1.6. Компьютерные сети. Интернет

Передача информации. Важным процессом современного общества является процесс передачи информации. При передаче информации всегда есть источник, канал передачи и получатель. Источником и получателем информации могут быть любые представители живой природы (человек, обезьяна, паук и т.п.), а также различные вычислительные средства (компьютер, калькулятор, справочные аппараты). Некоторые ученые относят к получателям и источникам информации различные общества людей, которые действуют как одно целое (толпа, фанаты и т.п.).

Каналы передачи различаются по используемым физическим принципам. Например, при непосредственном общении людей информация передается по звуковым волнам, а при общении по стационарному телефону – с помощью электрических сигналов, которые распространяются по линиям связи. Компьютеры могут обмениваться информацией с использованием кабельных, оптоволоконных, радиоканалов и др. Основной характеристикой каналов передачи является их пропускная способность. Пропускная способность равна количеству информации, которое может передаваться по каналу в единицу времени. Обычно пропускная способность измеряется в битах в секунды (бит/с) и кратных единицах Кбит/с и Мбит/с.

Локальные компьютерные сети. При работе на компьютере в автономном режиме (без подключения к компьютерной сети) пользователи могут обмениваться информацией, лишь копируя ее на источники информации. Что при обработке большого объема информации не всегда удобно. Создание компьютерных сетей вызвано практической необходимостью совместного использования информацией пользователями, находящимися на отдаленном расстоянии друг от друга. Компьютерные сети предоставляют возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместного использования различных устройств (например, принтеров).

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (реже в соседних помещениях). Например, в здании техникума все компьютерные кабинеты объединены в локальную сеть. В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, то есть пользователь сам решает какие ресурсы своего компьютера сделать доступными по сети. Такие компьютерные сети называются одноранговыми.

Если к локальной сети подключено большое количество компьютеров (более 10), то одноранговая сеть может оказаться не производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов и программных приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть – сеть на основе сервера.

Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату, которая называется сетевой адаптер (или сетевая плата). Основной функцией сетевого адаптера является передача и прием информации из сети.

Общая схема соединения компьютеров в локальной сети называется топологией сети. Рассмотрим основные топологии:

- Кольцевая. Каждый компьютер сети соединен с двумя соседними (рис 1.1.).

- Шинная. Все компьютеры сети соединены с помощью специальной шины (рис 1.2.).

- Звездообразная. Существует центральный компьютер (сервер), который непосредственно соединяется с каждым компьютером сети (рис 1.3.).

Рис 1.1. Кольцевая топология Рис 1.2. Шинная топология

Рис 1.3. Звездообразная топология

Кольцевая топология используется редко и имеет существенный недостаток: выключение или поломка одного из компьютеров делает невозможной обмен информацией между всеми компьютерами сети. Более распространенными являются шинная и звездообразная топологии. Так же могут использоваться и различные комбинации топологий.

Глобальная компьютерная сеть Интернет. Локальные компьютерные сети объединяют, как правило, лишь несколько десятков компьютеров. Необходимость доступа к данным пользователям, находящимся на удаленном расстоянии друг от друга, привела к появлению глобальных сетей. Глобальные сети объединяют компьютеры, которые могут располагаться в любом месте Земли. Самой известной глобальной сетью является глобальная сеть Интернет. Интернет привлекает пользователей своими информационными ресурсами и услугами, которыми пользуются около миллиарда человек во всем мире. Интернет объединяет множество локальных и глобальных сетей и содержит несколько миллионов серверов.

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. Учитывая то, что Интернет это объединение различных сетей, IP-адрес содержит адрес сети и адрес компьютера в этой сети. В зависимости от количества компьютеров в сети адреса разделяются на три класса А, В и С. Первые биты адреса отводятся для класса, а остальные разделяются на адрес сети и адрес компьютера (табл. 1.10).

Класс	Биты класса	Адрес сети	Адрес компьютера
А	0 (1 бит)	7 бит	24 бита
В	10 (2 бита)	14 бит	16 бит
С	110 (3 бита)	21 бит	8 бит

Таблица 1.10. IP-адресация в сетях различных классов

Например, сеть класса А имеет только 7 бит для адреса сети, то есть могут существовать только 128 (2⁷) сетей этого класса, зато в каждой сети может содержаться 16777216 (2²⁴) компьютеров.

