Главная страница
Финансы
Экономика
Биология
Ветеринария
Сельское хозяйство
Медицина
Математика
Начальные классы
Информатика
Вычислительная техника
История
Право
Юриспруденция
Философия
Логика
Этика
Религия
Политология
Социология
Физика
Промышленность
Энергетика
Языки
Языкознание
Культура
Искусство
Автоматика
Связь
Электротехника
Химия
Другое
Воспитательная работа
Дошкольное образование
Экология
Русский язык и литература
Строительство
Классному руководителю
Геология
Физкультура
Доп
образование
Иностранные языки
География
Логопедия
Технология
Школьному психологу
ИЗО, МХК
ОБЖ
Казахский язык и лит
Обществознание
Механика
Музыка
Директору, завучу
Социальному педагогу
Психология

Информатика. Реферат Глобальные компьютерные сети


Скачать 29.68 Kb.
НазваниеРеферат Глобальные компьютерные сети
Дата05.12.2018
Размер29.68 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файлаИнформатика.docx.docx
ТипРеферат
#53407

Государственное областное бюджетное

профессиональное образовательное учреждение

«Липецкий техникум общественного питания»

Реферат

«Глобальные компьютерные сети»

Разработала студентка

группы 5-18

Первушина Анастасия

Проверил Кеменова Ирина

Анатольевна

Липецк,2018г.

Глобальные компьютерные сети

Процессы взаимодействия вычислительных средств достаточно быстро переросли рамки отдельных фирм и организаций. Тенденции к интеграции и глобализации в современном мире получили адекватное отражение и в сфере компьютерных технологий. Совокупности вычислительных машин, объединенных коммуникационной средой, охватывающей значительные по расстоянию территории, получили название глобальных компьютерных сетей. За последние два-три десятилетия все виды организационного, аппаратного и программного обеспечения этих сетей бурно развивались и претерпели массу метаморфоз. Среди сетей, получивших общемировую известность, могут быть названы SPRINT, некоммерческая компьютерная сеть FIDO, международная система расчетов S.W.I.F.T. Однако самой примечательной тенденцией в последние годы стало выделение из всего сообщества компьютерных сетей сети Интернет в качестве явного лидера как по размерам, так и по темпам роста функциональных возможностей.

1. Основные принципы построения сети Интернет

Интернет – это глобальная информационная инфраструктура, представляющая собой механизм распространения данных и среду взаимодействия между пользователями и компьютерами вне зависимости от их географического положения.

Первоначально целью создания Интернета являлось объединение компьютерных сетей различных типов. В процессе создания сети Интернет были разработаны технические принципы функционирования и объединения компьютерных сетей, решена проблема управления глобальными информационными структурами, использованы новые принципы совместной работы над проектами и управления информационными потоками.

Первые исследования в области соединения удаленных компьютеров были проведены в начале 60-х годов ХХ века. В 1965 г. компьютер, находящийся в Массачусетском технологическом институте, был подключен к компьютеру в Калифорнии по телефонной линии. Для соединения использовалась технология коммутации каналов, характерная для телефонных линий.

Технология коммутации каналов подразумевает создание непрерывной физической линии связи между двумя абонентами – канала. Соединить всех желающих абонентов друг с другом невозможно, поэтому используется коммутация, т.е. 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. При использовании технологии коммутации каналов аппаратура абонентов должна работать с одинаковой скоростью, в то время как компьютеры обрабатывали данные с различной скоростью. Кроме того, неэффективно используется канал связи. Когда данные передаются, канал загружен, а когда обрабатываются – свободен. 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 г. 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, определяющих способ взаимодействия узлов сети ARPANET (последовательность передачи, формат сообщений) – протокол. В 1971-72 гг. 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.

Возникновение Интернета базировалось на идее, предполагавшей возможность объединения нескольких независимых компьютерных сетей с различной архитектурой на основе ARPANET.

В протоколе NCP не предполагалось наличие какого-либо механизма взаимодействия с сетями другой, нежелиARPANET, архитектуры. Кроме того, объединяя сети, необходимо было учесть возможность временного нарушения связи или даже выхода части объединенной сети из строя. При этом оставшаяся часть сети должна продолжать нормально работать. Таким образом, были сформулированы основные принципы построенияновой сети:

для включения в глобальную сеть отдельной сети не должно производиться никаких дополнительных изменений локальной сети;

пакеты 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 маршрутизаторы, максимально упрощающие прохождение потока пакетов;

не должно существовать единого, централизованного управления объединенной сетью.

