Техническое обеспечение информационно- вычислительных сетей

Структурно ИВС содержит:

● компьютеры (хост-компьютеры, сетевые компьютеры, рабочие станции, серверы), размещенные в узлах сети;

● аппаратуру и каналы передачи данных, с сопутствующими им периферийными устройствами;

● интерфейсные платы и устройства (сетевые платы, модемы);

● маршрутизаторы и коммутационные устройства.

Серверы и рабочие станции

В сетях могут объединяться как однопользовательские линии микрокомпьютеры (в том числе и персональные), оснащенные терминальными устройствами для связи с пользователем или выполняющие функции коммутации и маршрутизации сообщений, так и мощные многопользовательские компьютеры (мини-компьютеры, большие компьютеры). Последние выполняют эффективную обработку данных и дистанционно обеспечивают пользователей сети всевозможными информационно-вычислительными ресурсами. В локальных сетях эти функции реализуют серверы и рабочие станции.

Рабочая станция (reorkstation) — подключенный к сети компьютер, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам. Часто рабочую станцию (равно как и пользователя сети, и даже прикладную задачу, выполняемую в сети) называют клиентом сети. В качестве рабочих станций могут выступать как обычные и мощные компьютеры, так и специализированные — “сетевые компьютеры” (NET РС — Network Computer).

Рабочая станция сети на базе обычного компьютера функционирует как в сетевом, так и в локальном режимах. Она оснащена собственной операционной системой и обеспечивает пользователя всем необходимым для решения прикладных задач. Рабочие станции иногда специализируют для выполнения графических; инженерных, издательских и других работ. В этом случае они должны строиться на базе мощного компьютера, имеющего два процессора, емкий и быстродействующий жесткий диск с интерфейсом SCSI, хороший 19 — 21-дюймовый монитор (а иногда и оснащенные соответствующей графической платой два монитора— например, один для отображения проекта, а второй для отображения меню или сообщений электронной почты).

Рабочие станции на базе сетевых компьютеров могут функционировать, как правило, только в сетевом режиме при наличии в сети сервера приложений. Отличие сетевого компьютера (Network Personal Computer — NET РС) от обычного в том, что он максимально упрощен: классический NET РС не содержит дисковой памяти (часто его называют бездисковым ПК). Он имеет упрощенную материнскую плату, основную память, а из внешних устройств присутствуют только дисплей, клавиатура, мышь и сетевая карта обязательно с чипом ПЗУ BootROM, обеспечивающим возможность удаленной загрузки операционной системы с сервера сети (это классический «тонкий клиент» сети). Для работы, например, в интранет-сети такой компьютер должен иметь столько вычислительных ресурсов сколько требует web-браузер.

Поскольку оставить клиента сети совсем без возможностей локального использования компьютера, например, для работы в текстовом или табличном процессоре со своим персональным «рабочим столом», не совсем туманно, то иногда используются версии сетевого компьютера, имеющего небольшую дисковую память. Сменные дисководы и дисководы для сменных дисков должны отсутствовать в целях обеспечения информационной безопасности: чтобы через них не занести в сеть (или вынести) нежелательную информацию — программы, данные, компьютерные вирусы. Конструктивно NET РС выполнены в виде компактного системного блока — подставки под монитор (Network Computer ТС фирмы Boundless Technologies) или встроенной в монитор системной платы (NET РС Wintern  фирмы Wyse Technology).

Сервер (server) — это выделенный для обработки запросов от всех рабочих станций сети многопользовательский компьютер, предоставляющий этим станциям доступ к общим системным ресурсам (вычислительным мощностям, базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам и т. д.) и распределяющий эти ресурсы. Сервер имеет свою сетевую операционную систему, под управлением которой и происходит совместная работа всех звеньев сети. Из наиболее важных требований, предъявляемых к серверу, следует выделить высокую производительность и надежность работы. 4

Сервер, кроме предоставления сетевых ресурсов рабочим станциям, может и сам выполнять содержательную обработку информации по запросам клиентов— такой сервер часто называют сервером приложений. Сервер приложений — это работающий в сети мощный компьютер, имеющий программное обеспечение (приложения), с которым могут работать клиенты сети. Существуют два варианта использования сервера приложений. Приложение по запросу клиента может загружаться по сети в рабочую станцию и выполняться там (такая технология иногда называется «толстым клиентом); на рабочую станцию по запросу допускается загружать не только программу-приложение, но и нужную операционную систему (удаленная загрузка компьютера), но для этого необходимо наличие на компьютере пользователя сетевой карты с сетевым ПЗУ. Приложение по запросу пользователя может в другом варианте выполняться непосредственно на сервере, а на рабочую станцию тогда передаются лишь результаты работы (технология иногда называется «тонким клиентом» или «режимом терминала»).

Серверы в сети часто специализируются.

Специализированные серверы используются для устранения наиболее «узких» мест в работе сети: это создание и управление базами данных и архивами данных, поддержка многоадресной факсимильной связи и электронной почты, управление многопользовательскими терминалами (принтеры, плоттеры) и т. д.

Примеры специализированных серверов:

1. Файл-сервер (File Server) предназначен для работы с базами данных, имеет объемные дисковые запоминающие устройства, часто на отказоустойчивых дисковых массивах RAID емкостью до терабайта.

2. Сервер резервного копирования (Storage Express System) применяется для резервного копирования информации в крупных многосерверных сетях, использует накопители на магнитной ленте (стримеры) со сменными картриджами емкостью до 5 Мбайт; обычно выполняет ежедневное автоматическое архивирование со сжатием информации от серверов и рабочих станций по сценарию, заданному администратором сети (естественно, с составлением каталога архива).

3. Факс-сервер (Fax server) — выделенная рабочая станция для организации эффективной многоадресной факсимильной связи, с несколькими факс-модемными платами, со специальной защитой информации от несанкционированного доступа в процессе передачи, с системой хранения электронных факсов (один из вариантов — Net SatisFAXion Software в сочетании с факс-модемом SatisFAXion).

4. Почтовый сервер (Mail Server) — то же, что и факс-сервер, но для организации электронной корреспонденции, с электронными почтовыми ящиками.

5. Сервер печати (Print Server) предназначен для эффективного использования системных принтеров.

6. Серверы-шлюзы в Интернет выполняют роль маршрутизатора, почти всегда совмещенную с функциями почтового сервера и сетевого брандмауэра, обеспечивающего безопасность сети.

7. Прокси-сервер (Proxy Server) — эффективное и популярное средство подключения локальных корпоративных сетей к сети Интернет. Прокси-сервер — компьютер, постоянно подключенный к сети Интернет, загружающий информацию из сети Интернет в базу данных и передающий ее дальше по локальной сети. Общение корпоративной сети с сетью Интернет происходит через прокси-сервер, поэтому эффективно организуется защита корпоративной информации, осуществляется контроль всех соединений с глобальной сетью, запрет общения с определенными сайтами Интернета, запрет использования ряда протоколов и получения определенных типов файлов, а также фильтрация данных, выполняемая с помощью защитных экранов (брандмауэров) сервера.

Компьютеры, имеющие непосредственный доступ в глобальную сеть, часто называют хост-компьютерами.

Маршрутизаторы и коммутирующие устройства

Основным назначением узлов коммутации является прием, анализ, а в сетях с маршрутизацией еще и выбор маршрута, и отправка данных по выбранному направлению. В общем случае узлы коммутации включают в себя и устройства межсетевого интерфейса.

Узлы коммутации вычислительных сетей содержат устройства коммутации (коммутаторы). Если они выполняют коммутацию на основе иерархических сетевых адресов, их называют маршрутизаторами.

Устройства коммутации занимают важное место в системах передачи информации в вычислительных сетях. С помощью устройств коммутации значительно сокращается протяженность каналов связи в сетях с несколькими взаимодействующими абонентами: вместо того, чтобы прокладывать несколько каналов связи от данного абонента ко всем остальным, можно проложить лишь по одному каналу от каждого абонента к общему коммутационному узлу. В связи с этим, если не предъявляются чрезвычайно жесткие требования к оперативности и достоверности передачи данных в вычислительных сетях, используются коммутируемые каналы связи.

