Интернет

История сетевой эволюции

Каждый из нас, работая с современными технологиями, получает доступ к огромному объему информации через глобальную сеть. Но как возникла эта инновационная история, которая объединяет людей со всего мира?

Сеть, построенная для обмена информацией между различными компьютерами, имеет свою удивительную историю. В начале своего развития подобные сети были использованы в научных и академических целях. Однако с течением времени эта идея вышла за рамки и стала доступна обычным пользователям.

Главный прорыв произошел в конце 20 века, когда человечество столкнулось с необходимостью быстрой и эффективной коммуникации. Таким образом, родился прототип интернета, который постепенно стал обязательным инструментом для работы и общения.

Эта история развития сетей продолжается и по сей день, преобразуясь и адаптируясь к постоянно меняющимся требованиям пользователей. Именно благодаря истории возникновения интернета мы можем наслаждаться преимуществами глобальной сети и быть в постоянном контакте с миром.

Роль вычислительной техники в жизни человека

Персональный компьютер быстро вошел в нашу жизнь. Еще несколько лет назад было редкостью увидеть какой-нибудь персональный компьютер – они были, но были очень дорогие, и даже не каждая фирма могла иметь у себя в офисе компьютер. Теперь же в каждом третьем доме есть компьютер, который уже глубоко вошел в жизнь человека.

Современные вычислительные машины представляют одно из самых значительных достижений человеческой мысли, влияние, которого на развитие научно-технического прогресса трудно переоценить. Область применения ЭВМ огромна и непрерывно расширяется.

Даже 30 лет назад было только около 2000 различных сфер применения микропроцессорной техники. Это управление производством (16%), транспорт и связь (17%), информационно-вычислительная техника (12%), военная техника (9%), бытовая техника (3%), обучение (2%), авиация и космос (15%),  медицина (4%), научное исследование, коммунальное и городское хозяйство, банковский учёт, метрология, и другие области.

Компьютеры в учреждениях. Компьютеры в буквальном смысле совершили революцию в деловом мире. Секретарь практически любого учреждения при подготовке докладов и писем производит обработку текстов. Учрежденческий аппарат использует персональный компьютер для вывода на экран дисплея широкоформатных таблиц и графического материала. Бухгалтеры применяют компьютеры для управления финансами учреждения и введение документации.

Компьютеры на производстве. Компьютеры находят применение при выполнении широкого круга производственных задач. Так, например, диспетчер на крупном заводе имеет в своём распоряжении автоматизированную систему контроля, обеспечивающую бесперебойную работу различных агрегатов. Компьютеры используются также для контроля за температурой и давлением при осуществлении различных производственных процессов. Также управляются компьютером роботы на заводах, скажем, на линиях сборки автомобилей, включающие многократно повторяющиеся операции, например затягивание болтов или окраску деталей кузова.

Компьютер – помощник конструктора. Проекты конструирования самолета, моста или здания требуют затрат большого количества времени и усилий. Они представляют собой один из самых трудоёмких видов работ. Сегодня, в век компьютера, конструкторы имеют возможность посвятить своё время целиком процессу конструирования, поскольку расчёты и подготовку чертежей машина «берёт на себя». Пример: конструктор автомобилей  исследует с помощью компьютера, как форма кузова влияет на рабочие характеристики автомобиля. С помощь таких устройств, как электронное перо и планшет, конструктор может быстро и легко вносить любые изменения в проект и тут же наблюдать результат на экране дисплея.

Компьютер в магазине самообслуживания. Представьте себе, что идёт 1979 год и вы работаете неполный рабочий день в качестве кассира в большом универмаге. Когда покупатели выкладывают отобранные ими покупки на прилавок, вы должны прочесть цену каждой покупки и ввести её в кассовый аппарат. А теперь вернёмся в наши дни. Вы по-прежнему работаете кассиров и в том же самом универмаге. Но как много здесь изменилось. Когда теперь покупатели выкладывают свои покупки на прилавок, вы пропускаете каждую из них через оптическое сканирующее устройство, которое считывает универсальный код, нанесённый на покупку, по которому компьютер определяет, цену этого изделия, хранящуюся в памяти компьютера, и высвечивает ее на маленьком экране, чтобы покупатель мог видеть стоимость своей покупки. Как только все отобранные товары прошли через оптическое сканирующее устройство, компьютер немедленно выдаёт общую стоимость купленных товаров.