Для удобства IP-адреса записываются в десятичной форме в виде 4 чисел, разделенных точками. Каждое из чисел расположено в диапазоне от 0 до 255. По первому числу легко определить принадлежность компьютера к сети того или иного класса: от 0 до 127 – класс А, от 128 до 191 – класс В, от 192 до 223 – класс С.

IP-адрес может быть постоянным и динамичным. Постоянный адрес закреплен за конкретным компьютером. Динамичный адрес предоставляется компьютеру только на время подключения к сети Интернет и после окончания подключения этот адрес может быть предоставлен другому компьютеру. Тип адреса выбирает компания, которая предоставляет Интернет услуги. Это компания называется провайдером.

Компьютеры находят друг друга по числовому IP-адресу, но человеку запомнить числовой адрес нелегко. Для удобства была введена Доменная Система Имен (DNS – Domain Name System), которая ставит соответствие числовому IP-адресу компьютера уникальное доменное имя. Доменные имена и IP-адреса распределяются международным координационным центром, в который входят по 5 представителей от каждого континента. Доменная система имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня – домены второго уровня и т.д. Домены верхнего уровня бывают двух типов: географические (две буквы) и административные (три буквы). России принадлежит географический домен ru. Приведем примеры некоторых доменных имен верхнего уровня (табл. 1.11.).

Административные	Тип организации	Географические	Страна
com	коммерческая	ca	Канада
edu	образовательная	de	Германия
gov	правительство США	jp	Япония
int	международная	ru	Россия
mil	военная США	su	бывший СССР
net	компьютерная сеть	uk	Великобритания
org	некоммерческая	us	США

Таблица 1.11. Доменные имена верхнего уровня.

Существует несколько различных способов подключения к Интернету. Наилучшие возможности обеспечиваются при подключении к Интернету с помощью высокоскоростного (оптоволоконного или спутникового) канала связи. Главным минусом такого подключения является дорогая стоимость. Провайдеры предлагают пользователем доступ к сети Интернет по коммутируемым телефонным каналам. Для подключения компьютера к телефонной линии используется специальное устройство, которое называется модемом. Модем преобразует дискретный сигнал компьютера в непрерывный сигнал, который передается по телефонным линиям (модуляция), а также выполняет обратное преобразование, то есть непрерывный сигнал преобразует в дискретный (демодуляция).

Все информация, находящиеся в Интернете, находится в специальных документах, которые называются Web-страницами. Создание Web-страниц осуществляется с помощью языка разметки гипертекста HTML. Просмотр Web-страниц осуществляется с помощью специальных программ, которые называются браузерами. Самый известный на сегодняшний день браузер Internet Explorer разработала компания Microsoft.

В Интернете существуют множество различных услуг. Рассмотрим некоторые из них.

Электронная почта. Электронная почта (e-mail) – наиболее распространенный сервис Интернета, так как она не требует обязательного наличия высокоскоростных и качественных линий связи. Главное преимущество электронной почты по сравнению с обычной – это скорость передачи. Другое преимущество состоит в том, что электронное письмо может содержать не только текстовое сообщение, но и вложенные файлы. Кроме того, электронная почта позволяет посылать сообщение сразу нескольким абонентам, включить автоответчик, создать правила для выполнения определенных действия с однотипными сообщениями (например, удалять рекламу, приходящую от определенных адресов).

Также как в обычной почте у отправителя и получателя электронного письма есть адреса. Первая часть почтового адреса имеет произвольный характер и задается самим пользователем при регистрации почтового ящика. Вторая часть является доменным именем почтового сервера, на котором пользователь зарегистрировал ящик. При этом адрес записывается только латинскими буквами, числами и знаками препинания и не может содержать пробелов.

