Передача информации в сети ИНТЕРНЕТ

Информация в глобальной сети хранится на ИНТЕРНЕТ – страницах. Они обычно имеют цифровое представление информации. Страница из книги имеет объем информации около 2000 байт, или 2000 * 8 = 16 000 бит. При скорости передачи информации в 16 Кбит/с ее передача займет одну секунду. За минуту можно передать содержание брошюры в 60 страниц, а за час – содержимое 3600 страниц, т.е. уже несколько книг.

Под ИНТЕРНЕТ – страницей подразумевается нечто иное, чем обычная страница книги. ИНТЕРНЕТ – страница – это объединенный под некоторым именем объем информации, находящейся на удаленном компьютере поставщика услуг ИНТЕРНЕТ. Страница может принадлежать фирме, организации или частному лицу. Такая страница, часто именуемая сайтом (site), может иметь множество других страниц. Нет прямой связи между размером ИНТЕРНЕТ – страницы и размером экрана дисплея ПК (или, точнее говоря, объемом информации, которая размещается в пределах одного экрана).

Условно различают несколько видов ИНТЕРНЕТ – страниц, или сайтов:

— Основная страница – это страница, которая появляется сразу после загрузки программы поиска (браузера).

— Главная или начальная страница – первая страница многостраничного документа.

— Домашняя страница – страница отдельного пользователя.

— «Желтая страница» – страница организации, объединения, общества и др.

В 2005 г. в ИНТЕРНЕТ существует около 7,1 млн. уникальных Web–сайтов. Из них 2,9 млн. находятся в свободном доступе, 1,5 млн. являются частными, 2,7 млн. находятся на стадии создания или обновления.

Все страницы, в принципе, имеют одинаковую структуру. Они написаны на языке разметки гипертекстовых ссылок HTML(Hyper – Text Markup Language – гипертекстовый язык описания документов). Страницы могут отличаться объемом, числом гиперссылок, количеством графических, звуковых и иных вставок и т.д. Одну и ту же страницу можно использовать в качестве основной, главной или домашней страницы. Первыми свои начальные страницы обычно создают провайдеры ИНТЕРНЕТ. Каждый пользователь ИНТЕРНЕТ может создать свою домашнюю страницу. Свои сайты имеют все крупные организации и фирмы, учебные заведения, отдельные крупные политики, писатели и артисты, другие пользователи. В качестве примера приведена главная страница официального сайта Одесской национальной юридической академии (рис. 7.4, www.nla.od.ua).

К концу 80 – ых г.г. появилось новое понятие – «мультимедиа» (multimedia означаетработу компьютера во многих средах). Помимо числовой и текстовой, компьютерам с появлением мультимедиа стала доступна для обработки самая разнообразная информация: графическая, звуковая, анимационная и т.д.

Для полноценного представления данных передаваемая по сетям информация должна содержать все элементы мультимедиа. Ввиду обилия такой информации возникла проблема эффективной работы с ней. Впервые возможности мультимедиа были поддержаны десятками новых команд микропроцессоров Pentium MMX (MultiMedia extension) и Pentium II. Затем в Pentium III было множество команд для поддержки ИНТЕРНЕТ, а в Pentium 4 уже введены команды для работы с потоком видеоинформации.

До появления компьютеров и ИНТЕРНЕТ проблема поиска информации в книгах решалась с помощью оглавления, заставок и перекрестных ссылок. В оглавлении каждой фразе в жесткое соответствие ставился некоторый фрагмент текста. Перекрестные ссылки указывали на необходимость произвольных переходов от одних фрагментов текста к другим.

Таким же образом была решена проблема представления информации в ИНТЕРНЕТ. Информации был придан гипертекстовый характер. Это означает, что в тексте документов, передаваемых по сетям, имеются выделенные (чаще всего подчеркиванием) слова, именуемые гипертекстовыми ссылками.

Гипертекстовые ссылки являются составной частью текста и не требуют отдельного места. Если активизировать любую гипертекстовую ссылку мышью, произойдет переход на соответствующую страницу. Ссылки могут быть и в виде небольших рисунков – гипермедиа – ссылки. С ними могут быть связаны не только фрагменты текста, но и другие рисунки, фрагменты видео –, звукозаписи и иные объекты мультимедиа.

В сети ИНТЕРНЕТ используется множество разнообразного оборудования и ПО, от которого зависят возможности сети: производительность, надежность и т.д. Возникает проблема совместимости различного оборудования, или разных типов ОС.

В сети независимо функционируют аппаратные и программные средства. Для осуществления сетевого взаимодействия устройств необходимо обеспечить единство правил их взаимодействия.

Схемы, определяющие общие концепции или руководящие принципы организации сетей, называются сетевыми моделями. Сетевые модели описывают сервис, необходимый для передачи данных в сети.

Наибольшее распространение получила Эталонная модель взаимодействия открытых систем OSI (Open System Interconnection Reference Model), разработанная международной организацией по стандартизации (ISO). Эталонная модель представляет собой обобщенную стандартную архитектуру, предназначенную для объединения систем.

Модель OSI была разработана в начале 80 – ых г.г. на основании опыта, полученного при создании компьютерных сетей, в основном глобальных.

Открытой системой может быть названа любая система (компьютер, вычислительная сеть, ОС, программный пакет, другие аппаратные и программные продукты), которая построена в соответствии с открытыми спецификациями. Под термином «спецификация» в вычислительной технике понимают описание аппаратных или программных компонентов: способов их функционирования, взаимодействия с другими компонентами, условий эксплуатации, ограничений и др.

Под открытыми спецификациями понимаются опубликованные, общедоступные спецификации, соответствующие стандартам и принятые в результате достижения согласия после всестороннего обсуждения всеми заинтересованными сторонами. Если две сети построены с соблюдением принципов открытости, это дает следующие преимущества:

— возможность построения сети из аппаратных и программных средств различных производителей, придерживающихся одного стандарта;

— возможность замены отдельных компонентов сети другими, более совершенными, что позволяет сети развиваться с минимальными затратами;

— возможность быстрого объединения сетей;

— простоту освоения и обслуживания сети.

Для реальных систем полная открытость является недостижимым идеалом, «открыты» лишь некоторые части, поддерживающие внешние интерфейсы.

В модели OSI под открытой системой понимается сетевое устройство, готовое взаимодействовать с другими сетевыми устройствами с использованием стандартных правил, определяющих формат, содержание и значение принимаемых и отправляемых сообщений.

Модель OSI определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень.

Эталонная модель OSI включает в себя семь уровней (рис. 7.5):

— 1 – прикладной;

— 2 – представительный;

— 3 – сеансовый;

— 4 – транспортный;

— 5 – сетевой;

— 6 – канальный;

— 7 – физический.

Физический уровень. Физический уровень обеспечивает интерфейс между компьютерами и средой передачи дискретных сигналов. Он управляет потоком данных через этот интерфейс. Физический уровень занимается в буквальном значении этого слова – передачей данных.

На физическом уровне определяются электрические, механические, функциональные и процедурные параметры для физической связи в системах. Физическая связь и неразрывная с ней эксплуатационная готовность являются основной функцией этого уровня.

На этом уровне модели OSI задаются следующие характеристики сетевых компонентов: типы соединений сред передачи данных, физические топологии сети, способы передачи данных (с цифровым или аналоговым кодированием сигналов), виды синхронизации передаваемых данных, разделение каналов связи.

Канальный уровень. Канальный уровень обеспечивает функциональные и процедурные средства для установления, поддержания и расторжения соединений на уровне каналов передачи данных. Канальный уровень формирует из данных, предоставляемых физическим уровнем, «кадры» (пакеты) и передает их сетевому уровню.

Канальный уровень проверяет доступность среды передачи и реализует механизмы обнаружения и коррекции ошибок.

Для работы на канальном уровне биты группируются в наборы. Эти наборы и называются кадрами. Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра. Для этого канальный уровень используется метод подсчета контрольной суммы.

Информация, которую добавляет в начало пакета данных канальный уровень, может включать адрес источника и адрес назначения (физический или аппаратный), информацию о длине файла и информацию об активных протоколах верхнего уровня.

В целом канальный уровень – мощный и законченный набор функций по пересылке сообщений между узлами сети.

Сетевой уровень. Основная задача сетевого уровня – маршрутизация данных (передача данных между сетями). Каждая из сетей имеет свой уникальный адрес. По этому адресу специальные устройства направляют сообщение в заданную сеть. Для определения абонента внутри сети используется адрес узла. На этом уровне посылка данных рассматривается как пакет, доставляемый адресату. На сетевом уровне единица информации представляется пакетами. Сетевой уровень устанавливает связь в вычислительной сети между двумя абонентами. Соединение происходит благодаря функциям маршрутизации, которые требуют наличия сетевого адреса в пакете. Сетевой уровень обеспечивает образование единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей.

Транспортный уровень. На этом уровне определяется взаимодействие рабочих станций – источника и адресата данных, организуется и поддер­живается логический канал (транспортное соединение) между абонента­ми.

На пути от отправителя к получателю пакеты информации, которые сформировал сетевой уровень, могут быть искажены или утеряны. Необходимость обеспечения надежности передачи данных обусловила появление транспортного уровня.

Транспортный уровень обеспечивает эффективную и надежную передачу данных между объектами. На этом уровне посылка данных рассматривается как сегмент.

