обеспечить разделение ресурсов. Соединить два компьютера вместе оказалось гораздо экономичнее, чем копировать их функции. Однако передача файлов, удаленная регистрация и электронная почта произвели гораздо больший эффект, чем предполагалось в то время. Электронная почта, например, предоставила совершенно иной способ взаимодействия людей и изменила природу совместной работы над проектами.
Важно отметить, что одной из ключевых концепций Интернета было не создание одного или нескольких приложений для работы с сетевыми устройствами, а создание общей инфраструктуры, в которой могли бы существовать новые приложения.
Следующим сильным толчком к развитию Интернета было увеличение размеров сети и связанные с этим проблемы управления. Запомнить огромное множество комбинаций IP-адресов практически невозможно. Для того чтобы упростить использование сети людьми, с каждым узлом ассоциировались имена и, таким образом, не было необходимости запоминать числовые адреса. Первоначально существовало ограниченное число узлов, и соответствия адресов и имен можно было хранить в одной таблице. Появление большого количества независимо управляемых сетей привело к тому, что хранить адреса в одной таблице было невозможно, тогда появилась система доменных имен (DNS). DNS представляет собой масштабируемый, распределенный, иерархический механизм разрешения имен узлов и их адресов. К рассмотрению вопросов ее организации мы вернемся в 11.2.5.
Увеличение размеров Интернета потребовало изменения возможностей маршрутизаторов. В 1980 году протокол TCP/IP был принят в качестве стандарта для сети ARPANET. Переход на использование TCP/IP позволил разделить сеть ARPANET на две различные сети: MILNET, предназначенную для военных целей, и ARPANET - для использования исследовательскими и научными организациями. В 1986 году Национальный научный фонд США (NSF) начал создание собственной сети, объединяющей крупные научные суперкомпьютерные центры США..

Организационная структура Интернета
В конце 70-х годов стало понятно, что рост размеров Интернета сопровождается ростом числа заинтересованных групп и, таким образом, необходима координация. Было сформировано несколько координирующих органов. IAB (Internet Architecture Board) занимается координацией деятельности в области развития структуры сети Интернет. IETF (Internet Engineering Task Force) состоит из нескольких рабочих групп, разрабатывающих и утверждающих стандарты для сети Интернет. В настоящее время в IETF существует 75 рабочих групп, изучающих различные аспекты развития Интернета. Впоследствии основным органом, осуществляющим информационную поддержку и регулирование в Интернете, стал Internet Society (ISOC). ISOC является общественной организацией, базирующейся на взносах и пожертвованиях спонсоров. ISOC проводит ежегодные конференции, выпускает информационные материалы, поддерживает информационные серверы.

Современная структура сети Интернет
В настоящее время основу сети Интернет составляют высокоскоростные магистральные сети. Независимые сети подключаются к магистральной сети через точки сетевого доступа NAP (Network Access Point). Независимые сети рассматриваются как автономные системы, то есть каждая из них имеет собственное административное управление и собственные протоколы маршрутизации. Изменение протоколов маршрутизации внутри автономной системы не влияет на работу остальных систем. Деление сети Интернет на автономные системы позволяет распределить информацию о топологии всей сети и существенно упростить маршрутизацию.
Автономная система должна состоять не менее чем из 32 меньших по размеру сетей. Обычно в качестве автономных систем выступают крупные, независимые, национальные сети. Примерами подобных сетей являются сеть EUNet, охватывающая страны центральной Европы, сеть RUNet, объединяющая университеты России. Автономные сети могут образовывать компании, специализирующиеся на предоставлении услуг доступа в сеть Интернет, - провайдеры. Такими провайдерами, например, являются компания UUNET в США и компания Relcom в России.
Сети, включенные в автономные системы, представляют собой региональные сети, сети университетов, исследовательских центров и коммерческих фирм, а также сети более мелких региональных провайдеров.
Важным параметром, определяющим качество работы в сети Интернет, является скорость доступа к ресурсам сети. Скорость доступа определяется пропускной способностью канала связи внутри автономной системы и между автономными системами.

