Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Информатика arrow Информатика 2015

9.2. Глобальные вычислительные сети

  • — Сынок, сбегай в магазин.
  • — А волшебное слово?
  • — Интернет отключу!

Анекдот

Глобальные вычислительные сети состоят из локальных и корпоративных вычислительных сетей, компьютеров, коммутационного оборудования, объединённых каналами связи. Каналы связи состоят из линий связи и каналообразующей аппаратуры. Глобальные вычислительные сети (ГВС) всего мира объединены между собой с помощью Интернета. Основная особенность ГВС - большая протяженность линий связи (большие площади, покрываемые этими сетями).

Для работы в Интернет пользователю необходимо иметь соответствующее программное и аппаратное обеспечение.

Программное обеспечение делится на два вида:

  • программы-серверы, которые расположены на компьютерах- серверах и предоставляют услуги компьютерам пользователей;
  • программы-клиенты, которые находятся на компьютерах пользователей и потребляют услуги серверов.

Глобальные сети предоставляют пользователям разнообразные услуги: работа с распределёнными базами данных, обмен письмами с помощью электронной почты, обмен сообщениями с помощью социальных сетей и т. д. Каждая услуга обеспечивается своей службой (сервисом).

Для реализации каждой сетевой услуги требуются своя программа- сервер и своя программа-клиент. Например, существуют почтовые серверы и почтовые клиенты. В то же время браузеры (программы-навигаторы, обозреватели) берут на себя функции многих отдельных служб глобальной сети и становятся «универсальными» клиентами.

Термин «сервер» имеет второе значение.

Сервером называют также и компьютер, на котором установлены программы-серверы. На одном компьютере-сервере могут работать сразу несколько программ-серверов. Серверы-компьютеры работают круглосуточно. Для этого они снабжены устройствами бесперебойного электропитания.

Подключение пользователей к Интернет происходит через организации, которые называются провайдерами.

Каждая ЭВМ, подключённая к Интернету, имеет уникальный физический адрес (IP-адрес). Адрес состоит- из четырёх десятичных чисел, каждое в диапазоне от 0 до 255. Числа записываются через точку, например,

194.84.93.29 или 128.29.15.124.

Фактически физический адрес циркулирует в сети в виде 32-х разрядного двоичного числа (4 байта). IP-адрес состоит из двух частей. Первая часть IP-адреса указывает адрес сети, а вторая часть - адрес узла. Разделяются адрес сети и адрес узла с помощью маски. Деление IP-адреса на ноле сети и ноле узла условное. Граница между ними может перемещаться. Для выделения адреса сети и адреса узла с помощью маски используется операция логического умножения (конъюнкция).

Узел — устройство, соединённое каналами связи с другими устройствами Интернета. Узлами являются компьютеры, мобильные телефоны и маршрутизаторы.

Физическим адресом пользоваться неудобно, гак как сложно запомнить длинный набор цифр. Поэтому физическому адресу ставят в соответствие доменный адрес, который составлен из достаточно осмысленных обозначений. Синтаксис записи доменного адреса таков:

протокол://имя машины, имя домена [/каталог/ подкаталог/имя файла]

Первым указывается протокол получаемых услуг, например, http. Далее записывается имя ЭВМ, например, WWW. Еще правее располагается имя домена, например, microsoft.com. В конце адреса иногда указываются имена каталогов на сервере и имена файлов (Web-страниц), например, /compress/cpnew.htm. Запись, заключенная в квадратные скобки, не обязательно присутствует в любом доменном адресе.

Имя домена может состоять из 2—4 слов, причем старший (правый) домен указывает либо на страну, в которой находится сервер, либо на тип организации. Например, буквы ш обозначают Россию, uk— Великобританию, de — Германию, иа — Украину и т. д. Домен сот указывает на коммерческие компании, edu — учебные заведения, gov — правительственные организации и г. д.

Приведём примеры доменных адресов: ftp://ftp.mathsoft.com, http://www.news.sportbox.ru.

При поиске сервера по его доменному адресу компьютер пользоват еля обращается к серверам DNS (Domain Name System— система имен доменов), которые хранят информацию о соответствии символьных (доменных) и физических (числовых) адресов. Таким образом, фактически поиск нужного сервера осуществляется с помощью физических адресов, а перевод доменных адресов в физические адреса происходит с помощью серверов DNS.

Определение нуги, по которому будет передано сообщение (пакеты), осуществляется с помощью специальною устройства — маршрутизатора.

