1 Базові визначення. Основні етапи розробки веб-ресурсів

1.1 Основні принципи побудови та функціонування мережі Internet

Ранні експерименти з передавання-приймання даних за допомогою ком­п'ютерів почались ще в 50-х роках і носили лабораторний характер. У кінці 60-х років Агентство перспективних досліджень Міністерства оборони США створило мережу національного масштабу ARPANet (Advanced Research Project Agency Network), яка була попередницею Internet і об'єднувала декіль­ка великих наукових, дослідницьких і освітніх центрів. ARPANet створювалася для підтримки наукових досліджень у військово-промисловому комплексі, зок­рема, для дослідження методів побудови мереж, стійких до часткових пошко­джень, які можливі, наприклад, при бомбардуванні, і здатних у таких умовах продовжувати нормальне функціонування.

У моделі ARPANet завжди повинен забезпечуватися зв'язок між комп'ютером-джерелом і комп'ютером-приймачем .

Поки глобальне розширення ARPANet відбувалося за рахунок підключення все нових і нових апаратних засобів (як окремих вузлів, так і цілих регіональних мереж), цю мережу ще не можна було назвати Інтернетом. Для передавання даних між комп'ютерами мережі необхідне виконання певних правил. Ці правила називають протоколами. Народженням Інтернету вважають 1983 рік, коли відбулась стандартизація набору протоколів TCP/IP, які лежать в основі цієї мережі.

Отже, Internet є об'єднанням взаємопов'язаних комп'ютерних мереж всьо­го світу, які побудовані на базі протоколів TCP/IP.

Необхідно відмітити, що функції підтримки протоколів виконують як апаратні, так і програмні засоби (програми підтримки протоколів). Як зазначалось, головні принципи, закладені у розробку протоколів TCP/IP, — це забезпечення працездатності мережі шля­хом реалізації можливості вибору альтернативних маршрутів для передавання даних, а також організації обміну повідомленнями між різними типами про­грам, які працюють на різних платформах.

Зв'язок між комп'ютерами в мережі забезпечується не обов'язково за ра­хунок прямих з'єднань. Так, наприклад, якщо два комп'ютери знаходяться на різних континентах і обмінюються повідомленнями через Internet, то це не означає, що між ними діє одне пряме з'єднання. Дані, які вони пересилають один одному, розбиваються на «пакети», і навіть в одному сеансі зв'язку різні «пакети» одного повідомлення можуть прийти різними маршрутами. Якими б маршрутами не рухались пакети даних, вони досягнуть пункту призначення і будуть зібрані разом в окремий документ. Правила поділу повідомлень на окремі пакети та передавання їх лініями зв'язку визначаються протоколами ТСР/ІР.

TCP/IP — це не один протокол і не пара протоколів. ТСР/ІР є сукупністю (стеком) протоколів, які працюють разом. Стек протоколів TCP/IP відповідає стандартам багаторівневої моделі взаємодії відкритих систем, створеної Між­народним інститутом стандартизації. Дещо спрощену схему з чотирма рівня­ми подано на рис.

За допомогою прикладного рівня (рис. 1.1) моделі ТСР/ІР програми і служби отри­мують доступ до мережі. На цьому рівні користувач створює документ. Протоколи цього рівня (наприклад, HTTP- протокол пере­давання гіпертексту, FTP- протокол передавання файлів) перевіряють права користувача на «вихід в ефір», здійснюють відповідний захист інформації та пе­редають документ протоколам транспортного рівня.

Рис. 1.1

Рисунок 1.1 – Рівні ТСР/ІР

Транспортний рівень моделі ТСР/ІР відповідає за встановлення та підтримку з'єднання між двома вузлами. Його основними завданнями є перетворення документа в ту форму, в якій можлива передача даних у мережі (наприклад, дані діляться на невеликі пакети стандартного розміру), управління пото­ком даних, підтвердження отримання даних, упорядкування і ретрансляція пакетів.

На цьому рівні найчастіше використовується протокол TCP (Transfer Control Protocol, протокол управління передаванням). TCP відповідає за надійне пере­давання даних від одного вузла мережі до іншого. Згідно з цим протоколом, дані «нарізаються» на невеликі пакети, після чого кожен пакет помічається так, щоб у ньому була вся необхідна інформація для правильного «збирання» документа на комп'ютері отримувача.