Основные протоколы сети Интернет
В основном в сети Интернет используется семейство протоколов TCP/IP. Рассмотрим более подробно структуру протоколов TCP/IP с точки зрения модели OSI.
На канальном и физическом уровнях модели OSI TCP/IP поддерживает многие из существующих стандартов, определяющих среду передачи данных. Это могут быть, например, технологии Ethernet и FDDI для локальных компьютерных сетей или Х.25 и ISDN для организации крупных территориальных сетей. На этом уровне также могут использоваться протоколы РРР и SLIP, предназначенные для установления соединения с использованием аналоговых линий связи.
Основой семейства протоколов TCP/IP является сетевой уровень, представленный протоколом IP, а также различными протоколами маршрутизации. Этот уровень предоставляет адресное пространство, обеспечивает перемещение пакетов в сети, а также управляет их маршрутизацией.
Размеры пакета, параметры передачи, контроль целостности осуществляются на транспортном уровне протоколом TCP. Протокол UDP работает на том же уровне, но применяется в том случае, когда требования к надежности передачи данных менее жесткие.

 

Адресация в сети Интернет
Каждый компьютер, включенный в сеть Интернет, имеет уникальный IP-адрес, на основании которого протокол IP передает пакеты в сети. IP-адрес состоит из четырех байтов и записывается в виде четырех десятичных чисел, разделенных точками, например:
194.85.120.66
IP-адрес состоит из двух логических частей: номера сети и номера узла в сети. Если сеть, в которую включен компьютер пользователя, является частью Интернета, то номер сети выдает специальное подразделение Интернета - InterNIC (Internet Network Information Center) или его представители. Номер узла определяет администратор сети.
В зависимости от того, какое количество байтов в IP-адресе выделяется для номера сети и номера узла, выделяют несколько классов IP-адресов.
Если номер сети занимает один байт, а номер узла три байта, то такой адрес относится к классу А. Количество узлов в сети класса А может достигать 224, или 16 777 216. Номер сети класса А меняется в диапазоне от 1.0.0.0 до 126.0.0.0. Если под номер сети и номер узла отводится по два байта, то адрес принадлежит к классу В. Количество возможных узлов в сети класса В составляет 216, или 65536 узлов. Номер сети класса В меняется от 128.0.0.0 до 191.255.0.0.
Если под номер сети отводится три байта, то адрес принадлежит к классу С. Количество узлов в сети класса С ограничено 28, или 256. Номер сети меняется от 192.0.1.0 до 223.255.255.0.
Например, в IP-адресе 194.85.120.66, 0.0.0.66 - это номер узла в сети класса С с номером 194.85.120.0.
Существует несколько специальных IP-адресов. Так, например, адрес 127.0.0.1 определяет локальную машину пользователя и используется для тестирования различных программ. При этом данные по сети не передаются.

11.2.2. Протокол IP
Протокол IP представляет собой основу протоколов TCP/IP. Протокол IP относится к типу протоколов без установления соединения, то есть - никакой управляющей информации кроме той, что содержится в самом IP-пакете, по сети не передается. Кроме того, протокол IP не гарантирует надежной доставки сообщений.
Поток данных протокол IP разбивает на определенные части - дейтаграммы и рассматривает каждую дейтаграмму как независимую единицу, не имеющую связи с другими дейтаграммами. Дейтаграмма - общее название единицы данных, которыми оперируют протоколы без установления соединения. Основной задачей протокола IP является передача дейтаграмм между сетями. Часто дейтаграммы, передаваемые с помощью протокола IP, называют IP-пакетами.

11.2.3. Протокол TCP/IP
Так как протокол IP не гарантирует надежную доставку сообщений, эту задачу решает протокол TCP. В отличие от протокола IP, протокол TCP устанавливает логическое соединение между взаимодействующими процессами. Перед передачей данных посылается запрос на начало сеанса передачи, получателем посылается подтверждение.
Надежность протокола TCP заключается в том, что источник данных повторяет их посылку в том случае, если не получит в определенный промежуток времени от адресата подтверждения их успешного получения. Части, на которые протокол TCP разбивает поток данных, принято называть сегментами,
Каждый сегмент предваряется заголовком. В заголовке сегмента существует поле контрольной суммы. Если при пересылке данные повреждены, то по контрольной сумме протокол TCP может это определить. Поврежденный сегмент уничтожается, а источнику ничего не посылается. Если данные не были повреждены, то они пропускаются на сборку сообщения приложения, а источнику отправляется подтверждение.
Для транспортировки сегментов протокол TCP использует протокол IP. Перед отправкой протокол TCP помещает сегменты в оболочку IP-пакета.