Ключом к объединению сетей стал новый протокол, поддерживающий межсетевое взаимодействие: TCP(Transmission Control Protocol), первая версия которого появилась в 1973 г. Он обеспечивал доставку сообщений в Интернете и предоставлял 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;

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.

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. Все большее количество людей использовало сеть Интернет, и все большее количество узлов подключалось к Интернету. В протоколе IP адрес узла представлен в виде набора цифр, разделенных точками.

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), представляющая собой масштабируемый, распределенный, иерархический механизм разрешения имен узлов и их адресов.

Увеличение размеров Интернета потребовало изменения возможностей маршрутизаторов. Первоначально существовал единый алгоритм маршрутизации, который исполнялся всеми маршрутизаторами в Интернете. В то время как число хостов росло, возможности исходного алгоритма не могли быть адекватным образом расширены, и он был заменен иерархической моделью маршрутизации, включавшей протокол IGP, который использовался внутри регионов, и протокол EGP, который использовался для связи регионов вместе. Дизайн протоколов позволял использовать различные версии IGP в зависимости от требований к системе (стоимость, скорость конфигурации, чувствительность к сбоям, масштабируемость). Требования к маршрутизаторам определялись не только алгоритмами маршрутизации, но и размерами таблиц маршрутизации. Создание иерархической модели маршрутизации определило современную структуру сети Интернет. В 1980 г. 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 – предназначена для военных целей;

ARPANET – использовалась исследовательскими и научными организациями.

В 1986 г. Национальный научный фонд США (NSF) начал создание собственной сети, объединяющей крупные научные суперкомпьютерные центры США. В качестве основы для новой сети был выбран протокол TCP/IP и другие технологии, опробованные в ARPANET. В дальнейшем эта сеть, получившая название NSFNET, стала основной магистралью сети Интернет. В 1988 г. было принято решение предоставлять доступ к сети NSFNET не только научным и образовательным организациям, но и коммерческим фирмам. В 1994 г. финансирование основной магистрали сети Интернет было полностью передано от NSF различным государственным и коммерческим организациям.

Важным фактором в быстром росте сети Интернет стал открытый и свободный доступ к документации, в особенности к спецификациям протоколов. Обычный, традиционный способ публикации результатов исследований был слишком медленным для динамичного обмена идеями в сообществе разработчиков Интернета. Поэтому в 1969 г. была создана система документов, названная RFC (Request For Comment), задачей которой было быстрое распространение идей и результатов в Интернете. Первоначально RFC распространялись с помощью электронной почты.

Целью RFC было создание цикла обратной связи между разработчиками, чтобы идеи и предложения, представленные в одном из RFC, давали начало другим идеям в следующих документах и т.д. Когда будет найден некоторый последовательный ряд идей, они объединяются для создания спецификации. Подобная спецификация может быть использована другими разработчиками.

Открытый и бесплатный доступ к документам RFC способствует росту Интернета, так как позволяет использовать действующие спецификации в качестве примера для обучения и разработки новых систем. Ранние версии RFC представляли собой обращение одного автора ко всему сообществу Интернета. Сейчас документы RFCявляются совместным творчеством нескольких разработчиков.

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) – общественная организация, базирующаяся на взносах и пожертвованиях спонсоров. ISOC проводит ежегодные конференции, выпускает информационные материалы, поддерживает информационные серверы.

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, т.е. 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.

Внутри автономной системы данные предаются от одной сети к другой, пока не достигнут точки сопряжения с другой автономной системой. Обмен данными возможен только в том случае, если между автономными системами существуют соглашения о предоставлении транзита. По этой причине для пользователей разных автономных систем время доступа к одному и тому же ресурсу может существенно различаться.

Сети, включенные в автономные системы, представляют собой региональные сетисети университетовисследовательских 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, которая определяется пропускной способностью канала связи внутри автономной системы и между автономными системами. Для модемного соединения, которое используют большинство домашних пользователей персональных компьютеров, пропускная способность канала невелика - от 19,2 до 57,6 Кбит/с; для выделенных телефонных линий, часто используемых для подключения к сети Интернет небольших локальных компьютерных сетей, - от 64 Кбит/с до 2 Мбит/с; для спутниковых и оптоволоконных каналов связи, которые в основном используются для создания автономных сетей, - от 2 Мбит/с и выше.

