Всемирная компьютерная сеть – Интернет

 

Всемирная компьютерная сеть, или Интернет – это объединение локальных, региональных и национальных компьютерных сетей в одно информационное пространство без территориальных и национальных границ. Сегодня Интернет представляет собой глобальное средство коммуникаций, обеспечивающее обмен различной информацией – текстовой, графической, ауди- и видеоинформацией, онлайновыми службами по всей планете. К настоящему времени количество пользователей Интернета уже превышает 800 млн.

Связь между компьютерами нельзя понимать как прямое физическое или виртуальное соединение. Компьютеры обмениваются информацией в виде пакетов, каждый из которых промаркирован и доставляется адресату различными путями, по различным маршрутам. В пункте назначения эти пакеты соединяются в установленном порядке, и конечный пользователь получает информацию в готовом виде. В отличие от телефонной и радиосвязи информация в Интернете не только передается, но и хранится на жестких дисках, называемых серверами, или узлами связи (хостами) Интернета.

Хотя принцип объединения нескольких сетей в единое вневедомственное национальное информационное пространство возник в США еще в 1969 году в виде сети ARPANET, настоящей датой рождения Интернета считается 1983 год. В это время была решена проблема устойчивости соединения разнообразных компьютерных устройств путем разработки и утверждения единого протокола обмена данными TCP/IP.

Иными словами, протокол TCP/IP – это не один, а два самостоятельных протокола. Первый из них – ТСР (Transmission Control Protocol) – протокол транспортного уровня. Он управляет тем, как происходит передача информации. Согласно этому протоколу отправляемая информация «нарезается» на небольшие пакеты, каждый из которых маркируется таким образом, чтобы на компьютере получателя все пакеты были правильно собраны. Пакеты информации отправляются по разным маршрутам в зависимости от их структуры и загруженности сети. С другой стороны, два физически соединенных компьютера могут одновременно поддерживать различные ТСР-соединения.

Протокол IP (Internet Protocol) – адресный. Он определяет, куда должна доставляться необходимая информация. Суть этого протокола состоит в том, что каждому участнику сети присваивается свой уникальный адрес (IP-адрес) – постоянный или временный, т.е. только на момент соединения. Этот адрес выражается четырьмя байтами, например, 567.55.32.88. Поскольку один байт может иметь 256 различных значений, теоретически число возможных уникальных IP-адресов составляет около 4 миллиардов. IP-протокол определяет, по какому маршруту следует направить конкретный блок (пакет) информации. Оптимизацией маршрута движения информации занимаются специальные компьютеры и программы (маршрутизаторы), находящиеся на узловом сервере сети.

Кроме вышеназванной пары протоколов TCP/IP, существуют и другие,

например, протокол UDP (User Datagram Protocol). Его предпочтительнее применять при передаче потоковой видео- и аудиоинформации. При UDP-транспортировке данные помещают в специальный UDP-конверт, который, в свою очередь, упаковывается в IP-конверт. Если в локальной сети функционируют другие протоколы передачи данных (например, UUCP или BITnet), то выход в Интернет осуществляется через особое устройство, именуемое шлюзом, преобразующим их в типовой протокол TCP/IP и обратно.

Для подключения компьютера к Интернету имеются специальные организации – провайдеры. С ними решаются все вопросы, связанные с использованием различных ресурсов Интернета. Возможно два варианта подключения к сети. Первый – без постоянного соединения с сервером (режим off-line). При нем соединение устанавливается только на момент связи с помощью модемов, коммуникационных и сервисных служб. Другой вид соединения – режим on-line, при котором пользователь постоянно соединен с сервером, а через него – со всем Интернетом. Режим off-line более экономичен, так как позволяет более детально ознакомиться через Интернет с полученными материалами и в свою очередь более вдумчиво и осмысленно подготовить ответ своему корреспонденту. Режим on-line более мобилен, он создает эффект присутствия при обмене информацией со своим корреспондентом или сервером.

Способы подключения к Интернету могут быть различными. Самый простой из них – через модем, связывающий компьютер с телефонной сетью (модемная связь) При этом номер телефона устанавливается провайдером. Иногда такую связь образно называют Dial-Up. Ориентировочная скорость передачи информации в таком варианте составляет около 50 Кбит/c, что равняется приблизительно одной web-страницы. При работе с телефонными сетями необходимо очень критично подходить к выбору модема. Нередко именно он является «узким горлышком», тормозящим передачу информации.

