Взаимодействие компонентов Internet

Как типичный пользователь взаимодействует с компонентами Internet? Когда пользователь, нажав клавишу, отправляет сообщение электронной почты, клиентское приложение форматирует данные, после чего они подвергаются преобразованиям. На рис. 9.2 показана упрощенная версия последовательности этих событий.

1. Данные разбиваются на небольшие порции, которые называются пакетами.
2. Сетевые протоколы добавляют к пакетам заголовки и трейлеры.
3. Двоичные нули и единицы преобразуются в электрические или световые сигналы, передаваемые на носитель.
4. Если компьютер входит в состав локальной сети, данные проходят по ней к серверу или к маршрутизатору, соединенному с телефонной или выделенной арендованной линией.
5. Если используется модемное соединение, то пакеты инкапсулируются протоколами канального уровня РРР (Point-to Point Protocol) или SLIP (Serial Line Internet Protocol) и модулированные электрические сигналы передаются по аналоговой телефонной линии.
6. Сигналы поступают на принадлежащий провайдеру сервер удаленного доступа (Remote Access Server — RAS), настроенный для установки коммутируемого соединения. Другой вариант — использование прямой выделенной линии с провайдером. Если необходимо, пользователь регистрируется на сервере, набрав имя пользователя и пароль.
7. Компьютер становится удаленным узлом локальной сети провайдера.
8. Данные передаются из сервера провайдера в региональную сеть, к которой подключен провайдер (если провайдер входит в категорию крупнейших национальных провайдеров, то этот шаг отсутствует).
9. Данные проходят через один из главных пунктов NAP (если это необходимо) и передаются в коммерческую магистраль Internet.
10. На другом конце данные проходят через другой NAP, через другую региональную сеть и через провайдера на принимающем конце (или через почтовый сервер провайдера), который передает данные на принимающий компьютер.
11. И наконец, данные передаются клиентской почтовой программе пользователя, подключенного к провайдеру. Другой вариант — почтовый сервер провайдера на некоторое время сохраняет, а затем выгружает содержимое почтового ящика. В конфигурации почтового ящика должна быть заложена учетная запись принимающего пользователя.

Как видите, процесс довольно сложный. На пути к адресату пакет должен пройти через многочисленные серверы и маршрутизаторы и по различным физическим носителям. Тем не менее, типичное сообщение электронной почты проходит через всю страну в течение нескольких минут. Неудивительно, что это кажется своего рода чудом.

Что делает Internet

Если попытаться выразить назначение Internet одним словом, то это, вероятно, будет коммуникация. Коммуникация может быть односторонней и двусторонней, для дела или для развлечения, в реальном времени или нет. Существует много различных форм коммуникации.

Перечислим лишь несколько задач, которые пользователь может решать с помощью Internet.

• Просматривать ресурсы World Wide Web (в поиске полезной информации или для развлечения) и создавать свои Web-страницы, которые могут просматривать другие пользователи.
• Передавать и принимать электронные письма, которые доходят до адресата гораздо быстрее чем обычные.
• Присоединиться к тематическому списку рассылки и обмениваться сообщениями с людьми, имеющими общие интересы или занятия.
• Участвовать в группе новостей (или учредить такую группу), представляющей собой нечто вроде виртуальной доски объявлений, на которой заинтересованные лица могут помещать свою информацию.
• Передавать файлы (например, документы, рисунки, аудио- или видеофайлы) с одного компьютера на другой с помощью протокола FTP (File Transfer Protocol).
• С помощью средств терминальной эмуляции (например, Telnet) подключаться к удаленному компьютеру и выполнять на нем приложения или считывать данные, хранящиеся на его жестком диске.
• Слушать широковещательные аудиопрограммы или просматривать видеофильмы.
• Разговаривать в реальном времени с одним или несколькими людьми, удаленными на большое расстояние.
• Участвовать в телеконференциях, в которых можно совместно просматривать документы, рисунки, а также обмениваться текстовой, аудио- и видеоинформацией.
• С помощью телефонных и компьютерных технологий звонить на другой континент, не оплачивая при этом большие счета телефонным компаниям.
• Устанавливать надежную виртуальную частную сеть, в которой Internet служит связующим звеном между частными серверами или локальными сетями.

World Wide Web

Для многих Internet и World Wide Web — синонимы. Под термином адрес Internet часто подразумевается URL (Uniform Resource Locator — унифицированный локатор ресурса) Web-страницы, например www.yahoo.com. Несмотря на то, что в Internet работает много различных типов приложений, для многих пользователей Web — это и есть Internet.

