Интернет

Интернет — это сеть, объединяющая множество других компьютерных сетей и базирующаяся на общей системе адресов и единой системе, так называемых протоколов, делающей возможной обмен информацией».

Как же появилась сеть Интернет? Был создан так называемый протокол TCP/IP, который и стал основой будущей международной сети Интернет. Сетевой протокол — это набор определенных технических процедур и методов, с помощью которых разные компьютерные сети могут контактировать друг с другом, т.е. обмениваться информацией. До этого такие контакты в основном осуществлялись внутри однотипных сетей, например компьютеры IBM могли «общаться» только с компьютерами IBM.

В январе 1991 г. щвейцарские ученые создали протокол передачи, т.е. язык описания документов HTML (Hypertext Markup Language), в результате чего родилась служба World Wide Web (WWW), или сокращенно Web. Для обмена HTML-документами между клиентами и серверами используется интернет-протокол HTTP (Hypertext Transfer Protocol).

В чем разница между тем, что называют Интернетом, и тем, что называют World Wide Web (известная всем владельцам компьютеров под аббревиатурой WWW — Всемирная паутина)?

Интернет — это базовая структура, система связей, разного рода программ и протоколов, которые позволяют передавать информацию. Интернет существовал задолго до появления Всемирной паутины. A World Wide Web — это надстройка над Интернетом, связанное с ним программное обеспечение, которое максимально упростило передачу и получение информации и сделало ее доступной всем желающим.

Служба WWW — это группа серверов (т. е. обслуживающих компьютеров), подключенных к сети Internet. Она предлагает страницы информации в графическом режиме. Если подсоединиться к такому серверу, на экране ПК пользователя сети Интернет появляется страница с несколькими гиперссылками. Они обычно выделяются из общего текста другим цветом. Если подвести курсор к гиперсвязи и активизировать ее мышкой, то попадаешь на другую страницу с дополнительной информацией и со своими гиперсвязями. Так в паутине WWW облегчается поиск необходимой информации. Технология гипертекста, позволяющая с помощью перекрестных смысловых ссылок превратить текст из линейного потока символов в сложную многомерную структуру, была создана Тедом Нельсоном в 1968 г.

Процесс пользования гиперссылками похож на то, как человек вспоминает необходимую ему информацию, пользуясь ассоциациями.

Служба WWW позволила объединять в одном документе текстовые и графические данные, а позднее и другие мультимедиа-элементы (например, звук), и обмениваться ими между компьютерами самых различных типов на общем «языке».

С этой целью и был разработан ряд правил, названных протоколами. Пользователю, просматривающему веб-страницы, знать протоколы не обязательно, так как процедуры приема и передачи информации полностью автоматизированы.

Протокол передачи гипертекста — http — дал возможность обмениваться информацией между различными сетями. Однако и до, и после появления этого универсального протокола был необходим некий проводник в море информации, облегчающий поиск необходимого — программа просмотра интернет-страниц, браузер. Без специальных приспособлений работать с Интернетом было очень трудно. Чтобы добраться до необходимой информации, требовался высококвалифицированный специалист, а чтобы пробиться на какой-то информационный сайт, надо было набрать целую серию программных кодов. Именно поэтому Интернет не слишком широко использовался — до тех пор, пока не удалось максимально упростить процесс поиска и просмотра информации. Основная задача браузера — перевести информацию (тексты, картинки, звуки) с компьютерного языка на понятный для обыкновенного человека-пользователя.

Браузеры обеспечили персональным компьютерам и Интернету широчайший потребительский спрос. Ведь теперь любому пользователю достаточно с помощью мышки «кликнуть» нужную ему пиктограмму на экране монитора, а все остальное делается автоматически.

Браузеры применяются для навигации в сети Интернет и для просмотра любых HTML-документов, а также рисунков форматов GIF и JPEG в режиме off-line (т. е. без подключения к сети Интернет).