Маршрутизатор (Router) — устройство, которое объединяет несколько сетей. Для каждого поступающего пакета в соответствии с указанным в пакете адресом маршрутизатор принимает решение о пути следования пакета к сети, в которой находится нужный узел.

К сети Интернет подключено множество компьютеров, мобильных телефонов, работающих под управлением разных операционных систем, на разных аппаратных платформах. Однако при обмене информацией все устройства должны пользоваться едиными соглашениями (правилами, протоколами) о способах передачи и приёма сообщений. Тогда любая ЭВМ будет в состоянии «понять» информацию, полученную от любой другой ЭВМ.

Протокол — эго правила (соглашение, стандарт) обмена информацией между устройствами, подключёнными к сети.

Многие услуги реализуются с помощью протоколов TCP/IP, которые разбивают сообщения на небольшие части (пакеты) и доставляют- их но указанному адресу. Стек (комплект) протоколов TCP/IP гарантируют надёжную доставку пакетов и необходимую очерёдность принимаемых пакетов. Надёжность достигается подтверждением принимающей стороной получения каждого пакета и при необходимости повторной посылкой сервером потерянных или искажённых данных. Протокол TCP как бы укладывает каждый пакет в отдельный конверт . Ответственность за доставку отдельного пакета по заданному адресу несёт IP-протокол (Internet Protocol).

Приведём расшифровку использованной аббревиатуры: TCP — Transmission Control Protocol (протокол управления передачей).

Пакет — эго небольшая часть сообщения. Малая длина пакета предотвращает блокировку канала связи, не позволяет одному компьютеру единолично захватывать канал связи на долгое время. При этом пользователи, которые подключились к серверу, поочерёдно получают небольшие порции информации (обычно 1500 байт). Каждый пакет снабжается заголовком, который содержит- служебную информацию (адреса отправителя и получателя, контрольную сумму, порядковый номер пакета в сообщении и т. п.).

Для приложений, работающих в реальном режиме времени, используется транспортный протокол UDP (User Datagram Protocol - протокол пользовательских датаграмм). Данный протокол не гарантирует доставку и необходимый порядок поступления пакетов. Пакеты могут совсем не дойти до потребителя или прийти в перемешанном виде. Этот протокол используется такими службами, как интернет-телевидение, интернет-телефония, многопользовательские игры. Основное достоинство протокола - высокая скорость доставки информации. Протокол UDP (так же, как TCP) работает в связке с протоколом IP.

В пакетах указываются не только адрес сети, адрес узла, но и номера порта источника и порта назначения. Принимающий узел, получив пакет, определяет номер порта назначения и передаёт пакет для обработ ки соответствующему приложению.

Каждой службе выделяется свой порт. Почта по протоколу SMTP отправляется через порт 25, файлы по протоколу FTP скачиваются через порт 21, Web-страницы - через порт 80.

Порт — число в диапазоне от 0 до 65535, указывающее, какому приложению (какой службе) предназначается пакет, поступивший на данный компьютер. Номер порта указывает на используемый протокол.

Сокет — совокупность IP-адреса и номера порта. Сокет указывает, какому компьютеру предназначен пакет и каким приложением пакет будет обработан.

Рассмотрим процесс доставки электронных пакетов. Сначала пакет попадает на узел провайдера, где маршрутизатор, пользуясь таблицами маршрутизации и указанным в пакете адресом, выбирает дальнейший путь следования. При этом разные пакеты одного и того же сообщения могут дойт и до адресата по разным маршрутам, через разные узлы Интернета. Судьба конкретного сообщения в известной степени не зависит от неполадок на отдельных участках сети, так как пакет может быть переправлен к цели обходным путем.

Наконец, на приеме TCP-модуль адресата собирает поступающие пакеты и, пользуясь служебной информацией, соединяет отдельные пакеты в исходное сообщение. Каждый принят ый пакет проверяется на целостность и правильность принятой информации. Недостающие или искаженные пакеты по запросу принимающей стороны пересылаются повторно. Все описанные процессы идут со скоростью, близкой к 300 000 км/с, однако время доставки сообщения оказывается относительно большим: от нескольких секунд до нескольких часов.

Дело в том, что длина одного пакета обычно составляет 1500 байт и большое сообщение может быть разбито на несколько сотен пакетов. Таким образом, но каналам связи одновременно следуют, чередуясь друг с другом, тысячи пакетов. При этом общее время использования каналов связи распределяется равномерно между всеми пользователями.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы