Интернет (Internet).

Сеть Интернет — это Всемирная компьютерная сеть, составленная из локальных и глобальных компьютерных сетей, объединенных на основе стандартных соглашений о способах обмена информацией и еди­ной системой адресации.

Слово Интернет происходит от словосочетания Interconnected networks (связанные сети), то есть в узком смысле это глобальное сообщество малых и больших сетей. Однако в последнее время у этого слова появился и более широкий смысл: Всемирная компьютерная сеть. В физическом смысле Internet - это несколько миллионов компьютеров, связанных между собой всевозможными линиями связи. Лучше рассматривать Internet как некое информационное пространство.

Федеральный сетевой совет (FNC) определяет термин «Интернет» так: «Интернет — это глобальная информационная система, которая:

1) логически взаимосвязана пространством глобальных уни­кальных адресов, основанных на Интернет-протоколе (IP) или на последующих расширениях или преемниках IP;

2) способна поддерживать коммуникации с использованием се­мейства протокола управления передачей/Интернет-протокола (TCP/IP) или его последующих расширений/преемников и/или других IP-совместимых протоколов;

3) обеспечивает, использует или делает доступной, на общест­венной или частной основе, высокоуровневые сервисы, надстроен­ные над описанной здесь коммуникационной и иной связанной с ней инфраструктурой».

Историческая справка

Прообраз сети Интернет начал создаваться в конце 1960-х гг. по заказу Министерства обороны США. Днем рождения сети Интер­нет можно считать 2 января 1969 г. В этот день Агентство перспективных исследований Министерства обороны США (U.S. Defense Department's Advanced Research Project Agency — ARPA) начало ра­боту над проектом связи компьютеров оборонных организаций. В результате выполнения этого проекта была создана сеть ARPANET.

При создании сети преследовалось несколько целей, однако од­ной из основных было создание сети, устойчивой к частичным по­вреждениям, получаемым во время ведения военных действий, в том числе и ядерной войны. С самого начала предполагалось, что связь в сети является ненадежной: любой ее сегмент может быть по­врежден или уничтожен, но сеть должна была обеспечивать связь между уцелевшими компьютерами.

Следующим этапом в развитии Интернета следует считать соз­дание сети научного фонда США (NSF). Сеть, названная NSFNET и объединяющая научные центры Соединенных Штатов, основы­валась на пяти суперкомпьютерах, соединенных между собой высо­коскоростными линиями связи. Сеть NSFNET быстро заняла место ARPANET, которая в 1990 г. была ликвидирована.

Быстрый рост числа пользователей сети требовал ее постоянной реорганизации, и в 1987 г. был создан NSFNET Backbon — базовая часть или хребет сети. Хребет состоял из тринадцати центров, со­единенных друг с другом высокоскоростными линиями связи. Цен­тры располагались в разных частях США. Одновременно были соз­даны национальные сети в других странах. Компьютерные сети раз­ных стран стали объединяться, и в 1990-х гг. сформировалась сеть Интернет в сегодняшнем виде.

Одним из последних и наиболее важных событий в истории Ин­тернета стала разработка так называемой всемирной паутины — среды World Wide Web (WWW). История WWW началась в марте 1989 г., когда Т.Б. Ли выступил с проектом телекоммуникационной среды для проведения совместных исследований в области физики высоких энергий. В 1991 г. Европейская лаборатория практической физики (CERN) объявила на весь мир о создании новой глобальной информационной среды WWW.

Концепция этой среды состоит в том, что документ, к которому будет возможен доступ через Интернет, определенным образом фор­матируется с помощью гипертекстового языка. Информация может быть найдена в сети посредством так называемого универсального локатора ресурсов (URL) и отображена с помощью навигационных программ-браузеров. Одной из первых наиболее удачных таких про­грамм была программа Mosaic. Появление WWW и программ-браузеров позволило работать в Интернете не только программистам, но и новичкам.

Сейчас Интернет объединяет тысячи разных сетей, располо­женных по всему миру.

Пользователь Internet может получить доступ к ресурсам других сетей благодаря существованию межсетевых шлюзов. Под шлюзом принято понимать специализированный узел (рабочую станцию, компьютер) локальной сети, обеспечивающий доступ других узлов данной локальной сети к внешней сети передачи данных и другим вычислительным сетям. Говоря о межсетевом шлюзе, часто подразумевают и аппаратные, и программные средства, обеспечивающие межсетевую связь.