GIF — это графический формат, используемый для передачи небольшой графики и иллюстраций с небольшим количеством цветов. Для иллюстраций фотографического качества рекомендуется графический формат JPEG. Его отличительной чертой является эффективный механизм сжатия иллюстраций фотографического качества в очень маленькие файлы. Благодаря этому к ним обеспечивается доступ в сети Интернет. Используемый в JPEG алгоритм выполняет сжатие с потерей качества, но в большинстве случаев это визуально не ощущается.

Долгое время наибольшей популярностью пользовались браузеры Microsoft Explorer и NetScape. Однако теперь браузер NetScape прекратил свое существование. Какие же браузеры используются в настоящее время?

Особой популярностью пользуется Internet Explorer от компании Microsoft, что связанно с популярностью операционной системы Windows (браузер Internet Explorer встроен в ядро операционной системы Windows). Быстрый рост популярности наблюдается у Firefox 1. На остальные типы браузеров приходится 12,3 %. Это не означает, что они плохие, а просто показывает, что пользователь мало знаком с браузерами других производителей

Январь 1991 г. — может считаться днем рождения Интернета.

В настоящее время Интернет превратился в единое информационное поле планетарных масштабов. И его воздействие на развитие цивилизации грандиозно, хотя до сих пор и не осознано в полной мере. Число пользователей составляет, по различным оценкам, от 300 до 500 млн. человек.

Аппаратные средства Интернета

1. Адресация в Интернете

Основными составляющими любой глобальной сети являются компьютерные узлы и каналы связи.

Здесь можно провести аналогию с телефонной сетью: узлами телефонной сети являются АТС – автоматические телефонные станции, которые между собой объединены линиями связи и образуют городскую телефонную сеть. Телефон каждого абонента подключается к определенной АТС.

К узлам компьютерной сети подключаются персональные компьютеры пользователей подобно тому, как с телефонными станциями соединяются телефоны абонентов. Причем в роли абонента компьютерной сети может выступать как отдельный человек через свой компьютер, так и целая организация через свою локальную сеть. В последнем случае к узлу подключается сервер локальной сети.

Организация, предоставляющая услуги обмена данными с сетевой средой, называется провайдером сетевых услуг. Английское слово «provider» обозначает «поставщик», «снабженец». Пользователь заключает договор с провайдером на подключение к его узлу и в дальнейшем оплачивает ему предоставляемые услуги.

Узел содержит один или несколько мощных компьютеров, которые находятся в состоянии постоянного подключения к сети. Информационные услуги обеспечиваются работой программ – серверов, установленных на узловых компьютерах.

Для того, чтобы в процессе обмена информацией компьютеры могли найти друг друга, в Интернете существует единая система адресации, основанная на использовании IP-адреса. Каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет свой уникальный 32-битный (в двоичной системе) IP-адрес.

Система IP-адресации учитывает структуру Интернета, то есть то, что Интернет является сетью сетей, а не объединением отдельных компьютеров. IP-адрес содержит адрес сети и адрес компьютера с данной сети.

Для обеспечения максимальной гибкости в процессе распределения IP-адресов, в зависимости от количества компьютеров в сети, адреса разделяются на три класса A, B, C. Первые биты адреса отводятся для идентификации класса, а остальные разделяются на адрес сети и адрес компьютера[6]

Таблица 1. IP-адресация в сетях различных классов

2. Каналы связи

Существуют самые разные технические способы связи в глобальной сети:

- телефонные линии;

- электрическая кабельная связь;

- оптоволоконная кабельная связь;

- радиосвязь (через радиорелейные линии, спутники связи).

Различные каналы связи различаются тремя основными свойствами: пропускной способностью, помехоустойчивостью, стоимостью.

По параметру стоимости самыми дорогими являются оптоволоконные линии, самыми дешевыми – телефонные. Однако с уменьшением цены снижается и качество работы линии: уменьшается пропускная способность, сильнее влияют помехи. Практически не подвержены помехам оптоволоконные линии.

Пропускная способность – это максимальная скорость передачи информации по каналу. Обычно она выражается в килобитах в секунду или мегабитах в секунду.

Пропускная способность телефонных линий – десятки и сотни Кбит/с; пропускная способность оптоволоконных линий и линий радиосвязи изменяется десятками и сотнями Мбит/с.