Слайд 2Человеческое общество по мере своего развития овладевало не только веществом

и энергией, но и информацией. С появлением и массовым распространение

компьютеров человек получил мощное средство для эффективного использования информационных ресурсов, для усиления своей интеллектуальной деятельности. С этого момента (середина XX века) начался переход от индустриального общества к обществу информационному, в котором главным ресурсом становится информация. Возможность использования членами общества полной, своевременной и достоверной информации в значительной мере зависит от степени развития и освоения новых информационных технологий, основой которых являются компьютеры. Рассмотрим основные вехи в истории их развития.

Введение:

Ответьте на вопросы

Что нужно запомнить:

• • протокол, чаще всего http
    (для Web-страниц) или ftp
    (для файловых архивов)
  • знаки ://
    , отделяющие протокол от остальной части адреса
  • доменное имя (или IP-адрес) сайта
  • каталог на сервере, где находится файл
  • имя файла

Петя записал IP-адрес школьного сервера на листке бумаги и положил его в карман куртки. Петина мама случайно постирала куртку вместе с запиской. После стирки Петя обнаружил в кармане четыре обрывка с фрагментами IP-адреса. Эти фрагменты обозначены буквами А, Б, В и Г. Восстановите IP-адрес. В ответе укажите последовательность букв, обозначающих фрагменты, в порядке, соответствующем IP-адресу
.

Давно уже прошли те времена, когда компьютеры являлись изолированными вычислительными комплексами – этакими «числодробилками» для решения производства научных и технических расчетов. Стадия, на которой превалировали не связанные друг с другом малые и большие локальные сети, также отошла в прошлое.

Сегодня трудно отыскать компьютер, не подключенный к глобальной сети Интернет. Происходит постепенная передача функций от обычных, к сетевым приложениям. Разрабатываются базирующиеся в сети операционные системы, единственным интерфейсом которых станет некое подобие браузера. Подключенный к Интернету компьютер обязательно имеет определенное аппаратное и программное оснащение.

О чем конкретно идет речь? О внутреннем и подключаемом снаружи оборудовании и о специальном программном обеспечении, входящем в состав операционной системы, либо устанавливаемом отдельно.

Если раньше количество сетевых протоколов можно было пересчитать по пальцам, то сегодня сложно даже сказать – сколько их всего существует и чем они друг от друга отличаются. Только взгляд с высоты поможет понять суть дела.

Аппаратная комплектация

Для доступа к сети компьютеру необходимо следующее оборудование:

• Он должен иметь сетевую плату, или т.н. сетевой адаптер.
• Если речь идет о проводной сети, то необходим отрезок кабеля, одним концом уходящий в сеть провайдера, а другим – подключаемый к LAN-разъему внешней панели адаптера.
• Для организации беспроводной сети понадобиться Bluetooth-оборудование. Bluetooth – это целая группа протоколов беспроводного доступа.
• Малая беспроводная сеть масштаба квартиры или дома потребует т.н. роутера.
• Подключиться к Интернет без проводов можно, используя USB-модем.
• В качестве точки раздачи Интернета внутри квартиры может использоваться любой, более-менее современный ноутбук – его сетевая плата позволяет проделывать такие вещи.

Вот, пожалуй, и все. Для начала. Каждая из перечисленных групп оборудования представлена огромным числом моделей.