Передача информации в Internet происходит небольшими порциями данных, имеющими строго определенную структуру и называемыми пакетами. Каждый пакет снабжается заголовком, который содержит служебную информацию (адреса отправителя и получателя, идентификатор сообщения, номер пакета в сообщении и т.д.). Сообщение может быть разбито на несколько пакетов, размер которых может варьироваться.

Важнейшим моментом при функционировании Internet является стандартизированный свод правил передачи пакетов данных в сети и за ее пределы в рамках межсетевого обмена, закрепленный базовым транспортным протоколом ТСР (Transmission Control Protocol) и межсетевым протоколом IP (Internet Protocol). Протокол ТСР дает название всему семейству протокол ТСР/IP, главной задачей которых является объединение в сети пакетных подсетей через шлюзы.

Протокол— это правила, предписанные компьютерам для рабо­ты в сети Интернет. В одном протоколе описать все правила взаи­модействия компьютеров невозможно. Поэтому сетевые протоколы строятся по многоуровневому принципу. На нижнем уровне ис­пользуются два основных протокола: IP-Internet Protocol (Протокол Интернет) и TCP-Transmission Control Protocol (Протокол управле­ния передачей).

Протокол IPобеспечивает маршрутизацию (доставку по адресу) сетевых пакетов. Протокол TCPявляется протоколом высшего уровня, который отвечает за надежность передачи больших объемов информации, обрабатывает и устраняет сбои в работе сети. ТСР-протоколделит длинные сообщения на несколько пакетов, каждый из которых затем помещается в TCP-конверт и после этого в IP-конверт. Каждый TCP-конверт помечается определенным образом, чтобы после разбивки сообщение вновь можно было собрать в еди­ное целое.

Протоколы TCP и IP тесно взаимосвязаны, и их часто объеди­няют, говоря, что в Интернете базовым является протокол TCP/IP.

Услуги в Интернет предоставляет Интернет-провайдер или ISP (Internet Service Provider — поставщик услуг Интернета).

ISP — это организация, которая имеет собственную высокоско­ростную сеть, объединенную с другими сетями по всему земному шару. Провайдер подключает к своей сети клиентов, которые становятся ча­стью сети данного провайдера и одновременно частью всех объединен­ных сетей, которые и составляют Интернет.

Обычно ISP-провайдеры — это крупные компании, которые в не­скольких населенных пунктах имеют так называемые точки присутствия (POP — Point of Presence) — точки, в которых расположено аппаратное обеспечение провайдера для подключения к Интернету его клиентов. Крупный провайдер может иметь десятки точек присутствия в разных городах и тысячи клиентов.

Существуют также местные провайдеры, предоставляющие услу­ги в одном городе.

Подключаясь к Интернет, пользователь дозванивается до провай­дера с помощью модема по телефонной линии, и устанавливает связь с одним из многочисленных модемов провайдера из модемного накопи­теля (так называемого модемного пула).

После того как пользователь подключился к своему ISP, он стано­вится частью его сети. Для объединения своих клиентов в одну сеть провайдеры устанавливают между собой прямое соединение с помощью так называемых точек сетевого доступа (NAP — Network Access Points) в разных городах.

В Internet каждой машине приписан определенный адрес, по которому к ней и осуществляется доступ в рамках одного из стандартных протоколов, причем существует одновременно как числовая адресация (так называемый IP - адрес, состоящий из набора чисел, разделенных точками, например, 128.29.15.21, так и более удобная для восприятия человеком система осмысленных доменных имен(например, WWW.glasnet.ru). Доменные имена - это уникальные символические идентификаторы. Доменное имя обычно состоит из двух - четырех слов, называемых доменами, при этом старший (правый) указывает либо на страну, в которой находится узел, либо на тип организации (в США). Например, UK означает Великобританию, RU (или SU) - Россию, DE - Германию; COM - коммерческие организации США, EDU - университеты США. Следующий домен обозначает узел (провайдера); иногда в доменном имени появляются младшие домены, указывающие на подсети данного узла (например, ames.arc.nasa.gov). Младшее (левое) слово символического адреса - это имя компьютера или сервера данного узла.

В примере: WWW.glasnet.ru - это Webсервер российского узла Glasnet.

Для присвоения и преобразования символических адресов в понятные компьютеру физические адреса (IP адреса) в Internet создана специальная служба, которая называется DNS (Domain Name System - система именования компьютеров в сети). Специальные серверы DNS на узлах сети извлекают из баз данных символические имена и заменяют их физическими адресами компьютеров.

Чтобы найти в Интернете какой-либо документ, достаточно знать ссылку на него — так называемый универсальный указатель на ресурс (URL — Uniform Resource Locator), который определяет местонахож­дение каждого файла, хранящегося на компьютере, подключенном к Интернету.

Адрес URL является сетевым расширением понятия полного име­ни ресурса в операционной системе. В URL, кроме имени файла и ди­ректории, где он находится, указывается сетевое имя компьютера, на котором этот ресурс расположен, и протокол доступа к ресурсу, который можно использовать для обращения к нему.

Пример URL-адреса: http://www.fakit.ru/users/admin.

Первая часть http:// (HyperText Transfer Protocol-протокол пере­дачи гипертекста, по которому обеспечивается доставка документа с web-сервера web-браузеру) указывает программе просмотра (браузе­ру), что для доступа к ресурсу применяется данный сетевой про­токол.

Вторая часть www.fakit.ru указывает на доменное имя и адресует конкретный компьютер или группу компьютеров, выполняющих оди­наковую задачу.

Третья часть users/admin показывает программе-клиенту, где на данном компьютере-сервере искать ресурс. В рассматриваемом случае ресурсом является файл admin, который находится в папке users.

9.2. Основные понятия (сайт, сокет, сервер, клиент). Web как пример архитектуры «клиент-сервер»

WWW(World Wide Web, Всемирная паутина) — самый популяр­ный сервис Интернет, который определил столь массовое обращение к ресурсам сети. В самом общем плане WWW — это система Web-сер­веров, поддерживающая форматированные специальным образом до­кументы (HTML-доку менты).

Служба WWW реализована в виде клиент-серверной архитектуры. Пользователь с помощью клиентской программы (браузера) осущест­вляет запрос к той или иной информации на сервере, а web-сервер об­служивает запрос браузера.

Браузер (навигатор) — это программа с графическим интерфейсом, которая обеспечивает обращение к искомому ресурсу на сервере по его URL. Браузер считывает запрашиваемый документ, форматирует его для представления пользователю и демонстрирует на клиентском ком­пьютере.

Документ, доступный через Web, называют web-страницей, а груп­пы страниц, связанных общим именем, темой и объединенных навигационно, — web-сайтами. Структуру web-сайта определяет система ги­перссылок. Страницы на сайте могут иметь линейную древовидную структуру, но чаще на каждой странице имеется несколько ссылок, что и позволяет говорить о структуре «паутина». Первую страницу, которую видит пользователь при обращении на тот или иной ресурс, называют стартовой, домашней или индексной страницей (home page).

Гипертекст (Hypertext) — это документ (в первую очередь тексто­вый), содержащий гиперссылки. Гиперссылка — это связь слова или содержащегося в документе изображения с другим ресурсом, которым может быть как еще один документ, так и раздел текущего документа. Подобные «связанные» слова или картинки документа, как правило, выделяются по оформлению из общего текста. Общепринятой являет­ся практика подчеркивания слова или предложения, связанного гипер­ссылкой. Щелчок на гиперссылке приводит к тому, что браузер вызы­вает и размещает в своем окне документ, на который указывает гиперссылка. Таким образом, благодаря гипертексту web-страница при­обретает свойство некоторой интерактивности.

Практическое применение идеи и сам термин «гипертекст» появил­ся с возникновением электронных документов, задолго до появления службы WWW. Поскольку современные электронные документы со­держат не только текст, но и мультимедиа-информацию (графика, звук), в качестве ссылок стали использовать не только текстовые, но и графи­ческие объекты — понятие гипертекста было расширено до понятия гипермедиа. Гипермедиа — это метод организации мультимедиа-информа­ции на основе ссылок на разные типы данных.

Гипертекстовый документ представляет собой описание структуры и содержания документа, отображаемого в окне Интернет-браузера. Это описание создается посредством команд, сформированных на языке HTML (HyperText Markup Language — язык гипертекстовой разметки). Эти команды могут интерпретироваться и выполняться программой браузером, таким, например, как Microsoft Internet Explorer. Интерпретируя команды HTML, браузер создает визуальное изобра­жение документа, собирая его из отдельных объектов и формируя web-страницу.

Гипертекстовые документы размещаются на web-серверах в виде файлов, содержащих отдельные web-страницы и образующих web-сайт. Web-сайт — это специальная папка, размещенная на web-сервере, в ко­торой размещены файлы, содержащие текстовую информацию по какой-либо теме, а также информацию в виде рисунков, графиков, фотографий, анимационных изображений и звуковых эффектов. В этих файлах содержатся описания web-страниц на одном из языков размет­ки гипертекста — HTML или XML. Файлы имеют одно из следующих расширений: html, htm, xml. Существует три типа web-сайтов:

— создаваемые на web-сервере поставщика услуг Internet;

— создаваемые в интрасети как web-узлы группы;

— виртуальный web-сайт, который может быть создан на жестком диске автономного компьютера, не подключенного к какой-либо сети.

Информация на web-сайте размещается в виде отдельных страниц. Каждая web-страница имеет вполне определенное содержательное и функционально законченное назначение. Поэтому такие страницы называют информационными статьями. Все страницы (статьи) опреде­ленным образом связаны друг с другом так, чтобы обеспечить пользо­вателю удобный переход от страницы к странице и быстрый поиск интересующей его информации. Как правило, эта связь организуется по принципу родовых (иерархических) или сетевых отношений.

Родовые отношения обеспечивают удобство при просмотре со­держимого web-узла от общего к частному. Сетевые отношения созда­ются в тех случаях, когда целесообразно иметь возможность переходить с одних на другие страницы, для получения справочной либо уточняю­щей информации.

Каждая web-страница хранится в отдельном файле. Связь между web-страницами (файлами), обеспечивающая быстрый переход с одной страницы на другую и эффективный поиск нужной информации, уста­навливается с помощью гиперссылок.

Одна из страниц выполняет роль главной. В ней должна содер­жаться информация о тематической направленности проекта, а также элементы, обеспечивающие навигацию по страницам и поиск нужной информации. Именно эта страница будет отображаться первой на дис­плее пользователя. Так, если в адресную строку браузера ввести, напри­мер, DNS адрес http://www.fa.ru, то на самом деле будет сформирован URL адрес HTTP://www.fa.ru/index.htm и будет выполнена попытка найти и загрузить web-страницу именно с таким URL адресом. Поэто­му файл, в котором хранится первая web-страница и с которой посети­тель начнет движение по страницам узла, используя гинерссылки, должен иметь имя index.htm.

Папка web-сайта внутри себя должна содержать еще одну папку. Эта папка служит для хранения файлов, содержащих какие-либо гра­фические изображения, которые предполагается отображать на web-страницах.

Возможности языка HTML таковы, что он обеспечивает только описание структуры HTML документа. Он, собственно, не является языком программирования. Для создания интерактивных гипертексто­вых документов кроме языка HTML служат так называемые сценарии, представляющие собой программы, которые создаются на языках про­граммирования, обеспечивающих их интерпретацию и выполнение браузером. Существует две разновидности таких языков — JavaScript и VBScript. Поэтому для того, чтобы создавать интерактивные гипер­текстовые страницы, необходимо использовать язык HTML и один из приведенных языков программирования.

Для обеспечения сетевых коммуникаций используются сокеты. Сокет - это конечная точка сетевых коммуникаций. Каждый использующийся сокет имеет тип и ассоциированный с ним процесс. Сокеты существуют внутри коммуникационных доменов. Домены - это абстракции, которые подразумевают конкретную структуру адресации и множество протоколов, которое определяет различные типы сокетов внутри домена. Примерами коммуникационных доменов могут быть: UNIX домен, Internet домен, и т.д.

В Internet домене сокет - это комбинация IP адреса и номера порта, которая однозначно определяет отдельный сетевой процесс во всей глобальной сети Internet. Два сокета, один для хоста-получателя, другой для хоста-отправителя, определяют соединение для протоколов, ориентированных на установление связи, таких, как TCP.

Среда клиент-сервер.