На протяжении многих лет большинство пользователей Сети подключались к узлу через коммутируемые телефонные линии. Такое подключение производится с помощью специального устройства, которое называется модемом. Слово «модем» - это сокращенное объединение двух слов: «модулятор» и «демодулятор». Модем устанавливается как на компьютере пользователя, так и на узловом компьютере. Модем выполняет преобразование дискретного сигнала (выдаваемого компьютером) в непрерывный (аналоговый) сигнал (используемый в телефонной связи) и обратное преобразование. Основной характеристикой модема является предельная скорость передачи данных. В разных моделях она колеблется в диапазоне от 1200 бит/с до 56000 бит/с.

Кабельная связь обычно используется на небольших расстояниях (между разными провайдерами в одном городе). На больших расстояниях выгоднее использовать радиосвязь. Все больше пользователей в наше время переходят от коммутируемых низкоскоростных подключений к высокоскоростным некоммутируемым линиям связи, которые обеспечивают высокую скорость передачи информации.

3. Программное обеспечение Интернета

Работа Сети поддерживается определенным программным обеспечением. Это программное обеспечение функционирует на серверах и персональных компьютерах пользователей.

Программное обеспечение узловых компьютеров очень разнообразно. Условно его можно разделить на базовое (системное) и прикладное. Базовое программное обеспечение обеспечивает поддержку работы сети по протоколу TCP/IP – стандартному набору протоколов Интернета, то есть оно решает проблемы рассылки и приема информации. Прикладное программное обеспечение занимается обслуживанием разнообразных информационных услуг Сети, которые принято называть службами Интернета. Служба объединяет серверы и клиентские программы, обменивающиеся данными по некоторым прикладным протоколам. Для каждой службы существует своя сервер-программа: для электронной почты, для телеконференций, для WWW и пр. Узловой компьютер выполняет функцию сервера определенной службы Интернета, если на нем работает сервер-программа этой службы. Один и то же компьютер в зависимости от того, какая сервер-программа на нем в данный момент выполняется.

На компьютерах пользователей сети обслуживанием различных информационных услуг занимаются программы – клиенты. Примерами популярных клиент - программ являются: Outlook Express - клиент электронной почты, Internet Explorer – клиент службы WWW(браузер). Во время работы пользователя с определенной службой Интернета между его клиент - программой и соответствующей сервер - программой на узле устанавливается связь. Каждая из этих программ выполняет свою часть работы в предоставлении данной информационной услуги. Такой способ работы Сети называется технологией «клиент - сервер»

4. Как работает Интернет

В Интернете используется пакетная технология передачи информации. За ее работу отвечает протокол TCP/IP.

Фактически речь идет о двух протоколах. Первый – TCP – протокол – TCP – протокол (Transmission Control Protocol – протокол управления передачей. Именно согласно этому протоколу всякое сообщение, которое нужно передать по Сети, разбирается на части. Эти части называются TCP- пакетами. Для доставки пакеты передаются протоколу IP, который к каждому пакету дописывает IP – адрес его доставки и еще некоторую служебную информацию.

Таким образом, TCP – пакет – это аналог конверта с «кусочком» романа и адресом получателя. Каждый такой пакет будет самостоятельно перемещаться по сети независимо от других, но все они вместе соберутся у адресата. Далее, согласно протоколу TCP, происходит обратный процесс: из отдельных пакетов собирается исходное сообщение. Здесь, очевидно, необходимы те самые порядковые номера на конвертах: аналогичные номера содержатся и в TCP – пакетах. Если какой-то из пакетов не дошел или был испорчен при транспортировке, его передача будет запрошена повторно[3,5,8].

Согласно протоколу TCP, передаваемое сообщение разбивается на пакеты на отправляющем сервере и восстанавливается в исходном виде на принимающем сервере.

Назначение IP - протокола (Internet Protocol) – доставка каждого отдельного пакета до места назначения. Пакеты передаются, как эстафетные палочки, от одного узла к другому. Причем маршруты для разных пакетов из одного и того же сообщения могут оказаться разными.