Софтовая комплектация

При желании доступ в Интернет можно получить и из MS-DOS – народные умельцы могут все.
Но такой путь вряд ли подойдет обычному пользователю. Для нормальной работы в Интернет ему понадобится один из последних дистрибутивов Windows или Linux. Подойдет все, что выше WinXP или ОС семейства Debian с графическим интерфейсом пользователя. На сетевую плату обязательно потребуются драйвер – программа, управляющая работой данного устройства. Обычно драйвера автоматически инсталлируются ОС, но если речь идет о не очень свежем дистрибутиве, то драйверов для нового устройства в нем может и не оказаться.

Система адресов в сети Интернет

Каждый компьютер в сети Интернет имеет адрес в виде 4-байтового числа, которая называется IP-адресом. Обычно IP-адрес записывается в виде десятичного числа, которое разделено точками на четыре части, например, адрес web сервера Microsoft 13.77.161.179. Начальная часть числа — номер участка сети, конечная часть числа — номер конкретного компьютера на этом участке.

Такая адресация не очень удобна для запоминания, поэтому специально для пользователей разработаны другую систему адресации, которая называется доменной. При этом всю сеть Интернет разбили на отдельные части (домены) по географическому или организационному признаку.

Имена доменов некоторых стран:

• de — Германия,
• ru — Россия,
• us — США.

Имена доменов некоторых организаций:

• com — коммерческие организации,
• edu — образовательные организации,
• gov — правительственные организации.

Домены могут иметь подчиненные домены (субдомены), те, в свою очередь, еще более мелкие субдомены и т.д. На самом низком уровне находится имя компьютера, которое является уникальным в пределах своего домена. Полное доменное имя записывается последовательно по уровням подчинения справа налево через точку. Например, сервер портала госзакупок имеет полный доменный адрес zakupki.gov.ru.

Отметим, что IP-адрес и доменный адрес — разные формы записи одного и того же имени компьютера в сети. Однако, одному IP адресу может соответствовать несколько доменных имен, как и одно доменное имя может иметь несколько IP адресов. В Интернете существуют специальные DNS-серверы, с помощью которых доменные адреса превращают в IP-адреса.

Структура и основные принципы построения сети Интернет

Практически все услуги, которые предоставляет сеть Интернет, работают по принципу клиент-сервер.

Информация в Интернет сохраняется на серверах, которые имеют собственные адреса, а управляют ими специализированные программы. С их помощью происходит пересылка почты и файлов, производится поиск в базах данных и выполняются другие задачи.

Сервера сети обмениваются информацией между собой через высокоскоростные каналы связи или магистрали (выделенные телефонные линии, оптоволоконные и спутниковые каналы связи).

Серверы, которые объединены высокоскоростными магистралями, являются базовой частью Интернета.

Доступ обычных пользователей – клиентов – к информации в Интернет чаще всего обеспечивается провайдером (поставщиком сетевых услуг) или корпоративной сетью.

Определение 2

Провайдер (Internet Service Provider, ISP) – отдельное лицо или организация, которые предоставляют услуги подключения к компьютерным сетям.

Провайдер меньшего масштаба (региональный), подключается к более крупному национальному провайдеру, который имеет узлы в различных точках страны. Сети национальных провайдеров объединены в сети транснациональных провайдеров (провайдеры 1-го уровня). Объединение сетей провайдеров 1-го уровня составляет глобальную сеть Интернет.

Локальные сети – основные ячейки глобальной сети. При подключении локальной сети к глобальной каждый ее компьютер может подключиться к Интернет.

Хост-компьютеры (host – хозяин) подключены к глобальной сети непосредственно.

Определение 3

Хост – любой компьютер, который является постоянной частью Интернет, то есть соединяется через Интернет-протокол с другим хостом, соединенным, в свою очередь, с другим и т.д.

Чтобы подсоединить линию связи к компьютеру используют сетевые платы, сетевые адаптеры, модемы и т.д. – специальные электронные устройства.

Каждому компьютеру, подключенному к сети, присваивается уникальный IP-адрес.

Как работает веб-архив?

