Информационно-коммуникационные технологии

     Каждый  компьютер, подключенный к локальной  сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер).

     Основной  функцией сетевого адаптера является передача и прием информации из сети. В настоящее время наиболее часто  используются сетевые адаптеры типа EtherNet, которые могут объединять в  сеть компьютеры различных аппаратных и программных платформ.

     Соединение  компьютеров (сетевых адаптеров) между  собой производится с помощью  кабелей различных типов (коаксиального, витой пары, оптоволоконного). Для  подключения к локальной сети портативных компьютеров часто  используется беспроводное подключение, при котором передача данных осуществляется с помощью электромагнитных волн.

     Важнейшей характеристикой локальных сетей, которая определяется типом используемых сетевых адаптеров и кабелей, является скорость передачи информации по сети. Скорость передачи информации по локальной сети обычно находится в диапазоне от 10 до 100 Мбит/с.

     Локальная сеть типа "Линейная шина", при  которой кабель проходит от одного компьютера к другому, последовательно  соединяя компьютеры и периферийные устройства между собой, называется линейной шиной.

     Локальная сеть типа "Звезда", при которой  к каждому компьютеру подходит отдельный  кабель из одного центрального узла, называется локальной сетью типа "Звезда". Обычно при такой схеме соединения центральным узлом является более мощный компьютер.

     Преимущество  локальной сети типа "Звезда" перед  локальной сетью типа "Линейная шина" состоит в том, что при  выходе из строя сетевого кабеля у  одного компьютера локальная сеть в  целом продолжает нормально функционировать.

     Локальная сеть типа "Кольцо", при которой кабель по цепочке проводится от одного компьютера к другому, получается замкнутый круг.

1.3.2 ГЛОБАЛЬНАЯ КОМПЬЮТЕРНАЯ СЕТЬ ИНТЕРНЕТ

     Интернет  – сеть сетей. Локальные сети обычно объединяют несколько десятков компьютеров, размещенных в одном здании, однако они не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. В этом случае дистанционный доступ к информации обеспечивают региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).

     Многие  организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и прочие), создают собственные, так называемые корпоративные сети. Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах.

     Потребности формирования единого мирового информационного  пространства привели к объединению  локальных, региональных и корпоративных  сетей в глобальную компьютерную сеть Интернет. В результате в настоящее время (на январь 2005 года) основу Интернета составляют более трехсот миллионов серверов.

     Надежность  функционирования глобальной сети обеспечивает большое количество каналов передачи информации с высокой пропускной способностью между локальными, региональными и корпоративными сетями. Например, российская региональная компьютерная сеть Рунет (RU) соединяется многочисленными каналами передачи информации с североамериканской (US), европейской (EU) и японской (JP) региональными сетями. Региональные компьютерные сети, объединенные в глобальную сеть Интернет.

     Интернет  – это глобальная компьютерная сеть, в которой локальные, региональные и корпоративные сети соединены  между собой многочисленными  каналами передачи информации с высокой пропускной способностью.

     Подключение к Интернету. В каждой локальной, региональной или корпоративной  сети имеется, по крайней мере, один компьютер (сервер Интернета), который  имеет постоянное подключение к  Интернету.

     Для подключения локальных сетей чаще всего используются оптоволоконные линии связи. Однако в случаях подключения неудобно расположенных или удаленных компьютерных сетей, когда прокладка кабеля затруднена или невозможна, используются беспроводные линии связи. Если передающая и принимающая антенны находятся в пределах прямой видимости, то используются радиоканалы, в противном случае обмен информацией производится через спутниковый канал с использованием специальных антенн.

     Сотни миллионов компьютеров пользователей  могут периодически подключаться к Интернету по коммутируемым телефонным каналам с помощью провайдеров Интернета. Провайдеры Интернета имеют высокоскоростные соединения своих серверов с Интернетом и поэтому могут предоставить Интернет-доступ по телефонным каналам одновременно сотням и тысячам пользователей.

     Для соединения компьютера пользователя по телефонному каналу с сервером Интернет-провайдера к обоим компьютерам должны быть подключены модемы. Модемы обеспечивают передачу цифровых компьютерных данных по аналоговым телефонным каналам со скоростью до 56 Кбит/с.

     Современные ADSL-технологии позволяют использовать обычные телефонные каналы для высокоскоростного (1 Мбит/с и выше) подключения к  Интернету. Важно, что при этом телефонный номер остается свободным.

     Обычные и ADSL модемы подключаются к USB-порту компьютера и к разъему телефонной розетки.

     Пользователи  портативных компьютеров могут  подключаться к Интернету с использованием беспроводной технологии Wi-Fi. На вокзалах, в аэропортах и других общественных местах устанавливаются точки доступа беспроводной связи, подключенные к Интернету. В радиусе 100 метров портативный компьютер, оснащенный беспроводной связью, автоматически получает доступ в Интернет со скоростью до 11 Мбит/с.

     Интернет-адрес. Для того чтобы в процессе обмена информацией компьютеры могли найти друг друга, в Интернете существует единая система адресации, основанная на использовании Интернет-адресов.

     Каждый  компьютер, подключенный к Интернету, имеет свой уникальный двоичный 32-битовый  Интернет-адрес.

     Существует  формула, которая связывает между  собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации I, которое несет полученное сообщение: N = 2I.

     Интернет-адрес  несет количество информации I = 32 бита, тогда общее количество N различных Интернет-адресов равно: N = 2I = 232 = 4 294 967 296.