Вопрос о маршруте решается отдельно для каждого пакета. Все зависит от того, куда выгоднее передать в момент обработки. Если на каком-то участке Сети произошел «обрыв», то передача пакетов пойдет в обход этого участка

Таким образом, в любой момент времени по любому каналу Сети перемещается «вперемешку» множество пакетов из самых разных сообщений.

Коммуникационные службы Интернета

1. Электронная почта

Электронная почта – это наиболее старая и одна из самых массовых служб Сети. Ее назначение – поддержка обмена письмами между пользователями.

Почтовый сервер – это своеобразное «почтовое отделение», куда поступает входящая корреспонденция зарегистрированных на нем пользователей. Эта корреспонденция помещается в почтовые ящики пользователей – специально отведенные разделы на жестком диске. Каждый пользователь получает персональный почтовый адрес, по которому к нему будут поступать письма.

Процесс передачи почтового сообщения похож на процесс передачи телеграммы. Сначала пользователь в режиме off-line пишет текст письма, указывает адрес получателя. Затем устанавливается связь с сервером. Далее происходит автоматическая работа в режиме

on-line: сервер по паролю определяет пользователя, принимает все письма, передает поступившие письма. Сеанс связи заканчивается. Если используется коммутируемая телефонная линия, то пользователь отключает телефонную связь. После этого он может не спеша просматривать полученную почту.

Почтовый сервер работает постоянно. Он организует передачу по сети исходящих писем. Входящую корреспонденцию почтовый сервер раскладывает по почтовым ящикам.

Клиент – программа кроме функции приема/передачи писем во время сеанса связи выполняет множество сервисных функций: подготовку и редактирование писем, организацию адресной книги, просмотр почтового архива, сортировку и удаление писем из почтового архива и пр. Популярным клиентом e-mail является программа Outlook Express, входящая в стандартную поставку операционной системы Windows.

Из схемы 2 видно, что сервер и клиент работают по разным протоколам. Безусловно, «язык» у них общий и они «понимают» друг друга. Но функции отличаются. POP3 (Post Office Protocol – протокол почтового отделения), кроме прочего, выполняет функцию защиты информации. Во время сеанса связи он устанавливает личность пользователя, обеспечивает связь с его персональным ящиком. Задача клиент - программы передать на сервер исходящие письма и принять поступившие. Здесь используется более простой протокол SMTP.

2. Служба телеконференций

Это тоже организация почтовой переписки. В телеконференции письмо направляется одновременно всем ее участникам. В свою очередь, все сообщения, которые поступают в адрес конференции, будут поступать в почтовый ящик участника конференции и загружаться в компьютер во время сеанса связи. Чтобы стать участником конференции, на нее нужно подписаться. Для этих целей существуют определенные адреса. Телеконференция всегда посвящается определенной теме, поэтому переписка в ней происходит только в рамках темы.

Таким образом, телеконференция объединяет в себе как коммуникационную, так и информационную функции. С одной стороны, здесь происходит личностное общение, с другой – материалы конференций содержат большой объем полезной информации, которая определенное время хранится на сервере и может рассматриваться как некоторый информационный ресурс (электронная газета). Это особенно важно для специалистов, участвующих в конференциях по профессиональным тематикам, таким как наука, производство, бизнес, торговля и пр. В материалах конференции можно найти ценные советы, консультации, которые помогут в принятии важных решений.

3. Форумы прямого общения

Форумы прямого общения – IRC (Internet Relay Chat), в буквальном переводе – «болтовня в режиме реального времени (chat – конференции). Общение между участниками происходит в режиме on-line в письменной форме. Так же как в телеконференции, участники chat – конференции делятся по тематическим группам.

На компьютере – сервере работает chat – сервер, на компьютере пользователя – chat – клиент. Существует множество различных программ – клиентов, которые распространяются бесплатно через Интернет. Этой службой больше всего увлекаются молодые люди. Общение в чате они превращают в своеобразную игру, в которой каждый участник зачастую придумывает для себя какой-то образ и обыгрывает его. Chat – службой можно воспользоваться и для серьезного общения, как коллективного, так и один на один.

