Лекция 6. Глобальные сети. Передача информации

Расширение компьютерных сетей

Учебные вопросы:

1. Понятие глобальной сети. Понятие Интернет.

2. Понятие модема

3. Электронная доска объявлений.

4.. Метод телеконференций.

1.Понятие глобальной сети. Понятие Интернет

В настоящее время компьютерные сети выходят за пределы ЛВС

и вырастают в глобальные компьютерные сети (ГВС), охватывая

целые страны и континенты.

Самые первые типы локальных сетей не могли соответствовать

потребностям крупных предприятий, офисы которых обычно

расположены в различных местах. Но как только преимущества

компьютерных сетей стали неоспоримы и сетевые программные

продукты начали заполнять рынок, перед корпорациями — для

сохранения конкурентоспособности — встала задача расширения

сетей. Так на основе локальных сетей возникли более крупные

системы.

Сегодня, когда географические рамки сетей раздвигаются, чтобы

соединить пользователей из разных городов и государств, ЛВС

превращаются в глобальную вычислительную сеть [ГВС (WAN)], а

количество компьютеров в сети уже может варьироваться от десятка до

нескольких тысяч.

Когда встал вопрос о создании глобальной компьютерной сети,

необходимо было решить две проблемы: во-первых, нужно было

создать такой способ связи, который не требовал бы прокладки новых

коммуникаций, а использовал уже существующие; во-вторых,

организация связи должна была быть достаточно простой и открытой

(подключение новых абонентов к сети не должно вызывать

трудностей). Из всех существующих коммуникаций только две:

телеграфная и телефонная сети - годились для подобных целей.

Последующие опыты, однако, показали, что телеграфную сеть в связи

с относительно невысокой скоростью передачи по ней данных

использовать нецелесообразно.

Интернет - это сложное техническое образование, обладающее

свойством самоорганизации и саморегуляции. Это свойство,

характерное для объектов живой природы, крайне редко проявляется в

технических системах. На нем основана высокая устойчивость

интернета в техническом, экономическом, социальном и политическом

смысле. Сегодня невозможно указать какой-то сектор Сети, при выходе

которого из строя (по любой причине) нарушилось бы

функционирование Интернета в целом и его дальнейшее саморазвитие.

Саморазвитие Интернета происходит путем его расширения за

счет включения все новых и новых компонентов. Этот процесс

напоминает ветвление живого растительного организма, только в его

основе лежат не естественные процессы обмена веществ, а

экономические процессы обмена ресурсами. Рост и развитие происходят

одновременно и сбалансировано по трем направлениям,

соответствующим трем основным компонентам Интернета:

аппаратному, программному и информационному.

Аппаратный компонент Интернета представлен компьютерами

самых разных моделей и систем, линиями связи любой физической

природы и устройствами, обеспечивающими механическую и

электрическую стыковку между компьютерами и линиями связи. Все

аппаратные компоненты Интернета могут действовать в единой Сети

как на постоянной, так и на временной основе. Физический выход из

строя или временное отключение отдельных участков Сети, а также

неработоспособность отдельных компьютеров Сети никак не влияют на

возможность функционирования самой Сети.

Как аналог аппаратной составляющей Интернета можно

рассматривать, например, государственные и региональные сети

автомобильных дорог. Выход из строя отдельного участка

автомагистрали между пунктами А и Б не должен препятствовать

движению транспорта между этими пунктами. Если дорожная сеть

развита, всегда найдется маршрут объезда поврежденного участка.

В отличие от автодорожной сети, Интернет имеет не плоскую, а

пространственную структуру. Передача данных не обязательно должна происходить

по кабельным каналам связи. Узловые компьютеры Сети могут автоматически

переключаться на использование спутниковых каналов всязи, радиорелейных

систем, линий кабельного телевизионного вещания и других каналов. Физическую

архитектуру Интернета составляют линии связи любых типов, как традиционных,

так и экзотических.