     Интернет-адрес  длиной 32 бита позволяет подключить к Интернету более 4 миллиардов компьютеров.По новой технологии "Умный дом" к Интернету смогут быть подключены не только компьютеры, но и бытовые приборы (холодильники, стиральные машины) и аудио и видеотехника, которыми можно будет управлять дистанционно. В этом случае четырех миллиардов Интернет-адресов может оказаться недостаточно и придется перейти на более длинный Интернет-адрес.

     Для удобства восприятия двоичный 32-х битовый Интернет-адрес можно разбить на четыре части по 8 битов и каждую часть представить в десятичной форме. Десятичный Интернет-адрес состоит из четырех чисел в диапазоне от 0 до 255, разделенных точками (например, 213.171.37.202). Интернет-адрес в двоичной и десятичной форме. Все серверы Интернета имеют постоянные Интернет-адреса.

     Однако  провайдеры Интернета часто предоставляют  пользователям доступ в Интернет не с постоянным, а с временным  Интернет-адресом. Интернет-адрес может  меняться при каждом подключении к Интернету, но в процессе сеанса остается неизменным и пользователь может его определить.

     Доменная  система имен. Человеку запомнить  числовой адрес нелегко, поэтому  для удобства пользователей Интернета  была введена доменная система имен, которая ставит в соответствие числовому Интернет-адресу компьютера уникальное доменное имя.

     Доменная  система имен имеет иерархическую  структуру: домены верхнего уровня –  домены второго уровня – домены третьего уровня.

     Домены  верхнего уровня существуют двух типов: географические и административные. Каждой стране мира выделен свой географический домен, обозначаемый двухбуквенным кодом. Например, России принадлежит географический домен ru, в котором российские организации и граждане имеют право зарегистрировать домен второго уровня.

     Административные  домены обозначаются тремя или более  буквами и предназначены для  регистрации доменов второго  уровня организациями различных.

     Каждый  компьютер, подключенный к Интернету, имеет Интернет-адрес, однако он может не иметь доменного имени. Доменные имена имеют серверы Интернета, но доменного имени обычно не имеют компьютеры, подключающиеся к Интернету по телефонным линия.

     Сеть  Интернет, являющаяся сетью сетей  и объединяющая громадное количество различных локальных, региональных и корпоративных сетей, функционирует и развивается благодаря использованию единого принципа маршрутизации и транспортировки данных.

     Маршрутизация данных обеспечивает передачу информации между компьютерами сети. Рассмотрим принцип маршрутизации данных по аналогии с передачей информации с помощью обычной почты. Для того чтобы письмо дошло по назначению, на конверте указывается адрес получателя (кому письмо) и адрес отправителя (от кого письмо).

     Аналогично, передаваемая по сети информация "упаковывается в конверт", на котором "пишутся" Интернет-адреса компьютеров получателя и отправителя, например: "Кому: 198.78.213.185", "От кого: 193.124.5.33". Содержимое конверта на компьютерном языке называется Интернет-пакетом и представляет собой набор байтов.

     В процессе пересылки обыкновенных писем  они сначала доставляются на ближайшее  к отправителю почтовое отделение, а затем передаются по цепочке  почтовых отделений на ближайшее  к получателю почтовое отделение. На промежуточных почтовых отделениях письма сортируются, то есть определяется, на какое следующее почтовое отделение необходимо отправить то или иное письмо.

     Интернет-пакеты на пути к компьютеру-получателю также  проходят через многочисленные промежуточные  серверы Интернета, на которых производится операция маршрутизации. В результате маршрутизации Интернет-пакеты направляются от одного сервера Интернета к другому, постепенно приближаясь к компьютеру-получателю.

     Маршрутизация Интернет-пакетов обеспечивает доставку информации от компьютера-отправителя к компьютеру-получателю. Маршруты доставки Интернет-пакетов могут быть совершенно разными, и поэтому первые Интернет-пакеты могут достичь компьютера-получателя в последнюю очередь.

     "География"  Интернета существенно отличается  от привычной географии. Скорость получения информации зависит не от удаленности сервера Интернета, а от маршрута прохождения информации, то есть количества промежуточных серверов и качества линий связи (их пропускной способности), по которым передается информация от сервера к серверу.

     С маршрутом прохождения информации в Интернете можно познакомиться  с помощью специальных программ, которые позволяют проследить, через  какие серверы и с какой  задержкой передается информация с  выбранного сервера Интернета на ваш компьютер.

     Транспортировка данных. Когда компьютеры обмениваются большими по объему файлами. Если послать такой файл целиком, то он может надолго "закупорить" канал связи, сделать его недоступным для пересылки других сообщений.

     Для того чтобы этого не происходило, на компьютере-отправителе необходимо разбить большой файл на мелкие части, пронумеровать их и транспортировать в форме отдельных Интернет-пакетов до компьютера-получателя.

     На  компьютере-получателе необходимо собрать  исходный файл из отдельных частей в правильной последовательности, поэтому файл не может быть собран до тех пор, пока не придут все Интернет-пакеты.

     Транспортировка данных производится путем разбиения  файлов на Интернет-пакеты на компьютере-отправителе, индивидуальной маршрутизации каждого  пакета и сборки файлов из пакетов в первоначальном порядке на компьютере-получателе.

     Время транспортировки отдельных Интернет-пакетов  между локальным компьютером  и сервером Интернета можно определить с помощью специальных программ.