4. Интернет – телефония

Это голосовое общение через Сеть в режиме on-line. Это новая развивающаяся служба. Ее основное преимущество перед телефоном – низкая цена. Качество пока уступает телефонной связи (задержка времени, искажение звука), однако, со временем, этот недостаток будет преодолен.

Информационные службы Интернета

Информационные службы предоставляют пользователям возможность доступа к определенным информационным ресурсам, хранящимся в Интернете. Такими ресурсами являются либо файлы стандартных форматов, либо разного рода документы, которые можно просмотреть, распечатать, сохранить.

1. Служба передачи файлов

Часто эту службу называют по имени используемого протокола: FTP (File Transfer Protocol – протокол передачи файлов). Со стороны Сети работу службы обеспечивают FTP – серверы, а со стороны пользователей – FTP – клиенты.

Назначение FTP – сервера – хранение набора файлов самого разнообразного назначения. Чаще всего это программные файлы: средства системного и прикладного программного обеспечения. Но в наборах могут храниться файлы и любых других форматов: графические, звуковые, текстовые документы, файлы электронных таблиц и пр. Вся эта информацию образует иерархическую структуру папок (каталогов и подкаталогов)[3,10].

После соединения FTP – клиента с сервером на экране пользователя открывается файловый интерфейс хранилища папок и файлов на сервере. Далее работа происходит так же, как с файловой системой на компьютере: папки и файлы можно просматривать, сортировать, копировать на диски компьютера.

Клиент FTP входит в состав программы Internet Explorer и поэтому всегда имеется на компьютере, работающем под управлением Microsoft Windows.

2. Всемирная паутина World Wide Web

World Wide Web - это самая массовая информационная служба Интернета. Это огромная, распределенная по всему миру информационная система, содержащая миллионы документов на самые разные темы.

Технология WWW позволяет создавать ссылки, которые реализуют переходы не только внутри исходного документа, но и на любой другой документ, находящийся на данном компьютере и, что самое главное, на любой документ любого компьютера, подключенного в данный момент к Интернету.

В качестве указателя ссылок, то есть объектов, активизация которых вызывает переход на другой документ, могут использоваться не только фрагменты текста, но и графические изображения.

Серверы Интернета, реализующие WWW – технологию, называются Web – серверами, а документы, реализованные по технологии WWW, называются Web – страницами.

Создание Web – страниц осуществляется с помощью языка разметки гипертекста (Hyper Text Markup Language – HTML). Основа используемой в HTML технологии состоит в том, что в обычный текстовый документ вставляются управляющие символы (тэги), и в результате получается текстовый документ, который при просмотре в браузере отображается в виде Web – страницы. С помощью тегов можно изменять размер, начертание и цвет символов, фон, определять положение текста на странице, вставлять гиперссылки и так далее.

Web – страница может быть мультимедийной, то есть может содержать ссылки на различные мультимедийные объекты: графические изображения, анимацию, звук и видео.

Интерактивные Web – страницы содержат формы, которые может заполнять посетитель. Динамические HTML использует объектную модель документа, то есть рассматривает документ как совокупность объектов, свойства которых можно изменять. Это позволяет создавать динамические Web – страницы, то есть страницы, которые могут меняться уже после загрузки в браузер. Кроме того, пользователь может активизировать ссылки на выполняемые сценарии на языках JavaScript и VBScript, а также элементы управления ActiveX.

Тематически связанные web – страницы обычно бывают представлены в форме Web – сайта, то есть целостной системы документов, связанных между собой в единое целое с помощью гиперссылок.

В пространстве информационных ресурсов Интернета используется своя система адресации. Она называется URL (Unformed Resource Locator) – универсальный указатель ресурсов. Каждая Web – страница или файл имеют свой уникальный URL – адрес, который состоит из тех частей: имя используемого для доступа протокола; имя сервера, на котором хранится ресурс; полное имя файла (путь на сервере).

Средства поиска данных в Интернете

WWW – это система Web – страниц, связанных между собой гиперссылками. Однако эти связи не имеют регулярности, как, например, в иерархической структуре данных. В этом смысле можно говорить о том, что система Web – страниц не структурирована.