Программный компонент. Слаженная и совместная работа

технически несовместимого оборудования достигается благодаря

программам, работающим на компьютерах, входящих в Сеть. Они

позволяют так преобразовывать данные, чтобы их можно было

передавать по любым каналам связи и воспроизводить на любых

компьютерах. Программы следят за соблюдением единых протоколов,

обеспечивают целостность передаваемых данных, контролируют

состояние Сети и в случае обнаружения пораженных или

перегруженных участков оперативно перенаправляют потоки

данных.

У программного обеспечения Сети очено много различных

функций. Среди них функции хранения информации, ее поиска, сбора,

воспроизведения. Очень важны функции, связанные с обеспечением

безопасности в Сети.

Информационный компонент в Интернете представлен

сетевыми документами, то есть документами, хранящимися на

компьютерах, подключенных к Сети или входящих в Сеть. Эти

документы могут быть любого типа: текстовые, графические, звуковые

(звукозаписи), видео (видеозаписи) и т.п. В настоящее время имеются

опытные образцы, способные передавать тактилтную (осязательную)

информацию и ведутся работы в области передачи и воспроизведения

обонятельной информации (запахов).

Характерная особенность информационного компонента состоит в том,

что он может быть распределенным. Так, например, при просмотре на

экране книги, хранящейся в Интернете, текст может поступать из одних

источников, звук и музыка - из других, графика - из третьих, а

примечания - из четвертых. Таким образом, первичные документы,

хранящиеся в Сети, связаны между собой гибкой системой ссылок. ее

создают авторы документов в том виде, в каком им это удобно для

раскрытия своего замысла. В итоге мы можем говорить о том, что

образуется некое информационное пространство, состоящее из сотен

миллионов взаимосвязанных между собой документов. Это

пространство напоминает паутину. В нее можно войти со стороны

любой нити и перемещаться между документами и исследовать паутину

по собственному усмотрению.

Понятие IP-адреса и URL-адреса. Каждый компьютер, входящий

в состав Интернета, имеет адрес из четырех блоков, например:

193.29.137.31. Этот адрес называется IP-адресом. Компьютеры,

входящие в Сеть на постоянной основе, имеют постоянный IP-адрес.

Компьютеры пользователей, которые подключаются к Сети на время

сеанса, получают временный IP-адрес, который действует только на

время данного сеанса. Такой IP-адрес называется динамическим IP-

адресом.

Зная IP-адрес любой удаленной комьпютерной системы, к ней

можно обратиться с запросом. Это может быть и запрос на поставку

каких-то хранящихся в ее составе документов, и запрос на подключение

к какой-то программе, и запрос на испльзование оборудования,

входящего в состав компьютерной системы.

Для информационного пространства документов характерна

другая система адресации, основанная на понятии URL-адреса. Каждый

документ, хранящийся во всемирной сети, имеет свой собственный

уникальный адрес URL (Uniform Resource Locator - унифицйированный

указатель ресурса), например, адрес титульной страницы сервера

"Учительской газеты": http://www.ug.ru.

Если какой-то документ представлен в Сети не в единственном

экземпляре, то у каждого экземпляра будет свой уникальный адрес URL.

Двух документов с одинаковыми URL-адресами в Интернете не может

быть, точно также, как на одном компьютере не может быть двух

файлов с одинаковыми именами.

Понятие о ресурсах Интернета. В Интернете трем основным

компонетнам соответствуют следующие типы ресурсов: аппаратные,

программные и информационные. Не будем забывать, что все эти виды

ресурсов являются чьей-либо собственностью. Это может быть частная

собственность, корпоративная собственность, государственная

собственность и общественная собственность.

Аппаратные ресурсы Интернета представлены так называемыми

опорными сетями, к которым подключены сервис-провайдеры.

Подключаясь к Интернету, мы реально используем аппаратные ресуры

того компьютера, который обеспечивает это подключение. Он выделяет

нашим задачам часть мощности своего процессора, часть оперативной

памяти и во многих случаях часть своего пространства на жестких

дисках или накопителях иного типа.