В последнее время появились модемы, использующие сложную схему сжатия «технологию 56К». Суть ее вкратце сводится к изменению скорости обработки запросов и ответов. Первая на порядок ниже, чем вторая. Поэтому на практике это реализовано как асимметричная работа модема по различной степени сжатия сигнала туда и обратно.

Оптоволоконная сеть обладает наибольшей пропускной способностью и в настоящее время является наиболее прогрессивным, но и весьма дорогим коммуникационным решением. Волоконно-оптический кабель имеет пропускную способность, равную 100-1000 Мбит/с. В зависимости от типа кабеля (много- или одномодовой) предельная дальность передачи данный может достигать 50 км. Передача данных с коммутацией пакетов по линиям телефонной связи – наиболее дешевая и наименее стабильная. Дальность передачи данных не ограничена. Однако пропускная способность канала весьма невелика – всего 25–56 кбит/с. Передача данных по сети ISDN с коммутацией каналов обеспечивает приемлемую стабильность и удовлетворительную пропускную возможность: от 128 Кбит/с (ISDN BRI) до 2 Мбит/с (ISDN PRI). Дальность передачи данных не ограничена. Однако возможность доступа к сетям этого типа в России пока еще по техническим причинам затруднена.

В последнее время получает распространение новый способ выхода в Интернет через телефонный модем – ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line – асимметричная цифровая абонентская линия). Суть этого способа состоит в разделении сигналов в телефонной линии и потоков компьютерных данных по частоте с помощью специального модема и дополнительного устройства, называемого сплиттером (рис.6.6).

 

Рис. 6.6. Схема асимметричной абонентской телефонной линии ADLS

Последние разделяют низкочастотные сигналы голосовой речи и направляют их на телефонный аппарат, а высокочастотные сигналы проходят по кабелю к компьютеру. В результате одна абонентская линия используется для двух разных целей – для телефонного разговора и высокоскоростного доступа в Интернет.

При этом технология ADSL-доступа в Интернет является асимметричной: нисходящий от провайдера к клиенту поток данных (downstream) имеет скорость до 5-8 Мбит/с, скорость восходящего потока данных (от клиента к провайдеру) – upstream обычно составляет около 1,5 Мбит/с. Поскольку «нисходящая» информация существенно полезнее для клиента, чем «восходящая», ALSL-доступ в Интернет постепенно завоевывает все большую популярность.

Получает распространение на рынке телекоммуникационных услуг технология WAP (Wireless Application Protocol – протокол беспроводной связи). Он позволяет осуществлять выход в Интернет через мобильный телефон. По асинхронной схеме строится доступ в Интернет через спутник. При этом «нисходящий» поток данных приходит к клиенту на подключенную к компьютеру спутниковую антенну со скоростью до 1000 Мбит/с. «Восходящий» поток информации направляется от клиента к «наземному» провайдеру через обычный телефонный модем, следовательно, с небольшой скоростью – до 56 Кбит/с.

Беспроводный канал Wireless, или Wi-Fi, предназначен в основном для передачи данных внутри корпоративных сетей и дистанционного подключения к сети Интернет, пропускная его способность в стандарте 802.11g достигает 54 Мбит/с, радиус связи – несколько сот метров.

Ниже сведены в табл. 6.1 наиболее распространенные каналы связи для передачи данных, в том числе медицинских. Эти каналы могут быть использованы для передачи текстовой и графической информации. Наиболее скоростные из них предпочтительно использовать для видеоконференций и дистанционных консультаций. Особые требования в пропускной способности канала связи предъявляются тогда, когда в ходе обмена данных используются медицинские изображения: рентгенограммы, картины гистологических срезов, фотографии пациентов.