Изначально интернет задумывался как архив знаний человечества. Некоторые учёные и программисты хотели сделать так, чтобы всё, что попадает в интернет, осталось там навсегда. В 1996 году американские программисты Брюстер Кейл и Брюс Гиллиат решили, что нужно архивировать всё, что к этому моменту находилось в интернете.

‍

<<Текст на фоне>>

‍

Они создали Web Archive. Это сайт, хранящий информацию о других сайтах, веб-архив. Он работал благодаря технологии Web crawler, или «веб-паук». Это такой скрипт, который «оббегает» сайты и узнаёт, изменились ли они. Если сайт изменился, то «веб-паук» создаёт архивную копию. С 2001 года этот архив стал публичным. В некоторых странах, например, в Дании, есть и свои, национальные архивы интернета.

‍

Аппаратная комплектация

Для доступа к сети компьютеру необходимо следующее оборудование:

• Он должен иметь сетевую плату, или т.н. сетевой адаптер.
• Если речь идет о проводной сети, то необходим отрезок кабеля, одним концом уходящий в сеть провайдера, а другим – подключаемый к LAN-разъему внешней панели адаптера.
• Для организации беспроводной сети понадобиться Bluetooth-оборудование. Bluetooth – это целая группа протоколов беспроводного доступа.
• Малая беспроводная сеть масштаба квартиры или дома потребует т.н. роутера.
• Подключиться к Интернет без проводов можно, используя USB-модем.
• В качестве точки раздачи Интернета внутри квартиры может использоваться любой, более-менее современный ноутбук – его сетевая плата позволяет проделывать такие вещи.

Вот, пожалуй, и все. Для начала. Каждая из перечисленных групп оборудования представлена огромным числом моделей.

Домены

Для многих первое знакомство с интернетом был вход на какой-нибудь сайт. Именно так многие проверяют первое подключение к глобальной сети. Начнем с понятия «Домен» – это выделенная область каких-то серверов в интернете, которые имеют одинаковый признак.

Домены бывают разные:

• Географические – например, сейчас вы находитесь в России, так как в конце адреса стоит «ru» домен. Также есть США (us), Латвия (lv), Украина (ua, или укр), Япония (jr), Китай (cn) и т.д.
• Административные – обычно принадлежащие какой-то компании.
• Коммерческий – имеет самый известный домен: com.
• Тематические – характеризуют принадлежность к какой-то теме: love, bar, online, today.

Чаще всего доменное имя пишется в самом конце через точку, вот как у нас:

То есть сначала идет домен 2-го уровня, далее первого, и в самом конце региональный.

У многих уже, наверное, закрался вопрос – почему при адресации в интернете используется IP адреса, а мы при запросе в интернете чаще используем буквенный (URL) адрес? Действительно, в интернете и в сетях используется IP адресация. Но для того, чтобы людям было удобнее и понятнее, а также для того, чтобы не запоминать безликие цифры были придуманы DNS сервера.

DNS помогает перевести непонятный для сети URL адрес (wifigid.ru) в понятный IP (185.63.191.187).

Можете провести эксперимент и ввести вместо обычного адреса – IP.

Работает DNS так:

1. Вы вводите адрес в адресную строку браузера.
2. Через интернет идет запрос в DNS сервер, который ищет подобный адрес в специальном списке.
3. Если сервер находит адрес, он возвращает IP, с которым вы можете работать.

Мы только что услышали новое понятие: URL – это как раз и есть полный адрес, который вы используете для работы с сайтами. Он обычно состоит из:

• https:// – это протокол, который используется в работе.
• ru – адрес сервера.
• Далее идут страницы самого сайта: сначала раздел, а потом конечная статья.

А теперь мы подошли к очень интересной теме, а именно отображение сайтов. Как вы уже поняли, в интернете и сети информация передается бесконечным количество нулей и единиц. Но в конце на сайтах мы видим красивую картинку. Вот вам пример – если вы зайдете на нашу главную страницу, то увидите вот это:

А вот такую информацию получает компьютер от сервера:

Этот язык называется HTML – по сути это более простое представление информации для компьютера. И вот браузер переводит этот язык в более приятный для глаза человека: подгружая картинки, шрифты, рисуя блоки, квадратики и буквы в удобном виде.

