Курс лекций КИТ

1. Глобальная сеть Интернет, протоколы tcp/ip

Глобальная компьютерная сеть объединяет множество локальных, региональных сетей по всему миру. Логика организации компьютерной сети в наибольшей степени определяется протоколами, устанавливающими как тип и структуру сообщений, так и процедуры их обработки – реакцию на входящие сообщения и генерацию собственных сообщений. Число уровней управления и типы используемых протоколов определяют архитектуру компьютерной сети.

Протокол - формат обмена сообщениями между компьютерными объектами: оборудованием, программами, данными и т.п. Физически протокол представляет собой тома технической документации на бумаге или в Интернете, содержащей таблицы со структурами сообщений, к которым приложены пояснения и текстовые описания процессов обмена сообщениями. То есть протокол – это набор правил, по которым происходит передача информации в компьютерной сети.

Первый протокол был разработан в США. Интернет-протокол TCP/IP - самый главный протокол, используемый в Интернете. Этот протокол очень велик (его описание занимает тома технической документации) и включает в себя многие другие протоколы для отдельных операций, например: HTTP, HTTPS, FTP, ГОРЗ, SMTP, IMAP и т.д.

ТСР/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) - Протокол управления передачей информации в глобальных сетях (между континентами и странами) и в локальных сетях.

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) - Пользовательский Протокол передачи гипертекста. Этот протокол более высокого уровня, чем ТСР/IР. Он предназначен для передачи в Интернет гипертекстовых документов (т.е. документов с видео-эффектами и аудио-эффектами).

HTTPS - то же, что и HTTP, но соединение является защищенным. Весь обмен данными шифруется.

DHTML - динамический HTML, когда HTML-страницы не хранятся в компьютере постоянно, а порождаются «на лету» прямо в ходе выполнения программы: данные берутся из базы данных, облекаются в формат HTML и высвечиваются пользователю на экране, как если бы это были обычные, заранее сверстанные HTML-страницы.

XML - перспективный формат обмена данными между любыми информационными системами. Хотя XML и был разработан на основе HTML в качестве его расширения, он имеет только внешне сходный формат данных, а служит для совершенно иных целей. XML представляет собой универсальный способ стыковки систем от разных разработчиков и претендует на глобальную универсальность: системы, имеющие XML-шлюз, могут достаточно просто обмениваться данными друг с другом. Необходимо только договориться об общей системе понятий, что и представляет основную трудность. Каждая фирма разрабатывает и пытается продвинуть на рынке свой вариант XML для каждой предметной области (бухгалтерия, финансы, инвестиции и т.д.) и старается навязать его другим участникам рынка в качестве стандарта. Победители гонки стандартов выяснятся через много лет. Тем не менее XML уже сегодня повсеместно применяется для стыковки между собой различных систем одного производителя и постепенно внедряется в качестве инструмента обмена данными между web-приложениями, в том числе и тогда, когда сайт отображает данные, поставляемые «на лету» другой фирмой по запросу (на программистском жаргоне говорят, что другая фирма дает для сайта feed).

WAP (Wireless Application Protocol) - Протокол для доступа к службам Интернета пользователей беспроводных устройств (мобильных телефонов, пейджеров и др.)

SMTP (Simple Mail Transport Protocol) - Простейший протокол передачи сообщений по электронной почте для отправки адресату.

POP3 (Post Office Protocol) – протокол почтового отделения. Он используется для получения почтовых сообщений и установления личности получателя.

По протоколу ТСР/IР устанавливается скорость передачи данных, кодировка, сжатие, проверка полноты, правила зашиты информации и др. Протокол - это язык, на котором общаются модемы компьютеров отправителя (Клиента) и компьютера - получателя запросов (Сервера). Все запросы пользователей отправляются через модем.

Протокол верхнего уровня TCP преобразует передаваемые сообщения в небольшие пакеты - порции информации. Эти пакеты и пересылаются по сети. Основное назначение протокола TCP:

разбивает сообщение на отдельные части (англ. packets - пакеты). Пакет - это порция отправляемых по Сети данных (сообщений). Подобная разбивка информации на пакеты позволяет ускорить ее отправку по Сети и лучше сохранить от помех при передаче;
снабжает каждый пакет служебной информацией: например как собрать пакеты в одно сообщение на компьютере - адресате, куда сообщение отправляется;
проверяет, все ли пакеты передаваемого сообщения поступили на компьютер - адресат.
- Протокол нижнего уровня IP следит за доставкой пакетов адресату:
оформляет для каждого пакета заголовок (адрес ПК - отправителя и адрес ПК - получателя);
отправляет эти пакеты адресату по сети разными путями и собирает их в один документ на компьютере - адресате.
- Отправленные пакеты путешествуют по сети Интернет от одного компьютера к другому. Эти промежуточные, узловые компьютеры (на пути следования пакетов в сети) называют маршрутизаторами (Router). Вся работа на ПК - маршрутизаторах выполняется специальными программами - "маршрутизаторами", которые выполняют следующие действия:
для каждого поступившего пакета выбирает по возможности самый короткий путь до компьютера - адресата;
устанавливает, в каком направлении лучше передать поступивший пакет;
определяет, какому из ближайших ПК-соседей переслать TCP - пакет (чтобы он оказался ближе к получателю) и направляет пакет ему.

Пакеты отправляются по сети в произвольном порядке и возможно в разных направлениях. Однако они не перепутаются, т.к. каждый пакет снабжается служебной информацией.

В пункте адресата пакеты собираются в один документ. Компьютер, на котором все пакеты собираются вместе, делает проверку:

все ли пакеты достигли адресата;
если до ПК - адресата дошли не все пакеты, то отправляется запрос на повторную передачу нужных пакетов;
если все пакеты достигли адресата, то делается сборка пакетов в одно сообщение. Процесс сборки пакетов в один документ в пункте ПК-адресата называется реконструкцией.

Вся работа в сети Интернет выполняется с помощью специальных программ, которые следят за передачей пакетов. Эти программы установлены на узловых компьютерах сети. К примеру, кабель, соединяющий Америку и Европу, обслуживает одновременно тысячи соединений клиентов. Чтобы ускорить передачу пакетов по сети, в Интернете используются мощные линии связи. По ним пакеты движутся с очень большой скоростью. В отдельных узлах пакеты могут задержаться. Они ожидают, когда линия станет свободной. Обстановка в Сети Интернет постоянно меняется: только что занятый канал может оказаться свободным. Узловой компьютер сразу передает те пакеты, которые поступили в узел к этому времени.

Содержание