Узлы коммутации осуществляют один из трех возможных видов коммутации при передаче данных:

● коммутацию каналов;

● коммутацию сообщений;

● коммутацию пакетов.

Сообщения и пакеты часто называют дейтаграммами.

Дейтаграмма (datagram) — это самостоятельный пакет данных (сообщение), содержащий в своем заголовке достаточно информации, чтобы его можно было передать от источника к получателю независимо от всех предыдущих и последующих сообщений.

Коммутация каналов

Между пунктами отправления и назначения устанавливается непосредственное физическое соединение путем формирования составного канала из последовательно соединенных отдельных участков каналов связи. Такой сквозной физический составной канал организуется в начале сеанса связи, поддерживается в течение всего сеанса и разрывается после окончания передачи. Формирование сквозного канала обеспечивается путем последовательного включения ряда коммутационных устройств в нужное положение постоянно на все время сеанса связи. Время создания такого канала сравнительно большое, и это один из недостатков данного метода коммутации. Образованный канал недоступен для посторонних абонентов. Монополизация взаимодействующими абонентами подканалов, образующих физический канал, обусловливает снижение общей пропускной способности сети передачи данных. И это при том, что образованный физический канал часто бывает недогружен.

● основные достоинства метода:

● возможность работы и в диалоговом режиме, и в реальном масштабе времени;

● обеспечение полной прозрачности канала.

Применяется метод коммутации каналов чаще всего при дуплексной передач

аудиоинформации (обычная телефонная связь — типичный пример).

Коммутация сообщений

Данные передаются в виде дискретных порций разной длины (сообщений), причем между источником и адресатом сквозной физический канал не устанавливается и ресурсы коммуникационной системы предварительно не распределяются. Отправитель лишь указывает адрес получателя. Узлы коммутации анализируют адрес и текущую занятость каналов и передают сообщение по свободному в данный момент каналу на ближайший узел сети в сторону получателя. В узлах коммутации имеются коммутаторы, управляемые связным процессором, который также обеспечивает временное хранение данных в буферной памяти, контроль достоверности информации и исправление ошибок, преобразование форматов данных, формирование сигналов подтверждения получения сообщения. Ввиду наличия буферной памяти появляется возможность устанавливать согласованную скорость передачи сообщения между двумя узлами. Прозрачность передачи данных в этом режиме только кодовая (битовая); временная прозрачность не обеспечивается. Вследствие этого фактора затруднена работа в диалоговом режиме и в режиме реального времени. Некоторые возможности реализации означенных режимов остаются реализуемыми лишь благодаря высокой скорости передачи и возможности выполнять приоритетное обслуживание заявок. Применяется этот вид коммутации в электронной почте, телеконференциях, электронных новостях и т. п.

Коммутация пакетов

В современных системах для повышения оперативности, надежности передачи и уменьшения емкости запоминающих устройств узлов коммутации длинные сообщения разбиваются на несколько более коротких стандартной длины, называемых ракетами (иногда очень короткие сообщения, наоборот, объединяются вместе в пакет). Стандартный размер пакетов обуславливает соответствующую стандартную разрядность оборудования узлов связи и максимальную эффективность его использования. Пакеты могут следовать к получателю даже разными путями и непосредственно перед выдачей абоненту объединяются (разделяются) для формирования законченных сообщений. Этот вид коммутации обеспечивает наибольшую пропускную способность сети и наименьшую задержку при передаче данных. Недостатком коммутации пакетов является трудность, а иногда и невозможность его использования для систем, работающих в интерактивном режиме и в реальном масштабе времени. Хотя в последние годы в этом направлении достигнут заметный прогресс — активно развиваются технологии интернет-телефонии. Одно из направлений этой технологии — создание виртуального канала для передачи пакетов путем мультиплексирования во времени использования каждого узла коммутации. Временной ресурс порта узла разделяется между несколькими пользователями так, что каждому пользователю отводится постоянно множество минимальных отрезков времени и создается впечатление непрерывного доступа.

Коммутация сообщений и пакетов относится к логическим видам, коммутации, так как при таком использовании формируется лишь логический канал между абонентами. При логической коммутации взаимодействие абонентов выполняется через запоминакицее устройство, куда поступают сообщения от всех абонентов, обслуживаемых данным узлом. Каждое сообщение (пакет) имеет адресную часть, определяющую отправителя и получателя; в соответствии с адресом выбирается дальнейший маршрут и передается сообщение из запоминающего устройства узла коммутации.

Способ передачи, задействующий логическую коммутацию пакетов, часто требует наличия в центре коммутации специальных связных мини- или микрокомпьютеров, осуществляющих прием, хранение, анализ, разбиение, синтез, выбор марш- рута и отправку сообщений адресату.

Коммутаторы применяются в узлах коммутации и в качестве межсетевого и внутрисетевого интерфейсов, выполняя функции моста — соединителя нескольких сегментов сети воедино.

В узлах коммутации могут использоваться также концентраторы и удаленные мультиплексоры. Их основное назначение состоит в объединении и уплотнении входных потоков данных, поступающих от абонентов по низкоскоростным каналам связи, в один или несколько более скоростных каналов связи и наоборот.

Маршрутизация в сетях

Как уже говорилось, в сетях с маршрутизацией информации возникает задача маршрутизации данных. В системах с коммутацией каналов и при создании виртуального канала маршрутизация организуется один раз при установлении начального соединения. При обычных режимах коммутации пакетов и сообщений маршрутизация выполняется непрерывно по мере прохождения данных от одного узла коммутации к другому.

Существует два основных способа маршрутизации: с предварительным установлением соединения, при котором перед началом обмена данными между узлами сети должна быть установлена связь с определенными параметрами, и динамический, использующий протоколы дейтаграммного типа, по которым сообщение передается в сеть без предварительного установления соединения.

Маршрутизация заключается в правильном выборе выходного канала в узле коммутации на основании адреса, содержащегося в заголовке пакета (сообщения).

Варианты адресации компьютеров в сети

Наибольшее распространение получили три варианта адресации:

● аппаратные адреса предназначены для сетей небольшого размера, поэтому они имеют простую неиерархическую структуру. Адреса могут быть закодированы в двоичной или в шестнадцатеричной системах счисления. Разрядность адреса может быть любой — это внутреннее дело конкретной сети или подсети. Присвоение аппаратных адресов происходит автоматически: либо они встраиваются в аппаратуру (модемы, адаптеры и т. д.), либо генерируются при каждом новом запуске оборудования;

● символьные адреса или имена предназначены для пользователей и поэтому должны нести смысловую нагрузку. В больших сетях такие адреса имеют иерархическую систему и состоят из отдельных доменов, идентифицируемых буквенными сокращенными наименованиями объектов, часто понятных пользователю (подобие доменных адресов в сети Интернет). Они могут иметь очень большую длину;

● числовые составные адреса фиксированного компактного формата. В качестве примера можно сослаться на IP-адреса в Интернете.

В современных сетях для адресации часто одновременно сочетаются все три варианта адресов. Пользователь указывает символьный адрес, который сразу же в сети заменяется на числовой (по таблицам адресов, хранимых на сервере имен сети). При поступлении передаваемых данных в сеть назначения числовой адрес заменяется на аппаратный. Возможная технология адресации сообщений заключается в следующем. Компьютер-отправитель посылает всем компьютерам сети широковещательное сообщение с просьбой опознать свое числовое имя. Опознавшему адрес компьютеру высылается аппаратный адрес, а затем и само сообщение.

Оптимальная маршрутизация обеспечивает:

● максимальную пропускную способность сети;

● минимальное время прохождения пакета от отправителя к получателю;

● надежность доставки и безопасность передаваемой информации. Маршрутизация может быть централизованной и децентрализованной. Централизованная маршрутизация допустима только в сетях с централизованным управлением: выбор маршрута осуществляется в центре управления сетью и коммутаторы в узлах лишь реализуют поступившее решение. При децентрализованной маршрутизации функции управления распределены между узлами коммутации, в которых, как правило, имеется связующий процессор.