Кроме того, мы эксплуатируем физические ресурсы линий связи, по

которым проходят наши сигналы. Их пропускная способность может

быть очень большой, особенно для оптоволоконных и космических

линий, но она не бесконечна. При перегрузке замедляется время

прохождения данных, между сигналами начинается интерференция,

которая приводит к сбоям и повторам передачи. Одним словом, каждый

человек, использующий аппаратные ресурсы Сети, в той или иной мере

затрудняет работу других участников Сети. На мощных участках Сети,

оборудованных высокопроизводительными компьютерными системами

и мощными стволами линий связи, это назаметно. на участаках,

оснвщенных слабой техникой и примитивными каналами связи, влияние

одних пользователей на комфорт работы других очень велико.

Программные ресурсы Интернета

Программные ресурсы Сети представлены программами,

функционирующими в составе сетевого оборудования. Нашу работу в

Сети обслуживают тысячи программ, работающих на тех компьютерах,

через которые проходят наши запросы к поставщикам информации. Все

эти программы кому-то принадлежат по праву собственности (по

производителям) и по праву на использование (тем, у кого они

установлены).

В абсолютном большинстве случаев пользователи Сети не имеют

никаких прав на программное обеспечение, обслуживающее их.

Вмешательнство в его работу считается противозаконным и

наказывается в соответствии с законодательством той страны, на

территории которой произошло правонарушение. Об этом надо помнить

при работе в Интернете и не допускать даже непреднамеренного

вмешательства в работу программ, расположенных на удаленных

компьютерах, за исключением тех очень редких случаев, когда это

предусмотрено характером работы самой программы.

Информационные ресурсы Интернета

Информационные ресурсы Сети представлены документами,

хранящимися на компьютерах Сети. В зависимости от отношений

собственности эти ресуры могут быть открытими или закрытыми. В

последнем случае для обращения к ним надо предъявить права; обычно

это происходит путем объявления своего регистрационного имени

(login) и пароля (password). Права доступа либо приобретаются

(оплачиваются), например при обращении к коммерческим ресурсам,

либо выдаются администрацией, например для сотрудников

предприятия, учреждения, ведомства.

Самовольное нарушение прав доступа обычно производится путем

вмешательства в работу программного обеспечения, а это, как мы

отметилил выше, образует состав преступления по законодательству

большинства государств. В России в этой области действуют статьи 159,

272, 273, 274 УК РФ.

Большую часть информационных ресурсов Интернета составляют

открытые ресурсы: тексты, изображения. звуко- и видеозаписи и т.п.

Несмотрая на из открытость, их также не следует рассматривать как

общественное достояние. Наиболее общий подход к этим ресурсам - как

к условно бесплатным (shareware), то есть, они рассматриваются как

открытые для личного потребления (чтение, просмотр, прослушиваие и

т.п.), но во всех остальных случаях (тиражирование, публикация,

модификация, демонстрация и т.п.) на них распространяются законы

страны пребывания пользователя. В России этот вопрос оговаривается

п.111 закона об авторском праве.

Интернет выполняет две основные функции: информационную и

коммуникационную.

Информационная функция Интернета

Информационная функция позволяет потребителям быстро получать

затребованную информацию. Это могут быть научные знания,

техническая документация, книги, справочники, статьи, сообщения,

чертежи, схемы, рисунки, видеоматериалы, звукозаписи и многое

другое.

2. Понятие модема

Компьютерные сигналы - это сигналы постоянного тока, которые

телефонная сеть передавать не может. Для преобразования

компьютерных сигналов в сигналы, способные передаваться по

телефонной сети применяется специальное устройство, называемое

модулятор-демодулятор, сокращенно модем.

Модем воспринимает сигналы от компьютера, преобразует их в

пригодную для телефонной сети форму (модулирует) и посылает

адресату.