Протокол HTTP

Протоколом Web служит HTTP. Как вы знаете, протокол — это набор правил. Протокол HTTP определяет, как обмениваются файлы Web (текстовые, графические, аудио-, видеоданные и т.д.). HTTP — это протокол прикладного уровня. Стандарты HTTP разработаны организацией IETF (Internet Engineering Task Force); текущая версия протокола — HTTP 1.1.

Как следует из названия, HTTP используется для обмена файлами гипертекста. Гипертекстовые файлы могут содержать связи с другими файлами или с другими фрагментами текста в том же файле. На Web-сервере выполняется служебная программа HTTP, или демон, которая обслуживает запросы HTTP. Эти запросы передаются на сервер клиентскими программами HTTP, т.е. Web-броузерами.

Когда пользователь набирает в поле адреса броузера Web-адрес (т.е. URL), или щелкает кнопкой мыши на гиперссылке, броузер передает по этому адресу запрос на Web-сервер. Сервер обрабатывает запрос и возвращает броузеру запрошенный ресурс. Ресурс может быть HTML-страницей, графическим, звуковым или любым другим файлом.

Если запрошенного ресурса на Web-cepeepe нет или пользователь не имеет к нему права доступа, то Web-сервер возвращает сообщение об ошибке. Наиболее распространены следующие сообщения HTTP об ошибке.

• 401/Unauthorized. В доступе отказано вследствие неправильного заголовка авторизации.
• 403/Forbidden. В доступе отказано по неизвестной причине.
• 404/File not found. Запрошенного ресурса на сервере нет.
• 500/Internal error. По какой-то причине сервер не смог обработать запрос.

Язык HTML

Web-страницы создаются Web-дизайнерами, которые используют HTML для указания Web-броузера, как должна выглядеть Web-страница. В языке HTML используются специальные метки, называемые дескрипторами, с помощью которых можно установить шрифт текста (полужирный, курсив и т.д.), окончания строк, окончания абзаце гиперссылки, места вставки рисунков и др. В листинге 9.1 приведен пример НТМL, кода Web-страницы, показанной на рис. 9.3. Эта Web-страница выводится на экран Web-броузером Internet Explorer компании Microsoft.

Код HTML можно создавать с помощью специальной программы, которая называется редактором HTML. Существует довольно много редакторов HTML, из которых наибольшее распространение получили Adobe Pagemill, Macromedia Dreamweaver, Microsoft FrontPage и Sausage Software HotDog. Некоторые Web-дизайнеры предпочитают писать код HTML вручную с помощью какого-либо текстового редактора, например Notepad в Windows или vi в UNIX/Linux.

Web-серверы

Когда страница HTML создана, ее загружают на Web-сервер, т.е. компьютер, подключенный к Internet или локальной сети, на котором установлено программное обеспечение Web-cepeepa, например Apache (для Linux/UNIX), Internet Information Server (для Windows), Domino (для Lotus) или Suitespot (для Netscape). Web-cepeep управляет размещенными документами. Все графические, звуковые и встроенные файлы, появляющиеся в документе при его просмотре, также хранятся на Web-сервере (возможно, на других Web-cepeepax).
Web-сервер должен быть подключен к Internet. У него есть свой публичный IP- адрес, по которому его можно идентифицировать. Как вы помните, каждый сервер в Internet имеет имя хоста (например, www), имя домена второго уровня (например, tacteam) и имя домена верхнего уровня (например, net). Вместе эти имена составляют полностью определенное имя домена (Fully Qualified Domain Name — FQDN): www.tacteam.net. Это имя, фактически являющееся адресом Web-узла, входит в состав URL (Uniform Resource Locator).

Служба DNS

Когда пользователь хочет получить документ Web, он набирает в своем броузере URL http://www.tacteam.net. Поле http:// задает протокол, используемый документом Web, в нашем примере это протокол HTTP. Запрос пользователя передается на сервер DNS (Domain Name System), который транслирует (преобразует) имя FQDN в IP-адрес Web-сервера. Пользуясь этим IP-адресом, хранящимся в пакете, маршрутизаторы передают его на Web-сервер. Получив запрос, Web-сервер отвечает на него, т.е. возвращает нужную HTML-страницу пользователю.

Web-броузеры

Web-броузеры представляют собой клиентское программное обеспечение. Наибольшее распространение получили Web-броузеры Internet Explorer компании Microsoft и Communicator компании Netscape. Ниже перечислены некоторые другие доступные Web-броузеры разных компаний.