Методы маршрутизации

1. Простая маршрутизация при выборе дальнейшего пути для сообщения (пакета) учитывает лишь статическое априорное состояние сети, ее текущее состояние — загрузка и изменение топологии из-за отказов — не учитывается. Одно из направлений простой маршрутизации — лавинное отправление сообщения сразу по всем свободным каналам. О достоинствах такой маршрутизации говорить не приходится.

2. Фиксированная маршрутизация учитывает только изменение топологии сети. Для каждого узла назначения канал передачи выбирается по электронной таблице маршрутов (route table), определяющей кратчайшие пути и время доставки информации до пункта назначения. Эта маршрутизация используется в сетях с установившейся топологией.

3. Адаптивная маршрутизация учитывает и изменение загрузки, и изменение"" топологии сети. При выборе маршрута информация из таблицы маршрутов дополняется данными о работоспособности и занятости каналов связи, оперативной информацией о существующей очереди пакетов на каждом канале. В локальном варианте этой маршрутизации учитываются данные только о каналах, исходящих из текущего узла, а при распределенной адаптивной маршрутизации и данные, получаемые от соседних узлов коммутации.

Маршрутизаторы иногда называют зеркалами: они получают сообщения из одного участка сети, определяют получателя сообщения и передают это сообщение на другой участок сети. Они широко используются и в качестве межсетевого интерфейса, обеспечивая соединение сетей на более высоком уровне, нежели мосты, поскольку им доступна информация о структуре сети и связях ее элементов между собой.

Маршрутизаторы обычно создаются на базе одного или нескольких процессором имеют специализированную операционную систему.  Концентраторы также используются для коммутации каналов в компьютерных сетях. Описанные при рассмотрении СТОД функции концентраторов — это один достаточно простой частный случай. В сетях основные функции концентратора заключаются в повторении сигналов (повторитель) и концентрировании в себе (концентратор) как в центральном устройстве функций объединения компьютеров в единую сеть. Их часто называют хабами или многопортовыми повторителями. Концентратор образует из подключенных к его портам отдельных физических сегментов сети общую среду передачи данных — некий логический сегмент, обладающий всеми функциями физического. Концентраторы-хабы могут быть трех типов:

● пассивными, просто соединяющими сегменты сети одного типа, ничего но го не добавляя;

● активными, которые кроме соединения сегментов выполняют и усиление (ре« генерирование) сигналов (они, как и повторители, позволяют увеличить расстояние между соединяемыми устройствами);

● интеллектуальными, дополнительно к функциям активных хабов выполняющими маршрутизацию сигналов по сегментам (посылают данные только в те сегменты, для которых они предназначена) и обеспечивающими некоторые сервисные технологии, например, защиту информации от несанкционированного доступа, самодиагностику и автоматическое отключение плохо работающих портов и т. д.

Модемы и сетевые карты

Модем (МОдулятор-ДЕМодулятор) — устройство прямого (модулятор) и обратного (демодулятор) преобразования сигналов к виду, принятому для использования в определенном канале связи.

Модемы бывают самые разные, но в первую очередь их можно разделить на аналоговые и цифровые.

Аналоговые модемы

Это самые распространенные сейчас модемы. Первоначально аналоговый модем был предназначен для выполнения следующих функций:

● при передаче для преобразования широкополосных импульсов (цифрового кода) в узкополосные аналоговые сигналы;

● при приеме для фильтрации принятого сигнала от помех и детектирования, то есть обратного преобразования узкополосного аналогового сигнала в цифровой код.

Преобразование, выполняемое при передаче данных, обычно связано с их модуляцией.

Модуляция — это изменение какого-либо параметра сигнала в канале связи (модулируемого сигнала) в соответствии с текущими значениями передаваемых данных (модулирующего сигнала).

Демодуляция — это обратное преобразование модулированного сигнала (возможно, искаженного помехами при прохождении в канале связи) в модулирующий сигнал.

В современных модемах встречаются чаще всего три вида модуляции:

● частотная — FSK (Frequence Shift Keying);

● фазовая — PSK (Phase Shift Keying);

● квадратурная амплитудная — QAM (Quadrature Amplitude Modulation).

При частотной модуляции в соответствии с текущими значениями модулирующего сигнала (передаваемых данных) изменяется частота физического сигнала (обычно синусоидального) при неизменной его амплитуде. В простейшем случае значениям первого и нулевого битов данных соответствуют два значения частот, например 980 Гц и ii80 Гц, как было принято в одном из первых протоколов V.21 передачи данных. Частотная модуляция весьма помехоустойчива, так как при передаче искажается обычно лишь амплитуда сигнала.

При фазовой модуляции модулируемым параметром является фаза сигнала при неизменных частоте и амплитуде; помехоустойчивость фазомодулированного сигнала также высокая.

При чистой амплитудной модуляции сигнала его защищенность от помех крайне низкая, поэтому применяют более помехоустойчивую, но и более сложную квадратурную амплитудную модуляцию, при которой в такт передаваемым данным изменяются одновременно и фаза, и амплитуда сигнала.

Протоколы передачи данных

Передача данных и их преобразования в модемах выполняются в соответствии с принятыми протоколами.

Протокол передачи данных — это совокупность правил, регламентирующих формат данных и процедуры их передачи в канале связи. В протоколе, в частности, может подробно указываться, как представить данные, какой способ модуляции данных избрать с целью ускорения и защищенности их передачи, как выполнить соединение с каналом, преодолеть действующие в канале шумы и обеспечить достоверность передачи данных.

Стандарт обычно включает в себя совокупность протоколов, реже — один протокол. Официальным законодателем в области протоколов передачи данных для модемов является МККТТ — Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (часто встречается в литературе его французская аббревиатура CCITT). Этот комитет недавно переименован в Международный союз телекоммуникаций (ITU — International Telecommunication Union).

Практически все модемные стандарты передачи данных установлены этой организацией некоторые характеристики важнейших из них приведены в табл. 11.2.

В протоколах передачи начиная с Ч.22 используются сложные методы кодирования данных, при которых в каждый момент времени элемент данных представлен не двумя, а большим количеством значений модулируемого параметра сигнала. Это позволило резко поднять скорость передачи данных, но ухудшило помехозащищенность сигналов.

Хотя при фильтрации сигнала, выполняемой при демодуляции, помехозащищенность повышается, этого оказалось недостаточно для эффективного подавления ошибок передачи данных, возникающих из-за помех и шумов в каналах связи. Поэтому в середине 80-х годов были предложены более действенные протоколы семейства MNP (Microcom Network Protocol) защиты от ошибок, поддерживаемые в большинстве современных модемов. Эти протоколы основаны на использовании корректирующих кодов с обнаружением и исправлением ошибок, поэтому модемы существенно усложнились.

Этими же протоколами предусмотрено дальнейшее совершенствование модемов, связанное с внедрением в них функции сжатия данных, позволившей существенно поднять скорость передачи данных. Принцип сжатия данных основан на анализе потоков данных, замене часто встречающихся в передаваемом блоке символов двоичными кодами меньшей длины, чем коды, используемые для кодирования редко встречающихся символов, а также в определении повторяющихся последовательностей символов и передаче взамен них коротких блоков-описателей. Это еще более усложнило конструкцию модема.

Протоколы семейства MNP-1 — MNP-10 в последние годы стали вытесняться протоколами LAPM (Link Access Procedure for Modem), V.42, ЧА2Ши, позволяющими более эффективно выполнять коррекцию ошибок и сжатие данных.

Поддерживаемый в подавляющем большинстве современных модемов стандарт  Ч.90 — это протокол дуплексной передачи информации, обеспечивающий скорость 56 000 бит/с и объединивший существовавшие долгое время спецификации Х2 и K56flex. По этому протоколу модем может принимать данные со скоростью до 56 000 битов/с (реально, даже на хороших каналах связи, эта скорость недостижима), а передавать данные со скоростью до 33 600 бит/с. Стандарт V.90 предусматривает выполнение тестирования канала связи, позволяющего определить оптимальный для него режим работы модемов (несущая частота, полоса пропускания, скорость передачи, уровень передаваемого сигнала). В соответствии с этим стандартом начальное соединение осуществляется на минимальной скорости 300 бит/с — такая связь возможна даже на линиях самого низкого качества. В дальнейшем происходит идентификация модемов на обоих концах канала связи, определяется возможность поддержки протоколов коррекции ошибок и сжатия данных, тип используемой модуляции и выбирается эффективная скорость передачи данных.