Аналогичный модем адресата воспринимает эти сигналы и

преобразует их в форму, пригодную для компьютера (демодулирует).

Модем обладает массой специфических характеристик, и

важнейшей из них является скорость передачи данных.

Применительно к модему скорость передачи данных - это количество

бит информации, передаваемых им за 1 секунду (обозначается bps). В

маркировке модема сама скорость обычно не указывается, а заменяется

специальным обозначением: модемы с маркировкой v.21 обладают

скоростью передачи 300 bps, v.22: 1200 bps, v.32: 9600 bps, v.32bis:

14400 bps.

Но каким образом осуществлять связь, если, например, вы

имеете модем типа v.32, а ваш партнер, с которым вы собираетесь

связаться, - лишь модем v.21? Такие варианты, конечно,

предусмотрены: каждый модем обладает весьма полезным свойством:

он способен определять скорость модема, с которым он связывается, и

вся передача данных идет на меньшей из двух скоростей: его

собственной или другого модема.

Другой важной характеристикой является возможность

исправления модемом ошибок. Для защиты передаваемых данных от

ошибок применяется метод так называемого помехоустойчивого

кодирования.

В передаваемые по сети данные через определенные

промежутки модем-передатчик вставляет специальные контрольные

символы. Если модем-приемник обнаруживает, что в чередовании

контрольных символов нарушен порядок, то он посылает модему-

передатчику сообщение об ошибке и передача неверно переданного

фрагмента повторяется. Тот факт, что данный модем может исправлять

ошибки, отражается в его маркировке наличием символов v.42.

Некоторые модемы могут сжимать передаваемые данные, что

существенно уменьшает время их передачи. Такое сжатие данных

напоминает сжатие файлов программами-архиваторами.

Способность сжимать данные отражается в маркировке

символами v.42bis или MNP5. Однако если партнером сжимающего

модема является несжимающий модем, то вся передача данных будет

проходить без сжатия.

Модемы обладают свойством вести прием и передачу данных

одновременно. Такие модемы называются дуплексными, а те,

которые ведут прием и передачу данных попеременно, -

полудуплексными.

Наиболее распространенный сегодня это модем v.34 или v.Fast.

Он может вести передачу с максимальной скоростью, равной 28800

bps. Кроме того, перед передачей данных он может тестировать линию

связи и в зависимости от ее состояния варьировать величину пакета

данных и скорость передачи.

3. Электронная доска объявлений

К созданию глобальных компьютерных сетей непосредственное

отношение имеют электронные доски объявлений.

Электронной доской об'явлений (Bulletin Board System, или

сокращенно - BBS) называют отдельную ЭВМ, к которой посредством

телефонной сети могут обращаться другие пользователи и у которой

открыт доступ к части дискового пространства для этих целей. Любой

удаленный пользователь может обратиться к дисковому пространству

этой машины, записать туда какую-либо информацию или скопировать

информацию оттуда на свою ЭВМ. Единственное, что вам не позволят

делать, - это удалить файлы, записанные на диске BBS.

Кроме того, пользователи могут обмениваться друг с другом

сообщениями, файлами, любыми данными вообще.

Каждая BBS позволяет осуществлять персональную адресацию

посланий с помощью разбиения ее дискового пространства на

отдельные зоны, так называемые почтовые ящики, которые защищены

от несанкционированных посягательств всех других пользователей.

Дисковое пространство BBS ограничено, поэтому ограничено и

число участников каждой сети, а также и объем передаваемой ими

информации. Однако каждый пользователь заинтересован в

расширении круга общения. Поэтому происходти соединение

отдельных BBS в единую сеть.

Такое соединение дает возможность каждому пользователю сети

общаться практически с неограниченным числом таких же

пользователей.

Компьютер, подключенный к глобальной сети, позволяет в

любое время послать сообщение, например знакомому в Северную

Америку, для этого достаточно знать его электронный адрес.

Такой электронный адрес обычно строится по принципу: имя

пользователя/название организации/город/страна (например,

abc..