Т а б л и ц а 6.1

Каналы связи для передачи медицинских данных

Каналы связи	Скорость передачи данных	Предельное расстояние
Выделенные телефонные линии Коммутируемые телефонные линии (Dial-Up) Технология 56К   Ethernet 10BaseT (медный кабель) Ethernet 100BaseTX (медный кабель) Ethernet 100BaseFX (волоконно-оптический кабель) GigaEthernet (волоконно-оптический кабель) ISDN Радиочастотные каналы: Bluetooth Wi-Fi ADSL (асимметричный канал) Спутниковая связь (асимметричный канал)	2 Мбит/с   56 Кбит/с     200–300 Кбит/с   10 Мбит/с   100 Мбит/с   100 Мбит/с     1000 Мбит/с   2 Мбит/с   2–-5 Мбит/c 2–5 Мбит/c 2–8Мбит/c (downstream) 1,5 Мбит/c (upstream) 1000Мбит/c (downstream) 56 кбит/c (upstream)	До 10 км   Не ограничена     Не ограничена   До 200 м   До 200 м   До 5 км     До 50 км   Не ограничена   10 м 100 м Не ограничена   Не ограничена

 

Как видим, подключение пользователя к Интернету может иметь самый различный характер. Все диктуется требованиями к скорости обмена информации, надежности связи и финансовыми соображениями. Существует два вида поиска нужных данных в Интернете. Ознакомительный просмотр Web-документов называется Web-серфингом, целенаправленный поиск информации в Интрент-пространстве носит название Web-навигации.

Поскольку человеку запомнить числовые значения Интернет-адреса (IP-адреса) нелегко, сложилась практика использования Доменной Системы Имен (DNS – Domain Name System). Эти имена распределяются и утверждаются Международным координационным центром имен и IP-адресов (ICANN). Доменные имена имеют иерархическую структуру: домены верхнего уровня – домены второго уровня – домены третьего уровня и т.д.

Домены верхнего уровня бывают трех типов – административные, географические, профессиональные. Административных доменов верхнего уровня 7:

·. сom – коммерческая организация,

·. org – некомерческая организация

· .edu – образовательная,

·. gov – правительственная организация США,

·. int – междкнародная организация,

·. net – компьютерная сеть,

·. mil – военное ведомство США

Другой тип доменов верхнего уровня имеет географический характер. Ими обозначают домены, поддерживающие информационное пространство на территории того или иного государства:

·. ru - Россия,

·. de – Германия,

·. ca – Канада,

·. us – США и т.д.

В последнее время Международная организация ICANN расширила список доменных имен, в частности для бизнеса, туризма, развлечений и др. Адрес любого файла в Интернет-пространстве определяется унифицированным указателем ресурса – Uniform Resource Locator (URL). Адрес URL состоит из следующих частей: 1) указателей службы доступа, 2) доменного уровня компьютера, на котором хранится данный ресурс и 3) указателя полного пути доступа к нужному файлу. Так, адрес URL http://www.samsmu.ru/dep/rad/f7 означает следующее. Протоколом доступа в Интернет является http (HyperText Transfer Protocol – протокол передачи гипертекста). Далее указана служба Интернета – www (World Wide Web). Затем следуют указатель имени компьютера (домена второго уровня), на котором расположен данный ресурс – samsmu, и домен верхнего уровня -. ru, а после того ужепуть доступа к файлу - /dep/rad/ f7.

Структура Интернета представляет собой набор служб – совокупность

программ, взаимодействующих между собою в соответствии с установленными протоколами. Программы объединены по парам. Одна из программ конкретной пары устанавливается на сервере – программа-сервер, вторая – на компьютере пользователя – программа-клиент.

К основным ресурсам Интернета относят: электронную службу, протокол переноса файлов, Всемирную паутину, листы рассылки, службы конференций, группы новостей, терминальный режим работы компьютера, Интернет-телефония и некоторые другие.

 

6.4.1.Электронная почта (E-Mail)

 

Электронная почта относится к одному из наиболее распространенных ресурсов Интернета. Ее преимуществом является быстрота доставки корреспонденции, низкая стоимость. По электронной почте можно отправить, кроме документов, любую сопроводительную информацию – графики, фотоотпечатки, медицинские изображения и другие данные.

При работе с электронной почтой важным моментов является правильный выбор почтового клиента – специальной программы, обслуживающей электронную почту. Из-за большой распространенности в нашей стране операционной системы Windows наибольшую популярность приобрели почтовые клиенты Microsoft Outlook Express и Microsoft Outlook. Эти программы имеют много схожих черт, но между ними есть и отличия.