Новый протокол Ч.92, не увеличивая скорость приема данных (56 Кбит/с — теоретический предел), поднимает максимальную скорость передачи данных до 48 Кбит/с. Из полезных нововведений нового протокола следует отметить:

● Quick Connect — уменьшение времени выполнения коммутированного соединения с Интернетом (почти в два раза);

● Modem on hold — функцию временного удержания соединения, которая делает возможным ответ на телефонный вызов в момент, когда телефонная линия оккупирована модемом, находящимся на связи. Телефонная линия не будет занята при работе в Интернете, и пользователь может ответить на телефонный вызов и вести разговор в течение 16 минут (или в течение интервала времени, разрешенного интернет-провайдером) без разрыва модемной связи

Для передачи файлов установлены свои протоколы, регламентирующие дополнительно процедуры разбиения информации на блоки, использования кодов с автоматическим обнаружением и исправлением ошибок, повторной пересылки неверно принятых блоков, восстановления передачи после обрыва и т. д. К наиболее распространенным протоколам этой группы следует отнести протоколы XMODEM, YMODEM, Kermit, ZMODEM. Первые три не очень устойчиво работают на российских телефонных линиях, ZMODEM сейчас является, пожалуй, самым распространенным протоколом передачи файлов и с полным основанием может быть рекомендован для использования.

Разновидности модемов

Многие модемы, кроме обеспечения процедур передачи информации, выполняют и ряд других весьма полезных в системах телекоммуникаций функций, таких как:

● «оцифровка» голоса и обратная операция восстановления оцифрованного

голоса (voice-модемы);

● прием и передача факсимильных сообщений (факс-модемы);

● автоматическое определение номера вызывающего абонента (АОН);

● функции автоответчика и электронного секретаря и т. д.

Поэтому современный модем кроме устройств модуляции и демодуляции (а иногда и вместо них) содержит специализированный микропроцессор, управляющий работой модема, оперативную и постоянную память, элементы звуковой и световой сигнализации о режимах работы модема и характеристиках канала связи. Постоянная память используется для сохранения конфигурации модема при выключении питания и часто может перепрограммироваться.

Современные модемы бывают двух классов. Class 1 предполагает выполнение основной работы по приему и передаче сообщений компьютером с программой поддержки факсимильной связи. Модемы этого класса часто называются программными (software) модемами. Программные модемы бывают на шине PCI, а поскольку они работают только под управлением Windows, их называют также Win-модемами. В программных модемах часть их функций реализована не в виде микросхем, а заменена программой, которая выполняется центральным процессором ПК. Такая замена существенно удешевляет модем, но обусловливает некоторую дополнительную нагрузку на сам компьютер. Правда, при наличии процессора Pentium П и ОЗУ 32 Мбайт эта нагрузка практически незаметна. По некоторым (непроверенным) сведениям Win-модемы хуже работают на плохих телефонных линиях: возможностей настройки у них меньше, чем у аппаратных модемов, и чаще происходит обрыв связи. Class 2 реализует все процедуры передачи и приема факсов средствами самого модема; естественно, модемы второго класса несколько дороже, но они более эффективны, особенно при работе в многозадачных операционных системах. Такие модемы часто называются аппаратными (hardware) модемами. Аппаратные модемы бывают на шине ISA и на шине PCI. PCI-модемы ввиду отсутствия логического СОМ-порта работают хорошо только под Windows, а для работы в DOS, Linux и т. д. требуют специальные драйверы. ISA-модемы, еще недавно доминировавшие на рынке, сдают свои позиции ввиду отсутствия шины ISA на последних моделях материнских плат. Достоинство hard-модемов в том, что они просты в, настройке, не занимают внутренних ресурсов ПК и хорошо «держат» плохие телефонные линии.

Существуют еще два типа современных и дешевых модемов: AMR (Audio and Modem Riser Card) и CNR (Communication and Networking Riser Card) модемы, которые могут работать только с новейшими Intel-чипсетами и с тональными набирателями номера.

Модемы различаются также:

● конструкцией — автономные и встраиваемые в аппаратуру;

● интерфейсом с каналом связи — контактные и бесконтактные (аудио);

● назначением — для разных каналов связи и систем, например для систем передачи только данных — модемы, для систем передачи данных и факсов— факс-модемы (правда, сегодня большинство фирм выпускают факс-модемы, а «чистые» модемы, без факсовых функций, практически уже не выпускаются);

● скоростью передачи — существует стандарт скоростей (шкала) передачи данных, соответствующий стандарту протоколов МККТТ для телефонных каналов связи. Он включает следующие скорости (в бит/с): 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 12 000, 14 400, 16 800, 19 200, 28 800, ЗЗ 600, 56 000. Сейчас в продаже в основном модемы со скоростью 56000 бит/с.

Ранее модемы выпускались каждый для определенной скорости работы; современные модемы более универсальны: некоторые из них (например, МТ1932, МТ2834 и т. д.) могут работать как с коммутируемыми, так и с некоммутируемыми каналами связи, поддерживают почти всю шкалу названных скоростей, имеют режимы модема и факс-модема. При плохих условиях работы модемы сами понижают свою скорость до достижения приемлемого уровня искажений. Остановимся несколько подробнее на конструктивных разновидностях модемов: автономных и встраиваемых в аппаратуру. Автономные модемы часто называют внешними, а встраиваемые в аппаратуру — внутренними.

Внутренний модем представляет собой плату, вставляемую в разъем внутренней платы устройства, например в слот системной платы компьютера, имеющей евроразъем типа RJ-11 для подключения к телефонной линии связи.

Внешний модем — это самостоятельная конструкция, обычно в виде небольшой коробочки, оснащенная блоком питания, разъемами для подключения к аппаратуре (к последовательному порту компьютера — RS-232) и телефонному каналу (разъем RJ-11), а также панелью с индикаторами. Индикаторы дают информацию о режимах работы модема. Так, индикаторы показывают:

● MR (Modem Ready) — модем включен в сеть;

● ОН (Off Hook) — модем «поднял трубку»;

 ● АА (Auto Answer) — модем отвечает на звонок телефона;

 ● CD (Carrier Detect) — модем определил другой модем в линии;

 ● DC (Data Compression) — выполняется процедура сжатия данных;

 ● ЕС (Error Control) — выполняется процедура контроля ошибок и т. д. На внешнем модеме могут быть световые индикаторы его работы.

Некоторые внешние модемы имеют регулятор громкости звука, что тоже бывает не лишним. Поэтому, хотя внешний модем стоит обычно дороже внутреннего и требует автономного питания, иногда он предпочтительней.

Отдельно следует упомянуть модемы Pocket РС, PCMCIA и РС-Card для портативных компьютеров, позволяющие последним работать в системах телекоммуникаций и компьютерных сетях. В частности, модемы PCMCIA, поддерживающие протокол MNP-10, обеспечивают работу портативных ПК с электронной почтой и с сетью Интернет через мобильный радиотелефон.

На российском рынке широко представлены модемы фирм ZyXEL, U.S. Robotics (3Com),  Rockwell, Motorola, Lucent, IDC и т. д. Наиболее популярны модемы первых двух фирм, в общем занимающие 75% рынка. Модемы тайваньской фирмы ZyXEL используют собственные эффективные протоколы защиты от ошибок ZyCell, обеспечивающие хорошую работу на весьма некачественных российских каналах связи, вплоть до каналов сотовой телефонии, и лучше других реализуют отправку и прием факсов, но они, как правило дорогие. Модемы американской фирмы U.S. Robotics по популярности еще в 1996 году существенно уступали модемам ZyXEL, но сейчас уже значительно обошли их. Рост их популярности основан на хорошей работе в компьютерных сетях и невысокой стоимости, а также на том, что U.S. Robotics опередила ZyXEL с выпуском высоко скоростных модемов протоколов Ч.34 и Ч.90.