Единственной координатой Web – документа является его URL – адрес. Однако URL – адрес никак не связан с содержанием документа. Но поиск данных производится именно по содержанию.

В поиске информации в WWW пользователю помогает поисковая служба Интернета. Поисковая служба основана на услугах поисковых серверов. Существуют две разновидности поисковых серверов: поисковые каталоги и поисковые указатели.

Поисковые каталоги. Поисковые каталоги WWW организованы по принципу иерархии библиотечного каталога. Только в них систематизируется информация не о книгах, а о документах, хранящихся в World Wide Web. На главной странице поискового каталога располагается список основных тематических разделов (рубрик). Например: финансы и экономика, государство и право, наука и образование, компьютеры, политика и т.д. Каждое имя в этом списке является внутренней гиперссылкой, то есть ссылкой на внутренний документ сайта, поискового каталога. Щелчок мышью на гиперссылке вызывает на экран список заголовков следующего подраздела и т.д. Очевидно, что такая система подобна дереву файловой системы операционной системы. Перемещаясь по дереву внутренних гиперссылок каталога, пользователь в конечном итоге получает список внешних ссылок на искомые Web – документы.

Поисковые каталоги заполняются вручную специалистами, поддерживающими данную службу. При ручном способе отбора невозможно получить в каталоге исчерпывающую информацию о ресурсах Сети, и в этом состоит основной недостаток каталогов. Однако такой способ классификации исключает ссылки на случайные документы, не имеющие отношения к указанной теме.

Таким образом, поисковые каталоги при относительно небольшом охвате ресурсов Сети обеспечивают хорошее качество подборки документов.

Поисковые указатели. Другое название этого вида поисковой службы – поисковые машины. Принцип работы поисковых указателей заключается в создании и использовании индексных списков – аналогов книжных предметных указателей.

Задачи поисковых машин состоят в формировании индексных списков, так чтобы охватить ими как можно большее число документов «паутины», а также в ответах на запросы клиентов. Ясно, что таким способом проиндексировать вручную все документы WWW невозможно. Их число давно перевалило за миллиард. Поэтому поисковые машины строят индексные списки автоматически

Основной составляющей поисковых машин являются программы просмотра Web – документов, которые называют по–разному: роботами, червяками, пауками и пр. Наверное, наиболее, подходящим является название «пауки», если уд сеть WWW называть «паутиной»! Непрерывно, днем и ночью, они сканируют все информационное пространство WWW, просматривая все документы, определяя в них ключевые слова и записывая в свою базу индексов данное слово с указателем на документ, в котором оно присутствует. Этот процесс не прерывается, поскольку содержание паутины все время меняется. Даже в уже просмотренные документы авторы могут внести изменения или вообще удалить их. Поисковая машина все время должна поддерживать информацию в актуальном состоянии.

Эффективность работы поисковой машины зависит от используемых алгоритмов формирования базы указателей. Эти алгоритмы являются интеллектуальной собственностью их авторов и обычно держатся в секрете. Число указателей к некоторым ключевым словам составляет многие тысячи. Чем лучше алгоритм, тем меньше в индексный список попадает «мусора» - случайных документов, не имеющих отношения к теме поиска.

В отборе наиболее важных документов пользователю помогает рейтинговый принцип, используемый некоторыми поисковыми указателями. На запрос пользователя по ключевому слову система выдает список ссылок на документы, расположенных по убыванию рейтинга. Рейтинг определяется по числу обращений к документу, которые были сделаны ранее. Самые популярные документы попадают в начало списка. Заключение

Таким образом, глобальная компьютерная сеть Интернет позволяет осуществлять связь между пользователями, не объединенными каким-либо признаком – территориальным, корпоративным и т.п.

Главное назначение глобальных сетей - это предоставление информационных услуг своим клиентам: быстрое обеспечение необходимой информацией, оформление соглашений, обработка информации в интересах клиента (исполнение его программ на мощных компьютерах сети с помощью соответствующего программного обеспечения).