• Lynx. Текстовый броузер. Его можно использовать на самых разных платформах, включая DOS, Macintosh, Windows, OS/2, AIX, SCO и Linux.
• Amaya. Распространяется консорциумом W3C (World Wide Web).
• Emac/W3. Web-броузер для UNIX, Windows, AmigaDOS, OS/2 и VMS,
• QNX Voyager Web-броузер для операционной системы QNX.
• Opera. Небольшой, но производительный Web-броузер, работающий в Windows, Linux и BeOS

Некоторые Web-броузеры распространяются бесплатно, некоторые — как пробная версия (броузер работает непродолжительное время — несколько месяцев; после этого срабатывает защита и, чтобы продолжить работу с ним, нужно заплатить разработчику). Многие провайдеры работают со своими собственными версиями броузеров или же модифицируют версии Internet Explorer либо Netscape, которые они распространяют среди своих пользователей.

Что можно найти в Web

Все, что угодно: от простых текстовых документов до сложнейших мультимедийных приложений с применением технологий Java и ActiveX. Сказать, что Web расширил наши возможности легко и быстро получать доступ к информации, значит, не сказать ничего. Иметь доступ в Web — это все равно, что иметь на своем столе всю библиотеку Конгресса США, и даже больше того.

Со времени своих первых скромных шагов Web прошел длинный путь развития. Термин "гипертекст" впервые применил Тед Нельсон (Ted Nelson), включивший его в свой проект программного обеспечения Xanadu. Общепризнанный ясновидец Тим Бернерз-Ли (Tim Berners-Lee), которого называют отцом Internet, впервые применил при создании World Wide Web интерактивную технологию. В настоящее время Бернерз-Ли продолжает активно работать в консорциуме World Wide Web — международной организации, разрабатывающей и утверждающей стандарты Web.

Кто использует Web

Постепенно и неуклонно пользователем Web становится каждый житель Земли. В настоящее время доступ к Web почти обязателен для любого бизнеса. Личные и семейные Web-страницы теперь уже никого не удивляют. Даже те, у кого их нет, интенсивно роются по чужим страницам в поиске выгодных предложений.

Организация NSFNET (National Science Foundation Network) собирала и обрабатывала статистические данные о потоках информации по магистрали Internet до 1995 года, т.е. до того момента, когда NSF (National Science Foundation) перестал курировать магистраль и передал ее коммерческим организациям. Согласно данным NSFNET по состоянию на июнь 1993 года на Web приходилось только 0,5% потоков информации Internet. К марту 1995 года эта величина выросла до 23,9%. Согласно обзору NUA — общепризнанной консультационной компании Internet — в апреле 2000 года в США около 52% частных домов имели доступ к Web. По сведениям многих источников количество страниц, передаваемых серверами Web, удваивается приблизительно за год. На январь 2000 года серверы Web содержали 2 млрд страниц и около 450 млн изображений. Естественно, эти оценки не остаются постоянными — ежедневно добавляются сотни и тысячи новых страниц, а старые постоянно модифицируются или удаляются.

Цены на персональные компьютеры постоянно снижаются, и подключение к Internet сейчас может позволить себе почти каждый. Некоторые компании даже предлагают бесплатное подключение, для них оно окупается за счет рекламы. К Internet подключается все больше "простых" людей. Школы устанавливают подключенные к Internet компьютеры в классах, а в курс обучения вводят уроки компьютерной грамотности. Получают все большее распространение Internet-кафе, в которых пользователи могут получить доступ к Internet за определенную плату.

Те, кто имеет доступ к Internet, пользуются услугами Web в самых разных целях и часто даже ежедневно. Потребители с помощью Web знакомятся с предлагаемыми товарами и делают покупки. Научные работники и студенты ищут в Web нужные им публикации. Учителя с помощью Web распространяют списки рекомендуемой литературы и учебные материалы. Туристы заказывают билеты и бронируют места в гостиницах. Пациенты ищут сведения о своих болезнях и методах лечения. Представители бизнеса изучают с помощью Web конъюнктуру рынка, ищут сведения о конкурентах, рекламируют и продают свои товары и услуги.

Web неуклонно превращается в технологию, меняющую общество и жизнь каждого из нас не менее радикально, чем в свое время это сделали электричество или телефон. Теперь уже легче ответить на вопрос, кто не использует Web, чем на вопрос, кто использует Web.

Поиск информации в Web

Невероятное количество самой разнообразной информации стало не только главным достоинством Web, но и породило серьезные проблемы. Найти все данные по нужной тематике, причем только самые необходимые, совсем непросто. Для этого используются поисковые службы, метапоисковые службы и порталы.

Поисковые службы

В попытках облегчить поиск в Web нужной информации разработаны сотни различных поисковых служб. Поисковая служба представляет собой Web-узел с интерактивной индексированной базой данных, в которой Web-узлы классифицированы, как правило, с помощью метадескрипторов. Метадескрипторы — это ключевые слова, добавленные Web-дизайнером. Согласно www.wwwmwtric.com (на этом узле приводится статистическая информация по Web) к услугам поисковых служб прибегают 85% пользователей, однако индексированы поисковыми службами лишь 20% общедоступных Web-узлов.