11.2.4. Порты и соединения
Задача протокола TCP заключается в передаче данных между любыми прикладными процессами, выполняющимися на компьютерах в сети. На каждом компьютере может выполняться одновременно несколько процессов. Для того чтобы доставить сообщение определенному процессу, необходимо каким-то образом идентифицировать его среди других. Идентификатор процесса носит название номера порта. Номер порта и IP-адрес компьютера однозначно определяют процесс, работающий в сети. Набор этих параметров называется сокет.
За некоторыми процессами номера портов закреплены. Так, например, порт 21 закреплен за службой удаленного доступа к файлам FTP, порт 23 - за службой удаленного управления telnet.
Для организации надежной передачи данных предусматривается установление логического соединения между прикладными процессами, которое определяется парой сокетов взаимодействующих процессов. В процессе соединения осуществляется подтверждение правильности приема сообщений и при необходимости выполняется повторная передача.

11.2.5. Система доменных имен DNS
Человеку крайне неудобно использовать числовые IP-адреса, поэтому логичным представляется создание механизма', позволяющего ставить в соответствие IP-адресам символьные имена. В сети Интернет для этой цели используется система доменных имен (DNS), которая имеет иерархическую структуру. Младшая часть доменного имени соответствует конечному узлу сети. Составные части отделяются друг от друга точкой. Например, mail.econ.pu.ru. У одного узла может быть несколько имен.
Совокупность имен, у которых несколько старших частей доменного имени совпадают, называется доменом. Например, имена mail.econ.pu.ru и www.econ.pu.ru принадлежат домену econ.pu.ru.
Самым главным является корневой домен. Далее следуют домены первого, второго и третьего уровней. Корневой домен управляется InterNIC. Домены первого уровня назначаются для каждой страны, при этом принято использовать трехбуквенные и двухбуквенные аббревиатуры. Так, например, для России домен первого уровня - ru, для США - us. Кроме того, несколько имен доменов первого уровня закреплено для различных типов организаций:
com - коммерческие организации (например, ibm.com);
edu - образовательные организации (например, spb.edu);
gov - правительственные организации (например, loc.gov);
org - некоммерческие организации (например, w3.org);
net - организации, поддерживающие сети (например, ripn.net);
Для каждого имени домена создается свой DNS-сервер, который хранит базу данных соответствий IP-адресов и доменных имен, расположенных в данном домене, а также содержит ссылки на DNS-серверы доменов нижнего уровня. Таким образом, для того чтобы получить адрес компьютера по его доменному имени, приложению достаточно обратиться к DNS-серверу корневого домена, а тот, в свою очередь, перешлет запрос DNS-серверу домена нижнего уровня. Благодаря такой организации системы доменных имен нагрузка по разрешению имен равномерно распределяется среди DNS-серверов.

11.3. Электронная почта
Система электронной почты позволяет доставить сообщение на любой компьютер, включенный в сеть Интернет. Сообщение может содержать текст или файл практически любого формата - графику, музыку и т. д.
Все пользователи электронной почты имеют уникальные адреса. Адрес пользователя зарегистрирован в определенном домене Интернета. С каждым доменом связан почтовый сервер, управляющий адресами пользователей.
Пользователь набирает текст письма в специальной программе, которая называется почтовым клиентом. Эта программа, в зависимости от возможностей, позволяет создавать и редактировать новые письма, обрабатывать пришедшие, хранить и систематизировать переписку и т. д.
Почтовый клиент помещает письмо в "почтовый ящик" пользователя, расположенный на почтовом сервере. Сервер, в свою очередь, передает письмо на почтовый сервер адресата.