Окремі пакети, створені на транспортному рівні, передаються на нижчий рівень — міжмережевий, який відповідає за маршрутизацію даних усередині мережі та між різними мережами. Кожен вузол мережі повинен мати свою унікальну адресу (IP-адресу). Ця адреса складається з чотирьох байтів, напри­клад: 192.112.36.5. На міжмережевому рівні, згідно з протоколом IP (Internet Protocol, міжмережевий протокол), до кожного пакета, створеного на транспорт­ному рівні, дописується заголовок, що містить адресу вузла-відправника і вузла-одержувача. Такі пакети називають IP-пакетами. Різні частини (окремі мережі або підмережі) мережі Internet зв'язуються між собою за допомогою апаратно-програмних засобів, які називаються маршрутизаторами. Маршрутизатор, через який проходить даний пакет, може за адресною інформацією у заголовку цього пакета визначити, кому з «ближчих» сусідів потрібно пере­слати пакет, щоб він опинився «ближче» до одержувача. У результаті скінче­нного числа таких пересилань IP-пакет досягає адресата.

IP-пакети не пересилаються безпосередньо лініями зв'язку, а передаються на нижчий рівень — рівень мережевого інтерфейсу. На цьому рівні мережева карта або модем модулюють сигнали, які циркулюють на фізичному рівні каналів зв'язку.

На комп'ютері одержувача повідомлення проходить зворотний процес перетворення даних від бітових сигналів до документа.

Таким чином, Internet є «простором», усередині якого здійснюється непе­рервна циркуляція даних. Internet сьо­годні є не стільки багатофункціональним засобом електронного зв'язку, скіль­ки універсальним середовищем розміщення інформаційних ресур­сів. Internet можна порівняти з теле- і радіоефіром, хоча очевидна відмінність у тому, що в ефірі ніяка інформація зберігатися не може, а в Internet вона переміщується між комп'ютерами, які є вузлами мережі, і деякий час може зберігатися на їх жорстких дисках.

Під час аналізу архітектури мережі Internet виникають асоціації з телефон­ною мережею. Проте, це уявлення не зовсім правильне. Телефонна мережа — це мережа з комутацією каналів. Коли проводиться виклик, виділяється деяка частина мережі. Навіть, якщо користувач її не використовує (наприклад, пере­буває в режимі утримання лінії), вона стає недоступною для інших абонентів, яким у цей момент необхідно телефонувати. Це призводить до того, що такий коштовний ресурс, як мережа, використовується неефективно. Більше схожа модель Internet на діяльність пошти.

Якщо відправляються поштою повідомлення чи якийсь вантаж і вони пе­ревищують передбачені норми (за обсягом, вагою, розмірами тощо), то їх спочатку необхідно «розфасувати», упакувати (в окремі конверти, ящики, посилки, контейнери тощо), заадресувати і відправити до поштового відділен­ня. Пошта, як і Internet, є мережею з комутацією пакетів. У цьому випадку в користувача немає виділеної ділянки мережі. Кореспонденція певного користу­вача змішується з іншими листами, посилками, відправляється в інше поштове відділення і сортується.

Аналогія поширюється і далі. Рівнева модель передавання кореспонденції поштою також нагадує рівневу модель передавання повідомлення мережею Internet. Першим кроком при відправленні повідомлення є написання листа, тоді потрібно помістити його в конверт, на якому вказати ім'я, адресу та поштовий індекс, потім кореспондент повинен опустити листа у поштову скриньку. Після цього він уже може не турбуватися, як саме цей лист буде доставлено до адресата (одержувача). Це перший рівень моделі поштового зв'язку.

Кореспонденцію з поштових скриньок збирають місцеві поштові служби. Це другий рівень взаємодії кореспондентів. Для того, щоб лист досяг адресата в іншому місті, він переправляється разом з іншими листами у поштове відділення цього міста — залежно від відстані між ними — автомобілем, поїздом і пароплавом або літаком. Це ще один рівень багаторівневої моделі передавання повідомлення поштою. Поштове відділення, яке отримало листа, доставляє його у поштову скриньку одержувача.