Первой солидной поисковой службой была Yahoo (www.yahoo.com), которая и сейчас пользуется большой популярностью. Ниже приведен список наиболее часто посещаемых поисковых служб.

• Lycos (www.lycos.com).
• DirectHit (www.directhit.com).
• Excite (www.excite.com).
• AltaVista (www.altavista.com).
• Northern Light (www.northern light.com)-
• Google (www.google.com).

Принцип действия большинства поисковых служб основан на анализе ключевых слов, или метадескрипторов, добавленных к HTML-страницам их разработчиками. Эти ключевые слова представляют собой технические или научные термины, по которым пользователь вручную искал бы материалы с нужной ему тематикой в реферативных журналах. Допустим, что пользователь хочет найти что-нибудь о разведении сиамских котов. В этом случае его заинтересуют страницы HTML с ключевыми словами "кот", "сиамский", "разведение" или "сиамский кот".

В поисковых службах применяются приведенные ниже компоненты.

• Паук (spider). Программа, "путешествующая" по различным Web-узлам и собирающая индексную информацию.
• Индексная база данных. База данных, в которой хранится индексная информация, собранная пауком.
• Механизм поиска и выдачи результатов. Программы интерфейса между пользователями и поисковой службой, с помощью которых пользователи задают свои вопросы и получают ответы.

Некоторые поисковые службы могут в поиске ключевых слов перебирать не только метадескрипторы HTML-страниц, но и весь текст страниц. Это значительно увеличивает количество найденных страниц, но среди них будет намного больше ненужных. Пусть, например, пользователь ищет рецепт торта и поисковая служба нашла ему все страницы HTML, в тексте которых встречается слово "торт". Очевидно, что подавляющее большинство страниц будут содержать не кулинарные рецепты, интересующие пользователя, а все, что угодно, включая детективы и последние новости. Такой поиск может оказаться бесполезным, потому что в предложенных пользователю страницах HTML найти интересующие его кулинарные рецепты будет практически невозможно.

Повысить эффективность поиска можно путем правильного использования алгоритмов поисковой службы. Чаще всего в алгоритмах поиска используются логические функции И, ИЛИ и НЕТ. Вернемся к нашему примеру с тортом. Круг поиска значительно сужается, если в строке запроса ввести "торт И рецепт". В этом случае поисковая служба отбросит страницы, в которых есть торты, но нет рецептов, и страницы, в которых есть рецепты, но нет тортов.

Большинство поисковых служб не могут индексировать содержимое Web-узлов, защищенных паролем. Еще нужно учитывать, что после загрузки документа на Web-cepeep пройдет некоторое время, прежде чем его индексирует какая-либо поисковая служба. Поэтому в базах данных поисковых служб обычно нет документов, загруженных недавно.

Мета поисковые службы

Эти службы обобщают информацию, собранную поисковыми службами. Перечислим наиболее популярные метапоисковые службы.

• MetaCrawier (www.metacrawler.com).
• SawySearch (www.savvysearch.com).
• Ask Jeeves (www.askjeeves.com).

Метапоисковые службы не поддерживают собственные индексные базы данных. Они пользуются базами данных других поисковых служб, анализируют накопленную в них информацию и обобщают ее в одном всеобъемлющем списке. Изощренные программы метапоисковых служб способны обнаруживать и устранять повторяющиеся результаты.

Web-порталы

Многие поисковые службы работают как Web-порталы. Портал — это Web-узел, который может служить для пользователей "стартовой страницей", т.е. точкой, с которой пользователь часто начинает просмотр интересующих его материалов. Пользователи могут настраивать свои стартовые страницы соответственно своим интересам. Например, можно задать вывод в такой странице местных новостей или прогноза погоды в своем регионе. Можно выбрать также специфические темы, например спортивные новости, коммерческая информация или местные развлекательные мероприятия. Текущее состояние порталов постоянно обновляется, так что их пользователи всегда имеют самую свежую информацию.

Провайдеры услуг Internet предлагают своим пользователям собственные порталы.

Другие службы Web

Кроме текстовых и графических страниц, ссылающихся на другие страницы, Web предоставляет пользователям немало других услуг:

• анимация;
• интерактивная переписка (беседы);
• воспроизведение видео в реальном времени (с помощью Web-камер или служб RealVideo);
• прослушивание радиовещательных каналов (с помощью служб RealAudio);
• трехмерные "прогулки" и панорамы;
• коммерческие Web-узлы, на которых можно совершать покупки;
• электронная почта на основе Web.

Многие службы (например, электронная почта, группы новостей, комнаты для бесед, передача файлов), для которых раньше требовались специальные клиентские Приложения, теперь используют встроенные средства Web-броузеров.