11.3.1. Адрес электронной почты
В Интернете принята система адресов, которая базируется на доменном адресе машины, подключенной к сети. Адрес пользователя состоит из двух частей, разделенных символом "@": Например: [e-mail]
В данном случае Jones - это имя пользователя. A Registry, org - адрес, доменное имя почтового сервера.

11.3.2. Формат сообщения электронной почты
Почтовое сообщение состоит из трех частей: конверта, заголовка и тела сообщения. Пользователь видит только заголовок и тело сообщения. Конверт используется только программами доставки. Заголовок всегда находится перед телом сообщения и отделен от него пустой строкой. RFC-822 регламентирует содержание заголовка сообщения. Заголовок состоит из полей. Поля состоят из имени поля и содержания поля. Имя поля отделено от содержания символом ":". Минимально необходимыми являются поля Date, From, cc или То, Поле Subject определяет тему сообщения, Reply to - пользователя, которому отвечают, Comment - комментарий, In reply to - показывает, что сообщение относится к типу "В ответ на Ваше сообщение, отвечающее на сообщение, отвечающее..", X special action - поле, определенное пользователем, которое не определено в стандарте.
Следует сказать, что формат сообщения постоянно дополняется и совершенствуется. Так в RFC-1327 введены дополнительные поля для совместимости с почтой Х.400. Кроме того, следует обратить внимание на поля некоторых, довольно часто встречающихся заголовков, которые не регламентированы в RFC-822. Так, первое предложение заголовка, которое начинается со слова "From", содержит UUCP - путь сообщения, по которому можно определить, через какие машины сообщение "пробиралось". Поле Received: содержит транзитные адреса почтовых серверов с датой и временем прохождения сообщения. Вся эта информация полезна при разборе трудностей с доставкой почты.
Возможности электронной почты не ограничиваются только пересылкой корреспонденции. По почте можно получить доступ ко многим ресурсам Интернета, которые используют почтовых роботов, отвечающих на запросы пользователей. Поэтому имеет смысл более детально изучить программное обеспечение, поддерживающее электронную почту. Стандарт MIME (или, в нотации Интернета, RFC-1341) предназначен для описания тела почтового сообщения Интернета. Предшественником MIME является Стандарт почтового сообщения ARPA (RFC-822). Стандарт RFC-822 был разработан для обмена текстовыми сообщениями. С момента опубликования стандарта возможности аппаратных средств и телекоммуникаций ушли далеко вперед и стало ясно, что многие типы информации, которые широко используются в сети, невозможно передать по почте без специальных преобразований. Так, в тело сообщения нельзя включить графику, аудио, видео и другие типы информации. RFC-822 не дает возможностей для передачи даже текстовой информации, которую нельзя реализовать 7-битовой кодировкой ASCII. Естественно, что при использовании RFC-822 не может быть и речи о передаче размеченного текста для отображения его различными стилями. Ограничения RFC-822 становятся еще более очевидными, когда речь заходит об обмене сообщениями в разных почтовых системах. Например, для приема/передачи сообщений из/в Х.400 (новый стандарт ISO), который позволяет иметь двоичные данные в теле сообщения, ограничения старого стандарта могут стать фатальными, так как в этом случае не спасает старый испытанный способ кодировки информации процедурой uuencode, так как эти данные могут быть интерпретированы различным образом в Х.400 и в программе рассылки почты в Интернете (mail-agent).
В некотором смысле стандарт MIME ортогонален стандарту RFC-822. Если последний подробно описывает в заголовке почтового сообщения текстовое тело письма и механизм его рассылки, то MIME ориентирован главным образом на описание в заголовке письма структуры тела почтового сообщения и возможности составления письма из информационных единиц различных типов. В стандарте зарезервировано несколько способов представления разнородной информации. Для этого используются специальные поля заголовка почтового сообщения:
поле версии MIME, которое используется для идентификации сообщения, подготовленного в новом стандарте;
поле описания типа информации в теле сообщения, которое позволяет обеспечить правильную интерпретацию данных;
поле типа кодировки информации в теле сообщения, указывающее на тип процедуры декодирования;
два дополнительных поля, зарезервированных для более детального описания тела сообщения.
Стандарт MIME разработан как расширяемая спецификация, в которой подразумевается, что число типов данных бу