2. Основные протоколы сети Интернет

В основном в сети Интернет используется семейство протоколов TCP/IP.

На канальном и физическом уровнях модели OSI TCP/IPподдерживает 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 этом же уровне, но применяется в том случае, когда требования к надежности передачи данных менее жесткие.

Прикладной уровень объединяет все службы, которые система предоставляет пользователю. К наиболее важным прикладным протоколам относятся протокол удаленного управления TELNET, протокол передачи файловFTP, протокол передачи гипертекста HTTP, протоколы для работы с электронной почтой SMTP, POP, IIАР и MIME. На этом уровне работает система доменных имен DNS, отвечающая за преобразование числовых IP-адресов в имена. Кроме того, следует отметить протокол SNMP, предназначенный для управления сетевыми устройствами.

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.

Он 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:

класс А – номер сети занимает один байт, а номер узла три байта. Количество узлов в сети может достигать 224, или 16 777 216. Номер сети класса А меняется в диапазоне от 1.0.0.0 до 126.0.0.0;

класс В – под номер сети и номер узла отводится по два байта. Количество возможных узлов в сети составляет 216, или 65536 узлов. Номер сети класса В меняется от 128.0.0.0 до 191.255.0.0;

класс С – под номер сети отводится три байта. Количество узлов в сети 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.

Протокол IP

Протокол IP представляет собой основу протоколов TCP/IP. Он относится к типу протоколов без установления соединения, т.е. никакой управляющей информации кроме той, что содержится в самом IP-пакете, по сети не передается. Кроме того, он не гарантирует надежной доставки сообщений.

Поток данных протокол IP разбивает на определенные части – датаграммы и рассматривает каждую датаграмму как независимую единицу, не имеющую связи с другими датаграммами.

Дейтаграмма – единица данных, которой оперируют протоколы без установления соединения. Основной задачей протокола IP является передача датаграмм между сетями. Часто датаграммы, передаваемые с помощью протокола IP, называют IP-пакетами.

Протокол TCP/IP

Так как протокол IP не гарантирует надежную доставку сообщений, эту задачу решает протокол TCP, который устанавливает логическое соединение между взаимодействующими процессами. Перед передачей данных посылается запрос на начало сеанса передачи, а 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 котором 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 TCPпомещает сегменты в оболочку IP-пакета.

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. Идентификатором процесса служит 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. 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.

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.ua. У одного узла может быть несколько имен.

Совокупность имен, у которых несколько старших частей доменного имени совпадают, называется доменом. Например, имена mail.econ.pu.ua и www.econ.pu.ua принадлежат домену econ.pu.ua.

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 Украины домен первого уровня ua, для России - 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.

3. Сервисы Интернета

Интернет — это, прежде всего, глобальная компьютерная сеть. Существует большое количество разнообразных услуг (сервисов), которыми мы пользуемся, работая в Сети.

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 - почтовом клиенте, позволяющем создавать и редактировать новые письма, обрабатывать пришедшие, хранить и систематизировать переписку и т.п. Почтовый клиент помещает письмо в «почтовый ящик» пользователя, расположенный на почтовом сервере. Сервер, в свою очередь, передает письмо на почтовый сервер адресата.

В Интернете принята система адресов электронной почты, которая базируется на доменном адресе машины, подключенной к сети. Адрес пользователя состоит из двух частей, разделенных символом «@», например, Jones@Registry.org. Здесь Jones – это имя пользователя, а Registry.org – адрес – доменное имя почтового сервера.

Почтовое сообщение состоит из трех частей:

конверта;

заголовка;

тела сообщения.

Пользователь видит только заголовок и тело сообщения. Конверт используется программами доставки.

Заголовок всегда находится перед телом сообщения и отделен от него пустой строкой. RFC-822регламентирует содержание заголовка сообщения: заголовок состоит из полей; поля состоят из имени поля и содержания поля; имя поля отделено от содержания символом двоеточия «:». Минимально необходимыми являются поля Date, From, cc или То, например:

Date: 26 Aug 05 1429 EOT

From: Jones@Registry.org

или

Date: 26 Aug 05 1429 EOT

From: Jones@Registry.org

To: Smith@Registry.org

Поле Date определяет дату отправки сообщения, поле From - отправителя, а поля сс и То - получателя или нескольких получателей.

Список использованных источников:

1)http://works.doklad.ru/view/y2MG3AQHtLE/3.html

написать администратору сайта