Наголосимо — користувача не турбує, як саме лист буде доставлено до адресата. Все, що він повинен зробити, це використати відповідний «протокол» і помістити лист у поштову скриньку.

Оскільки числова адресація (197.123.50.199) незручна для використання її людиною, в мережі Internet числовим адресам ставляться у відповідність імена. Ім'я складається з декількох частин, розділених точкою. Наприклад, Web-сервер компанії Microsoft має ім'я www. microsoft. com, а сервер каналу «1+1» — www. 1plus1. kiev. ua. Імена, записані у такій формі, називають доменними.

Перед тим як два комп'ютери почнуть взаємодію, повинна існувати мож­ливість визначення за доменним ім'ям відповідної IP-адреси. Цим займаються спеціалізовані комп'ютери в мережі, які називаються DNS-серверами (Domain Name Service, доменна служба імен). Коли необхідно перетворити доменне ім'я в ІР-адресу, комп'ютер, що ініціює з'єднання, звертається із запитом до DNS-cepвера. Сервер DNS приймає ім'я, наприклад, www. relc. com, а повертає IP-адресу (193.124.229.197).

Internet має кілька служб, зокрема, електронну пошту, телеконференції (дискусійні групи), передавання файлів тощо. Більшість документів із різнома­нітною інформацією з різних галузей знань мають гіпертекстовий формат. Службу Інтернет, яка управляє передаванням таких документів, називають World Wide Web (Web, WWW). Цим же терміном або простором WEB називають обширну сукупність Web-документів, між якими існують гіпертекстові зв'язки.

Поняття «гіпертекст» має досить давню історію. Воно виникло на стику філософії та комп'ютерних технологій ще у середині XX ст. Теоретичною основою гіпертексту стали сформульовані В. Бушем (1945 р.) принципи нелі­нійного письма, які він докладно висвітлив у роботі «Як ми могли б мислити». У 60-х роках Т. Нельсон і Д. Енгельбарт, застосовуючи комп'ютерні технології опрацювання інформації, розробили нову технологію, яку назвали «гіпертекст». У гіпертексті є посилання на інші сторінки або документи. В більшості браузерів (програм для завантаження та перегляду Web-документів) ці посилання підкреслюються або виділяються іншим кольором. Якщо клацнути лівою кноп­кою миші на гіперпосиланні, то програма перегляду гіпертексту завантажить документ, на який указує посилання. Таким чином, сторінка набуває власти­вості інтерактивності. У деякому розумінні, завдяки гіпертексту, інформація у WWW організована за тим самим принципом, що і в людському мозку.

Окремі документи, які складають простір Web, називають Web-сторінками. Web-сторінки зберігаються на жорстких дисках Web-серверів. Web-сервери — це спеціалізовані комп'ютери з відповідним програмним забезпеченням, яке дає можливість доступу користувачів до Web-сторінок; це програмне забезпе­чення також називається Web-сервером.

Групу сторінок, присвячену певній темі та розміщену в певному каталозі Web-сервера, називають Web-вузлом або Web-сайтом. Один фізичний Web-сервер може містити кілька Web-сайтів.

Web-сторінки мають вигляд звичайних текстових документів, в які введено вказівки, форматування. Принцип роботи браузера полягає в інтерпретації цих вказівок. При відображені таких документів браузером самі вказівки не відоб­ражаються, проте впливають на спосіб відображення решти частини докумен­та. Згадані вказівки називають дескрипторами або тегами. З їх допомогою текст можна робити кольоровим, використовувати шрифти різного розміру, вбудовувати мультиплікацію, відеофрагменти тощо. Формат дескрипторів задається в описі спеціальної мови розмітки. Вона називається мовою розміт­ки гіпертексту-HTML (HyperText Markup Language).

Документи, розмічені за допомогою цієї мови, називають HTML-докумен­тами. HTML-документи мають розширення .htm або .html.