Транспортный уровень поддерживает непрерывную передачу данных между двумя взаимодействующими друг с другом пользовательскими процессами. Качество транспортировки, безошибочность передачи, независимость вычислительных сетей, сервис транспортировки из конца в конец, минимизация затрат и адресация связи гарантируют непрерывную и безошибочную передачу данных.

Сеансовый уровень. Основным назначе­нием этого уровня является организация сеансов связи между прикладными процесса­ми различных рабочих станций. Сеансовый уровень координирует прием, передачу и выдачу одного сеанса связи.

Для координации необходимы контроль рабочих параметров, управление потоками данных промежуточных накопителей и диалоговый контроль, гарантирующий передачу имеющихся в распоряжении данных. Сеансовый уровень дополнительно выполняет функции проверки пользовательского имени и пароля, подсчета платы за пользование ресурсами сети, синхронизации и отмены связи в сеансе передачи после сбоя в нижерасположенных уровнях.

Представительный уровень. Этот уровень определяет единый для всех систем синтак­сис передаваемой информации. Необходимость данного уровня обуслов­лена различной формой представления информации в сети передачи дан­ных и в компьютерах. Уровень играет важную роль в обеспечении «открытости» систем, позволяя им общаться между собой независимо от их внутреннего языка. Уровень представления отвечает за возможность диалога между приложениями на разных машинах и обеспечивает преобразование данных (кодирование, компрессия и т.д.) прикладного уровня в поток информации для транспортного уровня. Этот уровень осуществляет интерпретацию передаваемых во время диалога данных.

Представительный уровень имеет дело с формой представления передаваемой по сети информации, не меняя при этом ее содержания. За счет уровня информация, передаваемая прикладным уровнем одной системы, всегда понятна прикладному уровню другой системы. С помощью средств данного уровня протоколы прикладных уровней могут преодолеть синтаксические различия в представлении данных или же различия в кодах символов. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных, благодаря которому секретность обмена данными обеспечивается сразу для всех прикладных служб.

Прикладной уровень. Прикладной уровень является основным с точки зрения пользователя. Наряду с прикладными протоколами он определяет протоколы передачи файлов виртуального терминала, электронной почты и др. Прикладной уровень – это в действительности просто набор разнообразных программных средств, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web – страницы, а также организуют свою совместную работу, например, с помощью протокола электронной почты.

Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называется сообщением (message). Существует большое разнообразие служб прикладного уровня. Прикладной уровень отвечает за доступ приложений в сеть. Задачами этого уровня является копирование файлов, обмен почтовыми сообщениями и управление сетью.

Каждый уровень имеет дело с одной определенной стороной взаимодействия сетевых устройств. МодельOSI описывает взаимодействие двух сетевых компьютеров.

Два компьютера устанавливают сетевое взаимодействие тогда, когда их ПО соответствующего уровня модели OSI может взаимодействовать между собой.

Cетевые протоколы – многоуровневые. Протоколы самого нижнего уровня описывают правила обмена минимальными порциями информации между узлами, на следующем уровне описываются правила разбиения информации на минимальные порции и т.д. Это позволяет пользователю не задумываться над тем, как будет передан текст или файл от одного узла к другому.

На нижнем уровне используются два основных протокола: IP – Internet Protocol (протокол ИНТЕРНЕТ) и TCP – Transmission Control Protocol (протокол управления передачей). Протокол TCP отвечает за разбиение информации на порции и последующее восстановление этих порций в единую структуру. Протокол IP контролирует передачу порций информации получателю.

Среди протоколов высокого уровня можно выделить:

— SMTP – Simple Mail Transport Protocol (простой протокол пересылки почты);

— POP3 – Post Office Protocol (протокол почтового офиса), отвечающий за доставку электронной почты;

— FTP – File Transfer Protocol (протокол передачи файлов), позволяющий получать и передавать файлы;

— HTTP – Hyper Text Transfer Protocol (протокол передачи гипертекста), предоставляющий возможность обмена документами, имеющими перекрестные ссылки, и др.

Для обеспечения уникальности имени каждого узла в сети ИНТЕРНЕТ применяется специальная система адресов, именуемая IP – адресацией. IP – адрес используется специальными компьютерами, называемыми маршрутизаторами, для передачи пакетов по сети. Каждый информационный пакет содержит IP – адреса компьютера – отправителя и компьютера – получателя.Каждый подключенный к ИНТЕРНЕТ компьютер должен иметь свой собственный адрес.

По стандарту IP, применяемому в настоящее время, адрес каждого компьютера в сети записывается в виде числа, состоящего из четырех трехзначных групп цифр, разделенных тремя точками, например:

Дата добавления: 2014-12-27