Сейчас компания U.S. Robotics выпускает модемы трех семейств:

● Sportster — недорогие модемы, оснащенные минимумом функций;

● Courier — профессиональные высокоскоростные модемы;

Многие типы модемов обеспечивают весьма разнообразные сервисные возможности. Например, модемы серии ZyXEL U, оснащенные фирменным программным обеспечением Zvoice, функции факса, автоответчика и АОН могут выполнять весьма эффектно в автоматическом режиме. Так, в ответ на телефонный звонок факс-модем «поднимет трубку», определит номер абонента, высветит его на экране; затем, как автоответчик, воспроизведет свое приветствие и проанализирует, кто с ним соединился. Если он услышит приветствие факса, то примет факс и, при наличии подключенного принтера, распечатает его. Если позвонит абонент, передающий данные, то факс-модем примет их и загрузит в подсоединенный к нему почтовый ящик (конечно, если таковой подключен). Если же позвонит по телефону человек, то речевое сообщение может быть записано на магнитный диск и прослушано позже через телефон. При автоматической рассылке факсов модем, если для него заранее подготовлен текст и список телефонов рассылки, самостоятельно будет обзванивать клиентов и отправлять им факсы, причем, если трубку снимет человек, то факс-модем вежливо «по-человечески» попросит его принять факс.

Модемы для цифровых каналов связи

 Развивающиеся цифровые технологии передачи данных, обеспечивающие значительно большие скорости передачи и качество связи, предоставляющие пользователям существенно лучший сервис, требуют использования модемов иного класса — цифровых. Цифровые модемы более правильно называть сетевыми адаптерами, поскольку о классической модуляции-демодуляции сигналов в них речи не идет — входной и выходной сигналы такого модема являются импульсными. Для цифровых модемов общепринятых стандартов работы вообще, и стандартов скорости в частности, пока не разработано.

Цифровые модемы выпускаются для работы в конкретных цифровых технологиях: ISDN, HDSL, ADSL, SDSL и т. д. (см. раздел «Сети и сетевые технологии нижних уровней).

Так, например, модемы для работы в ISDN бывают как внутренними, так и внешними. Внутренние модемы могут использовать или ISA-, или PCI-слоты на материнской плате, и они обеспечивают максимальную скорость 128 Кбит/с. Внешние модемы подключаются к компьютеру по последовательной шине USB и скорость передачи у них ограничивается величиной 115,2 Кбит/с. Имеются комбинированные модемы для работы как по цифровым каналам ISDN, так и по аналоговым каналам (например, модем Courier-1 компании 3Com).

Модемы для работы в сетях xDSL имеют большие скорости, так, ADSL-модемы обеспечивают скорости 1,5 — 6 Мбит/с при приеме информации и 64 — 384 Кбит/с при передаче. А вот ADSL-модем Viper-DSL компании 3Com даже большие: 7 Мбит/с для входящих и 1 Мбит/с для исходящих сообщений. Но наибольшие скорости обеспечивают VDSL-модемы: при передаче данных на короткое расстояние до 300 м достигается скорость 2,3 Мбит/с, а при приеме — 51,8 Мбит/с! (При работе на больших расстояниях скорости существенно уменьшаются.) Популярные цифровые модемы производит и фирма ZyXEL:

● Plus имеют адаптеры ISDN со скоростями 128 Кбит/с;

● Prestige 681 оснащаются адаптером SDSL и интерфейсом 10/100Base-Т Ethernet с функциями моста и маршрутизатора на скорости до 2,32 Мбит/с;

● Prestige 641 имеют адаптер SDSL и интерфейс 10/100Base-Т Ethernet с функциями моста на скорости до 8 Мбит/с; существует и ряд других.

Выпускаются также:

● кабельные модемы для работы с сетями через коммуникации кабельного телевидения, например. Они обеспечивают скорости передачи данных в среднем до 10 Мбит/с, но сверхскоростной модем UBR 904 компании Cisco позволяет принимать данные со скоростью до 36 Мбит/с и передавать со скоростью до 2 Мбит/с;

● сотовые модемы для работы в системе сотовой телефонной связи. Это обычно PCMCIA-модемы для работы в стандартах GSM, СОМА, NMT, NAMPS и т. д. Первые два стандарта являются цифровыми, а последние — аналоговыми;

● оптоволоконные модемы для работы по волоконно-оптическим каналам связи по протоколам FDDI;

● спутниковые радиомодемы для приема данных через спутник: прием информации осуществляется через спутниковую антенну со скоростями до 400 Убит/с, а передача возможна только при наличии громоздкого дорогостоящего оборудования. Поэтому обычно для передачи данных используются проводные каналы связи и дополнительный соответствующий модем;

● разрабатываются силовые модемы для работы в сетях через систему электропитания компьютеров.

Что касается быстродействия модема, то скоростной модем, конечно, лучше, что может проиллюстрировать табл. 11.3.

Сетевые карты

Вместо модема в локальных сетях можно использовать сетевые адаптеры (ceтeвые карты, network adapter, net card), выполненные в виде плат расширения, устанавливаемых в разъем материнской платы. Еще есть карты, устанавливаемые в разъем ISA, но современные устанавливаются обычно в разъем PCI. Для портативных компьютеров имеются РСМС1А-адаптepь Появились сетевые адаптеры и для интерфейса USB.

Сетевые адаптеры можно разделить на две группы:

● адаптеры для клиентских компьютеров,

● адаптеры для серверов. В адаптерах для клиентских компьютеров значительная часть работы по приему и передаче сообщений перекладывается на программу, выполняемую в ПК. Такой адаптер проще и дешевле, но он дополнительно загружает центральный процессор машины.

Адаптеры для серверов снабжаются собственными процессорами, выполняющими всю нужную работу.

Основными характеристиками сетевых карт являются:

● установленная микросхема контроллера (микрочипа);

● разрядность — имеются 8-, 16-, 32- и 64-битовые сетевые карты (определяется микрочипом);

● скорость передачи — от 10 до 1000 Мбит/с (наиболее популярные — 10  и 100 Мбит/с);

● тип подключаемого кабеля — коаксиальный кабель толстый и тонкий, неэкранированная витая пара, волоконно-оптический кабель;

● поддерживаемые стандарты передачи данных — Ethernet, IEEE 802.3, Token

Ring, FDDI и т. д.

Микросхема контроллера имеет важнейшее значение, она определяет многие параметры адаптера, в том числе надежность и стабильность работы. Так, микро чипы ряда фирм имеют конфликты с некоторыми компонентами компьютера, а микрочипы Realtec, Intel в этом плане более «уживчивы» и надежны.

На сетевых картах может быть установлен также чип ПЗУ BootROM, обеспечивающий возможность удаленной загрузки операционной системы с сервера сети, то есть использования сетевого компьютера без дисковой памяти.

В качестве межсетевого интерфейса для соединения сетей между собой задействуются повторители, мосты, маршрутизаторы и шлюзьс. Поскольку эти устройства наиболее активно применяются для объединения локальных вычислительных сетей, они подробнее рассмотрены в следующем разделе.

В качестве устройств сопряжения компьютера с аппаратурой передачи данных и с терминальными устройствами используются:

● линейные адаптеры;

● мультиплексоры передачи данных;

● связные процессоры.

Программное и информационное обеспечение сетей

Наряду с аппаратными средствами ИВС должны иметь в своем составе и сложное программное и информационное обеспечение.

Программное обеспечение информационно- вычислительных сетей

Программное обеспечение информационно-вычислительных сетей выполняет координацию работы основных звеньев и элементов сети; организует коллективный доступ ко всем ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение ресурсов с целью повышения эффективности обработки информации;

выполняет техническое обслуживания и контроль работоспособности сетевых устройств.

Сетевое программное обеспечение состоит из трех составляющих:

● общего программного обеспечения;

● системного программного обеспечения;

● специального программного обеспечения.

Общее программное обеспечение образуется из компонентов базового программного обеспечения отдельных компьютеров, входящих в состав сети, и включает в себя операционные системы, системы автоматизации программирования и системы технического обслуживания.

Системное программное обеспечение представляет собой комплекс программных средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие всех ресурсов сети как единой системы.

Специальное программное обеспечение предназначено для максимального удовлетворения пользователей программами часто решаемых задач и, соответственно, содержит прикладные программы пользователя, ориентированные на специфику его предметной области.

Особая роль в программном обеспечении отводится операционным системам. Они имеются как в составе общего программного обеспечения (операционные системы отдельных компьютеров), так и в составе системного программного обеспечения: сетевая операционная система, устанавливаемая на сервере или на одном из компьютеров одноранговой сети.

Сетевая операционная система (СОС) включает в себя набор управляющих и обслуживающих программ, обеспечивающих:

● координацию работы всех звеньев и элементов сети;

● оперативное распределение ресурсов по элементам сети;

● распределение потоков заданий между узлами вычислительной сети;

● установление последовательности решения задач и обеспечение их общесетевыми ресурсами;

● контроль работоспособности элементов сети и обеспечение достоверности входной и выходной информации;

● защиту данных и вычислительных ресурсов от несанкционированного доступа;

 ● выдачу справок об использовании информационных, программных и технических ресурсов сети.

В большинство сетевых операционных систем встроена поддержка протоколов ТСР/IP, IPX/SPX, NetBEUI.

Протоколы ТСР/IP были разработаны в США для сети Министерства обороны ARPAnet. Ввиду высокой надежности управления сетью и универсальности в части используемых компьютеров (IBM PC, Macintosh и т. д.) и операционных систем (Windows, UNIX и т. д.) эти протоколы стали базовыми протоколами для сети Интернет.

Протоколы SPX/IPX разработаны фирмой Novell. Отличительная особенность этих протоколов — маршрутизация, обеспечивающая кратчайший путь для передачи данных по сети и сопутствующее гарантированное установление надежной связи. Выбор кратчайшего пути основан на следующем механизме. Машина-источник посылает по сети широковещательный запрос по всем путям до машины- приемника. Путь, обеспечивший минимальную задержку в получении ответного эхо-сигнала, принимается за кратчайший. Этот механизм, конечно, существенно увеличивает трафик по сети, и в этом его основной недостаток.

Протокол NetBEUI — детище фирмы IBM и создавался для обслуживания небольших сетей, в которых он очень популярен по причине своей простоты и высокой скорости работы. Но в нем отсутствует маршрутизация, и его поддерживают только операционные системы фирм IBM и Microsoft (не поддерживает например, ОС UNIX).

Функциональные возможности операционных систем расширяются с помощью утилит  специальных программ, используемых операционной системой для выполнения прикладных функций.

Информационное обеспечение сетей

Информационное обеспечение сети представляет собой единый информационный фонд, ориентированной на задачи, решаемые в сети, и содержащий массивы  данных общего использования, доступные всем абонентам сети, и массивы индивидуального использования, доступные отдельным абонентам. В состав информационного обеспечения входят базы данных и знаний, локальные, хранящиеся на сервере или на одном компьютере, и распределенные, хранящиеся на нескольких серверах или компьютерах, индивидуального и коллективного использования.

Для работы с сетевыми базами данных применяются обычные СУБД (системы управления базами данных) и сетевые СУРБД (системы управления распределенными базами данных).

Глава 12 Локальные вычислительные сети

Локальной вычислительной сетью (ЛВС) называют сеть, элементы которой— вычислительные машины (в том числе мини- и микрокомпьютеры), терминалы, связная аппаратура — располагаются на сравнительно небольшом удалении друг от друга (до 10 км).

Локальная сеть обычно предназначается для сбора, передачи, рассредоточенной и распределенной обработки информации в пределах одной лаборатории, отдела, офиса или фирмы, часто специализируется на выполнении определенных функций в соответствии с профилем деятельности фирмы и отдельных ее подразделений. Во многих случаях ЛВС, обслуживающая свою локальную информационную систему, связана с другими вычислительными сетями, внутренними или внешними, вплоть до региональных или глобальных сетей.

Основное назначение любой вычислительной сети — предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.

Связь ЛВС с сетью Интернет может выполняться через хост-компьютер, в качестве какового может использоваться web-сервер или сервер-шлюз (часто именуемый прокси -сервером) — рабочая станция, имеющая специализированное программное обеспечение для непосредственной работы в Интернете, например программы ЕазуРгоху, WinProxy, WinGate

Виды локальных вычислительных сетей

Локальные вычислительные сети можно классифицировать по целому ряду при- знаков (рис. 12.i).

Существует параллельная классификация вычислительных сетей, в которой локальные сети определены несколько иначе: локальной сеть  считается компьютерная сеть, обслуживающая нужды одного предприятия, одной корпорации. Среди таких вычислительных сетей выделяют:

Локальные сети рабочих групп, обычно объединяют ряд ПК, работающих под управлением одной операционной среды. В ряду компьютеров часто выделяются специализированные серверы, предназначенные для выполнения функций файлового сервера, сервера печати, факс-сервера.

Локальные сети отделов используются небольшой группой сотрудников предприятия, работающих в одном подразделении (отдел кадров, бухгалтерия, отдел маркетинга и т. п.). В такой сети может насчитываться до сотни компьютеров. Чаще всего она имеет несколько выделенных серверов, специализированных для таких ресурсов, как программы-приложения, базы данных, лазерные принтеры, модемы и т. д. Эти сети, как правило, задействуют одну сетевую технологию, и также одну (максимум две) операционную систему. Территориально они чаще всего расположены и в одном здании.

Сети кампусов получили название от слова campus — студенческий городок. Основное назначение этих сетей — объединение нескольких мелких сетей в одну. Сети кампусов могут занимать значительные территории и объединять много разнородных сетей. Основное их назначение — обеспечить взаимодействие между сетями отделов и рабочих групп и создать доступ к базам данных предприятия и другим дорогостоящим сетевым ресурсам. На уровне сети кампуса решаются многие проблемы интеграции неоднородного программного и технического обеспечения. Ресурсы глобальной сети Интернет сети кампусов не используют.

Корпоративные сети — сети масштаба всего предприятия, корпорации. Они могут охватывать большие территории, вплоть до рассредоточения на нескольких континентах. Ввиду высокой стоимости индивидуальных выделенных коммуникаций и плохой защищенности от несанкционированного доступа коммутируемых каналов связи они чаще всего используют коммуникационные возможности Интернета, и поэтому территориальное размещение для таких сетей роли не играет. Корпоративные сети относят к особой разновидности локальных сетей, имеющих значительную территорию охвата. Ввиду быстрого развития и больших перспектив корпоративных сетей они рассмотрены в отдельном разделе. По назначению ЛВС можно разделить на:

● вычислительные, выполняющие преимущественно расчетные работы;

● информационно-вычислительные, кроме расчетных операций, осуществляющие информационное обслуживание пользователей;

● информационные, выполняющие в основном информационное обслуживание пользователей (создание и оформление документов, доставку пользователю директивной, текущей, справочной и другой нужной ему информации);

● информационно-поисковые — разновидность информационных, специализирующаяся на поиске информации в сетевых хранилищах по нужной пользователю тематике сетей;

● информационно-советующие, обрабатывающие текущую организационную, техническую и технологическую информацию и вырабатывающие результирующую информацию для поддержки принятия пользователем правильных решений;

● информационно-управляющие, обрабатывающие текущую техническую и технологическую информацию и вырабатывающие результирующую информацию, на базе которой автоматический вырабатываются воздействия на управляемую, систему и т. д.

По количеству подключенных к сети компьютеров сети можно разделить на малые, объединяющие до 10 — 15 машин, средние — до 50 машин и большие — свыше 50 машин.

По территориальной расположенности ЛВС делятся на компактно размещенные (все компьютеры расположены в одном помещении) и распределенные (компьютеры сети размещены в разных помещениях).

По пропускной способности ЛВС классифицируются на:

● ЛВС с малой пропускной способностью (скорости передачи данных в пределах до десятка мегабитов в секунду), использующие чаще всего в качестве каналов связи тонкий коаксиальный кабель или витую пару;

● ЛВС со средней пропускной способностью (скорости передачи данных — несколько десятков мегабитов в секунду), практикующие чаще всего в качестве каналов связи толстый коаксиальный кабель или экранированную витую пару;

● ЛВС с большой пропускной способностью (скорости передачи данных составляют сотни и даже тысячи мегабитов в секунду), задействующий в большинстве в качестве каналов связи волоконно-оптические кабели.

По топологии ЛВС делятся на шинные, петлевые, радиальные, полносвязные, иерархические и смешанные.

По типам используемых компьютеров среди них можно выделить однородные  и неоднородные. В однородных ЛВС используются одинаковые типы компьютеров, имеющие одинаковые операционные системы и однотипный состав абонентских средств. В однородных сетях значительно проще выполнять многие распределенные информационные процедуры (в качестве классического примера можно назвать организацию и использование распределенных баз данных). По организации управления ЛВС делятся на:

● ЛВС с централизованным управлением;

● ЛВС с децентрализованным управлением.

На этих классах ЛВС остановимся немного подробнее.

В ЛВС наиболее важными (видимыми) для пользователя являются два структурно функциональных звена: рабочие станции и серверы. Не все ЛВС имеют в своем составе выделенные серверы, в некоторых случаях функции сервера оказываются как бы распределенными между рабочими станциями сети. С этой точки зрения и можно говорить двух типах ЛВС в зависимости от присутствия централизованного управления.

Одноранговые локальные сети

В сетях без централизованного управления (часто их называют одноранговыми сетями  peer-to-peer) нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого устройства для хранения данных. Функции управления сетью передаются от одной станции к другой. Сетевая операционная система распределена по всем рабочим станциям (на каждом компьютере должны быть программные средства администрирования сети). Каждая станция сети может выполнять функции как клиента, так и сервера. Она может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть. Пользователю сети доступны все периферийные устройства, подключенные к другим станциям (магнитные и оптические диски, принтеры, сканеры, плоттеры и т. д.). Но отсутствие серверов в сети не позволяет администратору централизованно управлять ресурсами. Каждый компьютер, включенный в одно ранговую сеть, имеет свои собственные сетевые программные средства, а необходимость прямого взаимодействия компьютеров друг с другом по мере расширения системы приводит к слишком большому количеству связей между рабочими станциями. Эффективно управлять такой системой практически невозможно.

Достоинства одноранговых сетей:

● низкая стоимость;

● высокая надежность.

Недостатки одноранговых сетей:

● возможность подключения небольшого числа рабочих станций (не более 10);

● сложность управления сетью;

● трудности обновления и изменения программного обеспечения станций;

●сложность обеспечения защиты информации.

Одноранговые сети создаются на базе таких сетевых операционных систем, как Artisoft LANtastic, Novell NetWare Lite, оболочки MS Windows for Workgroups.

Серверные локальные сети

В сетях с централизованным управлением (часто их называют двухранговыми или серверными сетями) один из компьютеров (сервер) реализует процедуры, предназначенные для использования всеми рабочими станциями, управляет взаимодействием рабочих станций и выполняет целый ряд сервисных функций. В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения тех или иных процедур: чтение файла, поиск информации в базе данных, печать файла и т. п.

Сервер выполняет запрос, поступивший от клиента. Результаты выполнения; запроса передаются клиенту. Сервер обеспечивает хранение данных общего использования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту. Клиент обрабатывает полученные данные и представляет результаты обработки в виде, удобном для пользователя. Обработка данных может быть выполнении на сервере.

Следует отметить, что в серверных сетях клиенту непосредственно доступны ресурсы сети, имеющиеся только на сервере (серверах, если имеется несколько специализированных серверов). Данные и программы, хранящиеся на дисках чужих рабочих станций, могут быть доступны пользователю только через сервер или с помощью установленной в сети специальной программы доступа к ресурсам рабочих станций.

Системы, в которых сервер выполняет только процедуры организации, хранения  и выдачи клиентам нужной информации, называются системами «файл-сервер» или сетями с выделенным сервером; те же системы, в которых на сервере наряду с хранением выполняется и содержательная обработка информации, принято называть системами «клиент-сервер».

В системе «клиент-сервер» сервер играет активную роль: он не просто выдает на запрос весь файл, а может предварительно обработать информацию и выдать клиенту результаты решения задачи или отобрать именно те записи файла, которые и интересуют клиента, в удобном для клиента представлении. Такая технология, кроме всего прочего, способствует и меньшей загрузке каналов связи сети.

Клиент-серверные системы иногда подразделяют также на две группы:

● системы, в которых клиент, решая свои задачи на сервере, использует свое прикладное программное обеспечение (такие системы часто называют системами с толстым клиентом);

● системы, в которых клиент, решая свои задачи на сервере, прибегает к прикладному программному обеспечению, размещенному на сервере (такие системы обычно называют системами с тонким клиентом); типичным примером этих систем являются ЛВС, где в качестве рабочих станций выступают сетевые компьютеры.

Сервер, работающий по технологии «файл-сервер», сам называется файл-сервером; работающий по технологии «клиент-сервер» — сервером приложений. Достоинства серверных локальных вычислительных сетей:

● отсутствие ограничений на число рабочих станций;

● простота управления по сравнению с одноранговыми сетями;

● высокое быстродействие;

● надежная система защиты информации.

Недостатки серверных локальных вычислительных сетей:

● высокая стоимость из-за выделения одного или нескольких компьютеров под сервер;

● зависимость быстродействия и надежности сети от сервера;

● меньшая гибкость по сравнению с одноранговой сетью.

Серверные сети являются весьма распространенными; примеры сетевых операционных систем для таких сетей: LAN Manager (Microsoft), Token Ring (IBM) и NetWare (Novell).

Устройства межсетевого интерфейса

Созданная на определенном этапе развития фирмы локальная вычислительная сеть с течением времени перестает удовлетворять потребности всех пользователей и возникает необходимость в расширении ее функциональных возможностей или охватываемой ею территории. Может возникнуть потребность объединения внутри фирмы различных ЛВС, появившихся в различных ее отделах и филиалах в разное время. Такое объединение бывает необходимо и для организации обмена данными с другими системами. Наконец, стремление получить выход на конкретные информационные ресурсы может потребовать подключения ЛВС к сетям более высокого уровня.

В качестве межсетевого интерфейса для соединения сетей между собой используются:

● повторители;

● мосты;

● маршрутизаторы;

● шлюзы.

Повторители (repiter) — устройства, усиливающие электрические сигналы и обеспечивающие сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большие расстояния. Повторители описываются протоколами канального уровня модели взаимодействия открытых систем, могут объединять сети, отличающиеся протоколами лишь на физическом уровне модели OSI (с одинаковыми протокола- ми управления на канальном и выше уровнях) и выполняют лишь регенерацию пакетов данных, обеспечивая тем самым электрическую независимость сопрягаемых сетей и защиту сигналов от воздействия помех. Использование усилителей позволяет расширить и протяженность одной сети за счет объединения нескольких сегментов сети в единое целое. При установке усилителя создается физический разрыв в линии связи, при этом сигнал воспринимается с одной стороны, регенерируется и направляется к другой части линии связи.

Мосты (bridge) описываются протоколами сетевого уровня OSI. Они регулируют трафик (передачу данных) между сетями, использующими одинаковые протоколы передачи данных на сетевом и выше уровнях, выполняя фильтрацию информационных пакетов в соответствии с адресами получателей. Мост может соединять сети разных топологий, но работающие под управлением однотипных сетевых операционных систем. Мосты бывают локальными и удаленными. Локальные мосты соединяют сети, расположенные на ограниченной территории в пределах  уже существующей системы. Удаленные мосты «прокладываются» между разнесенными территориально сетями с помощью внешних каналов связи и модемов.