Інколи процес розробки Web-документів засобами мови HTML називають Web-програмуванням. Проте слід розуміти, що HTML не є мовою програму­вання у звичайному розумінні, а є мовою розмітки (опису). Термін Web-програмування мовою HTML має історичне походження. Мова HTML, розроблена спеціально для Web, її популярність забезпечують зокрема такі властивості:

• документ, створений за допомогою деякої програми, наприклад, тексто­вого редактора, часто важко (а іноді і неможливо) використовувати в іншій програмі;

• HTML у цьому відношенні є універсальною;

• HTML — це відкритий стандарт;

— HTML не є власністю будь-якої фірми;

• можливість використання гіпертексту;

• HTML підтримує мультимедіа.

Наведемо деякі історичні відомості. На початку HTML була дуже простою мовою. У 1994 році Міжнародна комісія зі стандартів Internet (IETF — Internet Engineering Task Force) розробила стандарт HTML 2.0. Невдовзі розробників Web-сторінок почали турбувати його обмеження. Фірми Netscape і Microsoft ввели власні коди, які надавали ширші можливості в порівнянні з версією HTML 2.0. У жовтні 1994 року засновано консорціум W3C (World Wide Web Consortium) — некомерційну організацію, ціллю якої є розробка і реалізація стандартів HTML та WWW. До неї належить 165 комерційних та академічних організацій, у тому числі Netscape і Microsoft.

Консорціум розробив стандарт HTML 3.0. Це було зроблено без участі фірм Netscape і Microsoft, тому цей стандарт так і не був прийнятий. Тоді у травні 1996 року W3C розробив стандарт HTML 3.2, в який уже було вклю­чено більшість додаткових кодів, введених фірмами Netscape і Microsoft. Сьо­годні розробниками використовується версія HTML 4.0, робочий варіант якої було прийнято 8 червня 1997 року.

Гіпертекстовий зв'язок між сотнями мільйонів документів, які зберігаються на серверах Інтернету, є основою існування логічного простору World Wide Web. Проте такий зв'язок не міг би існувати, якщо б кожен документ у цьому просторі не мав своєї унікальної адреси. Адреса будь-якого ресурсу в мережі (HTML-документа, графічного файла, звукового файла, поштової скриньки) повинна записуватись відповідно до певного стандарту. Саме таким стандар­том є URL (Uniform Resourse Locator, уніфікований вказівник ресурсів), згідно з яким адреса найчастіше має такий формат: протокол://доменне імя/каталог/файл

Протокол — найважливіша частина URL. Web-браузери взаємодіють із Web-сервера­ми за протоколом прикладного рівня HTTP (протокол передавання гіпертексту).

Таблиця 1.1 - Протоколи головних служб Internet

FTP:	File Transfer Protocol — протокол передавання фай­лів, за допомогою якого користувач може отримати доступ до файлів на FTP-сервері (служба переда­вання файлів)
HTTP:	Hypertext Transfer Protocol — протокол передаван­ня даних, за допомогою якого мережею Internet пересилаються HTML-документи (служба WWW)
Mailto:	Спеціальний тип протоколу, який дозволяє посила­ти e-mail повідомлення (служба електронної пошти)

Доменне ім'я сервера (або IP-адреса) в Internet; відокремлюється від імені протоколу двома похилими рисками «//». Імена підкаталогів повинні розділятися похилою рискою «/». На відміну від правил роботи в MS DOS та Windows великі та малі букви розрізняються. Якщо ім'я файла не вказано, то браузеру передається файл, визначений за замовчуванням, переважно index.html aбo default.html.

В адресі URL не повинно бути пропусків.

Наприклад:

http: //www. microsoft, com/index, htm — указує на файл index. htm, розміщений у кореневому каталозі Web-сервера фірми Microsoft;

ftp://ftp.microsoft.com/example.zip — вказує на файл example.zip, розміщений у кореневому каталозі ftp-сервера фірми Microsoft.

Браузери взаємодіють із серверами, використовуючи протокол HTTP. Для відкриття документа у вікні браузера виконуються такі дії:

• браузер декодує заданий URL (визначає доменне ім'я сервера, тип про­токолу) і підключається до сервера;

• браузер звертається із запитом до сервера про надання необхідного документа;

• сервер визначає за запитом ім'я файла та шлях до нього;

• сервер відсилає знайдений файл документа на комп'ютер користувача;

• сервер розриває встановлене з'єднання;

браузер інтерпретує наявні у прийнятому документі вказівки НTML і згідно з ними відображає Web-сторінку у своєму вікні.