ICQ. В последнее время большую популярность приобрело интерактивное общение через серверы ICQ (I seek you – Я ищу тебя). Кадый пользователь ICQ имеет уникальный идентификационный номер. После подключения к Интернету пользователь может начинать общение с любым зарегистрированным в системе и подключенным в данный момент к Интернету. Программа уведомляет о присутствии в данное время в Интернете абонентов из предварительного составленного списка и дает возможность установить контакт с ними. Для того, чтобы стать абонентом системы ICQ, достаточно скачать программу ICQ-клиент и установить ее на компьютер или сотовый телефон. В процессе установки происходит регистрация.

Файловые архивы. Десятки тысяч серверов Интернета являются серверами файловых архивов, и на них хранятся сотни миллионов файлов различных типов (программы, драйверы, картинки, фото, музыка, видео и т.д.). Наличие таких серверов файловых архивов очень удобно для пользователей, так как многие необходимые файлы можно непосредственно «скачать» из Интернета.

Файловые серверы поддерживают многие компании разработчики программного обеспечения и производители аппаратных компонентов компьютера и периферийных устройств. Файловые серверы также называются ftp-серверами, так как доступ к ним возможен по специальному протоколу FTP (file transfer protocol).

Поиск информации. Для поиска информации используются специальные поисковые серверы, которые содержат более или менее полную и постоянно обновляемую информацию о Web-страницах, файлах и других документах, хранящихся на десятках миллионов серверов Интернета. Различные поисковые сервера могут использовать различные механизмы поиска, хранения и предоставления пользователю информации. Поисковые серверы Интернета можно разделить на две группы:

- общего назначения; - специализированные.

Поисковые системы общего назначения являются базами данных, содержащими тематически сгруппированную информацию об информационных ресурсах Интернета. Такие поисковые системы позволяют находить сайты и Web-страницы по ключевым словам. Наиболее распространенными поисковыми системами общего назначения являются Яндекс (http://www.yandex.ru или http://www.ya.ru), Rambler (http://www.rambler.ru), Апорт (http://www.aport.ru), Yahoo (http://www.yahoo.ru).

Специализированные поисковые системы позволяют искать информацию в других информационных слоях Интернета: серверах файловых архивов, почтовых серверах и др. Примерами таких поисковых систем являются российская файловая поисковая система (http://www.filesearch.ru) и WhoWhere? (http://www.whowhere.com).

Интернет-магазины. Широкое распространение в Интернете получила электронная торговля. Простейшим ее вариантом является электронная доска объявлений, где продавцы и покупатели просто обмениваются информацией о товаре. Интересной формой электронной торговли являются Интернет-аукционы. На такие аукционы выставляют самые разнообразные товары от бытовых предметов и компьютерной техники до эксклюзивных автомобилей и доменных имен.

Самой удобной для покупателя формой электронной торговли являются Интернет-магазины. В российском Интернете существуют уже сотни магазинов, в которых можно купить практически все товары. Покупатель в Интернет-магазине имеет возможность ознакомиться с техническими характеристиками, внешним видом и ценой товара. Выбрав товар, потребитель может сделать непосредственно из Интернета заказ на его покупку, в котором указывается форма оплаты, время и место доставки и другие подробности.

Впоследнее время для расчетов через Интернет стали использоваться цифровые деньги. Покупатель перечисляет определенную сумму в банк, а взамен получает некоторую сумму (в зависимости от курса) цифровых денег. Цифровые деньги можно использовать как обычные: тратить в магазинах (Интернет-магазины), дарить и т.п.

Вопросы:

1. Приведите пример процесса передачи информации?

2. Какое количество информации в битах будет передаваться за 1 секунду по каналу связи с пропускной способность 100 Мбит/с?

3. Для чего нужны компьютерные сети?

4. Какая компьютерная сеть называется одноранговой?

5. Что такое сервер?

6. Сколько может быть различных IP-адресов?

7. Сколько компьютеров может содержать сеть класса С?

8. Что такое провайдер?

9. Для чего нужна Доменная Система Имен?

10. Для чего нужен модем?

11. Какие услуги предоставляются пользователям в сети Интернет?

12. Какие плюсы и минусы у Интернет-магазинов и цифровых денег?