Доменная система имен

Доменная система имен (DNS) – это система сопоставления имен сайтов и иных сервисов сети Интернет с их сетевыми адресами.

Находясь в сети Интернет, зайдите на поисковый сайт, введите «dns» и обратите внимание на адресную строку, которая для будет выглядеть, например, так:

Здесь:

https – протокол передачи данных;

yandex.ru – доменное имя;

search ­– адрес запрашиваемого на сайте ресурса;

text=dns – параметры, передаваемые в запросе (text) и их значения (dns).

Домены верхнего уровня, домены второго и более нижних уровней

Рассмотрим следующее имя домена:

www.site.com

Данное имя содержит имена доменов нескольких уровней, разделенных точкой. Уровни отсчитываются справа налево:

com – домен верхнего уровня. Выдается регистратором доменов верхнего уровня.

site – домен второго уровня. Выдается регистраторами доменов второго уровня.

www ­– домен третьего уровня. Домены третьего и последующих уровней могут назначаться владельцами доменов второго уровня в произвольном порядке.

Административные и географические домены

Домены верхнего уровня делятся на административные и географические. Административные домены выдаются организациям в зависимости от их административной принадлежности, географические – от государственной.

Примеры административных доменов:

gov – правительство;

com, biz – коммерческие организации;

edu – учебные заведения.

Примеры географических доменов:

ru – Россия;

ua – Украина;

kz – Казахстан.

Стек протоколов TCP/IP

Основным семейством сетевых протоколов, которое используется в Интернет, является стек TCP/IP. Набором сетевых протоколов обеспечивается взаимодействие разнотипных компьютеров сети, которые работают под управлением различных операционных систем.

Сетевые протоколы поддерживают работу на нескольких уровнях:

• Канальный и физический уровень поддерживает технологию Ethernet, FDDI и др.
• Сетевой уровень – основа семейства протоколов, представлен протоколом IP и протоколами маршрутизации. На этом уровне обеспечивается перемещение пакетов по сети и управление их маршрутизацией.
• Транспортный уровень управляет размерами пакета, параметрами передачи, контролем целостности.
• На прикладном уровне объединяются все службы, предоставляемые пользователю системой. Основные прикладные протоколы: TelNet – протокол удаленного доступа, FTP – протокол передачи файлов, HTTP – протокол передачи гипертекста, SMTP, IMAP, POP, MIME – протоколы электронной почты.

IP-адрес компьютера

IP-адресом называется идентификатор компьютера или иного цифрового устройства, предназначенного для передачи данных в сети Интернет.

Протокол Интернет-адресации версии 4 (IPv4) предполагает использование в качестве адреса числа из четырех байт (32 двоичных разряда).

Для удобства визуального восприятия, каждый байт IP-адреса обычно записывается в десятичном формате без лидирующих нулей, разделяя байты точкой, например:

13.241.0.3

Интернет-адреса делятся на классы, определяемые по диапазону первого байта IP-адреса.

Класс A (диапазон от 1 до 126) – небольшое количество сетей (127), с большим количеством узлов в них (16 миллионов).

Класс B (диапазон от 128 до 191) – среднее количество сетей (16 тысяч), со средним количеством узлов (64 тысячи).

Класс C (диапазон от 192 до 223) – большое число сетей (2 миллиона), с небольшим количеством узлов (254). Используется для идентификации узлов в локальных сетях.

Класс D (диапазон от 224 до 239) – используется для мультиадресных рассылок.

Класс E (диапазон от 240 до 254) – зарезервирован для исследований.

Адреса, начинающиеся с 127, зарезервированы для специальных нужд. Например, адрес 127.0.0.1 – это псевдоним локального компьютера. Обратившись по этому адресу, вы попадаете сами к себе.

Решение задачи по нахождению IP-адреса

Для компьютера, подключенного к домашней сети, имеющей выход в Интернет, найдем следующие адреса:

• IP-адрес компьютера в локальной сети;
• IP-адрес маршрутизатора, обеспечивающего выход в сеть Интернет;
• IP-адрес компьютера в глобальной сети;
• IP-адрес сайта ya.ru.

Шаг 1. В стартовом меню нажмите «выполнить» и введите команду cmd.

Шаг 2. В открывшейся консоли наберите ipconfig и нажмите ввод.

Шаг 3. Найдите запись, похожую на приведенную на рисунке.

Рисунок 1 – Конфигурация адаптера в локальной сети

В строке «IPv4-адрес» указан IP-адрес вашего компьютера в пределах домашней сети. Как мы видим, этот адрес относится к классу C.

В строке «Основной шлюз» указан IP-адрес вашего маршрутизатора.

Шаг 4. Откройте браузер и зайдем на сайт whois.ru – официальный сервис определения доменов и адресов.

Рисунок 2 – Внешний вид главной страницы сайта whois.ru

Шаг 5. Нажмите на ссылку «Мой IP». Сервис отобразит IP-адрес вашего компьютера в глобальной сети.

Шаг 6. В том же поле, где отобразился ваш адрес введите «ya.ru» и нажмите «Показать». Мы получим всю открытую информацию об этом сайте, включая IP-адрес.

Рисунок 3 – Информация о сайте ya.ru

Основные технологии в сфере связи и обмена информацией в Всемирной Паутине

• История развития интернета началась с примитивных методов передачи данных, но сегодня мы используем современные технологии, позволяющие передавать информацию в режиме реального времени с высокой скоростью.
• Одной из ключевых технологий, обеспечивающих работу интернета, является протокол передачи данных TCP/IP, который разбивает информацию на маленькие пакеты и обеспечивает их доставку до адресата.
• Для обеспечения безопасности персональных данных и информации в сети используются шифрование данных, firewalls и другие методы защиты.
• Без эффективных методов маршрутизации данных сеть интернет не смогла бы функционировать. Маршрутизаторы отвечают за передачу данных между узлами сети, обеспечивая оптимальный путь для каждого пакета информации.

Слайд 7Очередное революционное событие в электронике произошло в 1971 году, когда

американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора. Микропроцессор — это

сверхбольшая интегральная схема, способная выполнять функции основного блока компьютера — процессора. Первоначально микропроцессоры стали встраивать в различные технические устройства: станки, автомобили, самолеты. Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода, внешней памяти, получили новый тип компьютера: микроЭВМ. МикроЭВМ относятся к машинам четвертого поколения. Существенным отличием микроЭВМ от своих предшественников являются их малые габариты (размеры бытового телевизора) и сравнительная дешевизна. Это первый тип компьютеров, который появился в розничной продаже.Самой популярной разновидностью ЭВМ сегодня являются персональные компьютеры (ПК). Первый ПК появился на свет в 1976 году в США. С 1980 года «законодателем мод» на рынке ПК становится американская фирма IBM. Ее конструкторам удалось создать такую архитектуру, которая стала фактически международным стандартом на профессиональные ПК. Машины этой серии получили название IBM PC (Personal Computer). Появление и распространение ПК по своему значению для общественного развития сопоставимо с появлением книгопечатания. Именно ПК сделали компьютерную грамотность массовым явлением. С развитием этого типа машин появилось понятие «информационные технологии», без которых уже становится невозможным обойтись в большинстве областей человеческой деятельности.Другая линия в развитии ЭВМ четвертого поколения, это — суперкомпьютер. Машины этого класса имеют быстродействие сотни миллионов и миллиарды операций в секунду. Суперкомпьютер – это многопроцессорный вычислительный комплекс.

ПОКОЛЕНИЕ 4