Outlook, кроме выполнения почтовых задач, помогает в делопроизводстве: с ее помощью осуществляется ведение персонального календаря, планирование рабочих встреч, рабочих контактов, можно вести запись своих действий и т. д. Эту программу иногда называют еще персональным информационным менеджером. Рабочее окно Microsoft Outlook показано на рис.6.8.

 

Рис.6.8. Рабочее окно почтового клиента Microsoft Outlook

Приложение Microsoft Outlook Express ориентировано в основном на поддержку электронной почты и телеконференций. Окно этого приложения представлено на рис.6.9.

Рис.6.9.Рабочее окно приложения Microsoft Outlook Express 6

 

Э лектронная почта обычно работает по двум протоколам: для отправки почты используют протокол SMTP (Simple Vail Transfer Protocol), для приема – протокол POP3 (Post Office Protocol). Альтернативой протокола POP3 является протокол IMAP (Internet Message Access Protocol). Он позволяет сохранять почтовые сообщения на почтовом сервере. Это очень выгодное преимущество данного протокола, так как позволяет работать с корреспонденцией, находящейся на почтовом сервере, с любого компьютера – на работе, дома, в любом другом месте, имеющим доступ к Интернету.

Адрес электронной почты обычно состоит из трех составных частей: имени компьютера пользователя, имени почтового сервера и указания домена (или доменов), к которым принадлежит почтовый сервер. Так, например, почтовый адрес E-mail может иметь следующий вид:

[e-mail].

В этом адрес ipk – идентификатор компьютера пользователя, @ (at) - признак электронного адреса, info – почтовый сервер, к которому прикреплен пользователь, sam – домен второго уровня (обычно обозначающий город, в нашем примере – город Самару), ru – домен верхнего уровня, обозначающий Россию.

Правила и приемы подсоединения компьютеров к провайдеру, а также настройка клиентских программ и особенности работы с почтой E-mail достаточно полно изложены в доступной специальной литературе. Кроме обмена сообщениями между удаленными участниками, электронная почта постепенно находит распространение при обмене электронными документами и сообщениями внутри организации, конкретно между сотрудниками лечебного учреждения или управления органами здравоохранения. Для создания службы обмена электронными сообщениями прежде всего создается корпоративная сеть (рис.6.10), которая в своем составе должна иметь два сервера: почтовый сервер и сервер обмена.

Почтовый сервер предназначен для взаимоотношения корпоративной сети и Интернета. Он обслуживает почту, входящую в корпоративную сеть из Интернета, и почту, исходящую из корпоративной сети во внешний мир. Сервер обмена занят в основном обслуживанием клиентов, входящих в состав корпоративной сети. Создание корпоративных сетей и передача по ним электронных сообщений позволяет в значительной степени оптимизировать работу медицинского учреждения, разгружает телефонные линии и кроме того быстро передает необходимую документацию, скрепленную электронной подписью ответственного лица.

 

Рис.6.10. Схема электронного документооборота в корпоративной сети

Списки рассылки (Mail List)

Списки рассылки относятся к весьма практикуемым средствам получения специальной медицинской информации через Интернет. Идея этого сервиса состоит в том, что некая заинтересованная группа людей оповещается об одном (и едином) адресе электронной почты. Письмо, направленное на этот адрес, будет получено всеми пользователями, подписавшимися на данный предмет их интереса. Списки рассылки обычно конфиденциальны. Администратор списка строго следит за количеством и составом подписчиков.

Каждый список рассылки ведется какой-либо организацией, наиболее компетентной в данном вопросе. В медицинской практике списки рассылки создаются довольно в характерных ситуациях. Во-первых, такие списки позволяют быстро и эффективно знакомить заинтересованных лиц с новыми разработками в сфере лекарств или медицинских технологий, делать коммерческие предложения по тому или иному продукту. Во-вторых, списки рассылки могут быть созданы для кратковременного и оперативного обсуждения какого-либо актуального вопроса среди ограниченного круга людей.

Обычно списки рассылки обслуживаются на сервере специальной программой, которая помимо почтовых функций, выполняет и другие: ведет архив сообщений, регистрирует автоматическую подписку новых клиентов и отказ прежних. Она осуществляет также обработку и коррекцию почтовых ошибок. Особенностью данного сервиса является то преимущество, что посланные письма по указанному адресу хранятся на сервере достаточно долго, пока не будут прочитаны адресатом.