Раньше сетевые системы основывались на модели централизован­ных вычислений, в которой один мощный сервер - мейнфрейм вы­полнял основную работу в сети, а пользователи получали доступ к нему при помощи недорогих и низкопроизводительных компьюте­ров - терминалов. В результате развития персональных компьюте­ров централизованную модель заменила модель клиент-сервер, пре­доставляющая при той же производительности возможности сетевой обработки данных.

В настоящее время большинство сетей использует модель клиент-сервер. Сеть архитектуры клиент-сервер — это сетевая среда, в кото­рой компьютер-клиент инициирует запрос компьютеру-серверу, вы­полняющему этот запрос. Рассмотрим работу модели на примере системы управления БД — приложения, часто используемого в среде клиент-сервер. В модели клиент-сервер ПО клиента используется язык структурированных запросов SQL (Structured Query Language), кото­рый переводит запрос с языка, понятного пользователю, на язык, понятный машине. SQL близок к естественному английскому.

Клиент(пользователь) генерирует запрос с помощью интерфейс­ного приложения, которое обеспечивает интерфейс пользователя, формирует запросы и отображает данные, полученные с сервера. В клиент-серверной среде сервер не наделяется пользовательским ин­терфейсом. Представлением данных в удобной форме занимается сам клиент. Компьютер-клиент получает инструкции от пользователя, готовит их для сервера, а затем по сети посылает ему запрос. Сервер обрабатывает запрос, проводит поиск необходимых данных и отсы­лает их клиенту. Клиент в удобной для пользователя форме отобра­жает полученную информацию. В клиент-серверной среде пользова­тель компьютера-клиента имеет дело с экранной формой. В ней он задает необходимые параметры информации. Интерфейсная часть одну и ту же информацию может представлять в различном виде.

Серверв клиент-серверной среде обычно предназначен для хра­нения данных и управления ими. Именно сервер выполняет боль­шинство операций с данными. Сервер называют также прикладной частью модели клиент-сервер, так как именно он выполняет запро­сы клиентов. Обработка данных на сервере состоит из их сортировки, извлечения затребованной информации и отправки ее по адресу пользователя. ПО предусматривает также обновление, удаление, до­бавление и защиту информации.

Технология клиент-сервер создает мощную среду, обладающую множеством реальных преимуществ. В частности, хорошо спланиро­ванная клиент-серверная система обеспечивает относительно недо­рогую платформу, которая обладает в то же время вычислительными возможностями мэйнфрейма и легко настраивается на выполнение конкретных задач. Кроме того, в среде клиент-сервер резко умень­шается сетевой трафик, так как по сети пересылаются только резуль­таты запросов. Файловые операции выполняются в основном более мощным сервером, поэтому запросы лучше обслуживаются. Это оз­начает, что нагрузка на сеть распределяется более равномерно, чем в традиционных сетях на основе файл-сервера. Уменьшается потреб­ность компьютеров-клиентов в ОЗУ, так как вся работа с файлами выполняется на сервере. По этой же причине на компьютерах-кли­ентах уменьшается потребность в дисковом пространстве. Упро­щается управление системой, контроль ее безопасности становится проще, так как все файлы и данные размещаются на сервере. Упро­щается резервное копирование.

Как и любая другая сеть, Интернет состоит из множества компь­ютеров, соединенных между собой линиями связи, и установленно­го на этих компьютерах программного обеспечения.

Тип программного обеспечения определяется идеологией, называемой и описанной выше клиент/сервером,которая составляет основу всех серви­сов Интернета. Каждая операция в сети Интернет состоит из взаи­модействия трех элементов: клиента, сервера, сети Интернет.

Под словом «клиент» подразумевают программы, при помощи которых индивидуальный пользователь обращается к тому или ино­му сервису сети Интернет. Слово «сервер» сегодня имеет несколько значений. Это может быть программа, которая предоставляет кли­ентам различные данные, компьютер, на котором выполняется эта программа, или же сочетание компьютера и программы.

WWW — это глобальная гипертекстовая система, организован­ная на базе Internet. WWW представляет собой механизм, при по­мощи которого связывается информация, доступная посредством многочисленных Web-серверов во всем мире. Web-сервер — это про­грамма, которая умеет получать http-запросы и выполнять в соответ­ствии с этими запросами определенные действия, например запус­кать приложения и генерировать документы.