Маршрутизаторы (router) выполняют свои функции на транспортном уровне протоколов модели OSI и обеспечивают соединение логически не связанных сетей (имеющих одинаковые протоколы на сеансовом и выше уровнях OSI); они анализируют сообщение, определяют его дальнейший наилучший путь, выполняют его некоторое протокольное преобразование для согласования и передачи в другую сеть, создают нужный логический канал и передают сообщение по назначению. Маршрутизаторы предоставляют достаточно сложный уровень сервиса они могут, например, соединять сети с разными методами доступа; могут перераспределять нагрузки в линиях связи, направляя сообщения в обход наиболее загруженных линий и т. д.

Шлюзы (gateway) — устройства, позволяющие объединить вычислительные сети,  использующие различные протоколы OSI на всех ее уровнях; они выполняют протокольное преобразование для всех семи уровней управления модели OSI. Кроме функций маршрутизаторов они выполняют еще и преобразование формата информационных пакетов и их перекодирование, что особенно важно при  объединении неоднородных сетей.

Мосты, маршрутизаторы и шлюзы в локальной вычислительной сети — это, как; правило, выделенные компьютеры со специальным программным обеспечением и дополнительной связной аппаратурой.

Использование устройств межсетевого интерфейса по уровням управления показано на рис. 12.2.

Способы повышения производительности ЛВС

Используется три основных способа повышения производительности сети:

● высокоскоростные технологии передачи данных;

● сегментация структуры сети; 

● использование технологии коммутации кадров.

Первые классические варианты сетей использовали базовую технологию передачи данных Ethernet 10Base со скоростью передачи 10 Мбит/с. В настоящее время появилось много новых высокоскоростных технологий, в частности Fast Ethernet 100 Base и Gigabit Ethernet 1000 Base, позволяющие увеличить скорость передачи соответственно в 10 и 100 раз (при условии наличия хороших каналов связи). Интенсивность обмена данными между пользователями сети не является однородной. Часто в сети можно выделить группы пользователей, информационно более интенсивно связанных друг с другом, — рабочие группы, выполняющие решение схожих или тождественных задач. Тогда можно увеличить производительность сети, разместив разные рабочие группы в отдельных сегментах сети. Сегментация сети может быть выполнена установкой в сети мостов, коммутаторов, маршрутизаторов. В этом случае интенсивный информационный обмен, в том числе и широковещательный трафик, чаще выполняется внутри одного сегмента, интенсивность межсегментного трафика уменьшается и количество коллизий в сети существенно снижается.

Применение в сегментированной сети коммутаторов и маршрутизаторов совместно с технологией коммутации кадров (пакетов) может уменьшить интенсивность внутрисегментного трафика. Интеллектуальные коммутаторы и маршрутизаторы определяют порт назначения кадра на основании адреса, содержащегося в кадре, и посылают последний не дублируя его по всем направлениям, а лишь в нужный сегмент.

Снижение интенсивности трафика за счет удаления из него ненужных составляющих создает более благоприятные условия для передачи действительно нужной информации, и производительность сети увеличивается.

Базовые технологии локальных сетей

Для упрощения и удешевления аппаратных и программных средств в локальных сетях чаще всего применяются моноканалы, используемые совместно всеми компьютерами сети в режиме разделения времени (второе название моноканалов- разделяемые каналы). Классический пример моноканала — канал сети шинной топологии. Сети кольцевой топологии и радиальной топологии с пассивным центром также используют моноканалы, поскольку, несмотря на смежность каждого узла сети со своим сегментом сети, доступ к этим сегментам смежных узлов в произвольный момент времени не допустим. Эти сегменты используются только в едином целом совместно со всем разделяемым каналом всеми компьютерами сети по определенному алгоритму. Причем в каждый момент времени моноканал принадлежит только одному компьютеру. Данный подход позволяет упростить логику работы сети, так как отпадает необходимость контроля переполнения узлов пакетами от многих станций, решивших одновременно передать информацию. В глобальных сетях для этого контроля используются весьма сложные алгоритмы.

Но наличие только одного, разделяемого всеми абонентами канала передачи данных ограничивает пропускную способность системы. Поэтому в современных сетях стали все чаще использоваться коммуникационные устройства (мосты, маршрутизаторы), разделяющие общую сеть на подсети (сегменты), которые могут работать автономно, обмениваясь по мере надобности данными между собой. При этом протоколы управления в ЛВС остаются теми же самыми, которые применяются и в неразделяемых сетях.

Наибольшее развитие в локальных сетях получили протоколы двух нижних уровней управления модели OSI. Причем в сетях, использующих моноканал, протоколы канального уровня делятся на два подуровня:

● подуровень логической передачи данных — LLC (Logical Link Control);

● подуровень управления доступом к сети — МАС (Media Access Control).

Подуровень логической передачи данных у большинства протоколов, в том числе и у семейства IEEE 802.х, включающего в себя основные протоколы ЛВС, один и тот же. (К основным протоколам ЛВС относятся: IEEE 802.2 — это протокол логической передачи данных LLC; МАС- протоколы доступа к сети: IEEE 802.3 — Ethernet — эти протоколы почти одинаковы; IEEE 802.4 — Token Bus, IEEE 802.5 — Token Ring и т. д.) Повторим, что LLC построен на основе протокола HDLС и предоставляет верхним у

ровням OSI три вида процедур:

● LLCi — без установления соединения и без подтверждения;

● LLC2 — с установлением соединения и с подтверждением;

● LLC3 — без установления соединения и с подтверждением.

Больший интерес представляют протоколы управления доступом МАС. Рассмотрим несколько встречающихся на практике методов доступа, а для наиболее распространенных будут приведены наименования их реализующих протоколов.

Методы доступа к каналам связи

Для локальных вычислительных сетей, использующих для передачи информации моноканал (monochannel — канал связи, одновременно используемый несколькими абонентами, например в сетях с шинной и петлевой топологиями и с радиальной топологией с пассивным центром), весьма актуальным является вопрос доступа клиентов к этому каналу. Чтобы сделать доступ эффективным, необходимы специальные механизмы — методы доступа. Методы доступа обеспечиваются протоколами на нижних уровнях модели OSI.

Для организации эффективного доступа к моноканалу используются принципы частотной или временной модуляции. Наибольшее применение в простых сетях получили принципы временной модуляции, то есть временного разделения сообщений, передаваемых по моноканалу.

Существуют несколько групп методов доступа, основанных на временном разделении:

● централизованные и децентрализованные;

● детерминированные и случайные.

Централизованный доступ управляется из центра управления сетью, например от сервера. Децентрализованные методы доступа функционируют на основе протоколов, принятых к исполнению всеми рабочими станциями сети, без каких- либо управляющих воздействий со стороны центра.

Детерминированный доступ обеспечивает наиболее полное использование моноканала и описывается протоколами, дающими гарантию каждой рабочей станции на определенное время доступа к моноканалу. При случайном доступе обращения станций к моноканалу могут выполняться в любое время, но нет гарантий, что каждое такое обращение позволит реализовать эффективную передачу данных.

В случае централизованного доступа каждый клиент может получать доступ к моноканалу:

● по заранее составленному расписанию — статическое разделение времени канала;

● по схеме жесткой временной коммутации через определенные промежутки времени (например, через каждые 0,5 с), задаваемые электронным коммутатором — динамическое детерминированное разделение времени канала;

● на основе гибкой временной коммутации, реализуемой в процессе выполняемого из центра сети опроса рабочих станций на предмет выяснения необходимости доступа  динамическое псевдослучайное разделение канального времени;

● при получении полномочий в виде специального пакета-маркера. Первые два метода не обеспечивают эффективную загрузку канала, так как при предоставлении доступа некоторые клиенты могут быть не готовы к передаче данных, и канал в течение выделенного им отрезка времени будет простаивать.

Метод опроса используется в сетях с явно выраженным центром управления и иногда даже в сетях с раздельными абонентскими каналами связи (например,

в сетях с радиальной топологией для обеспечения доступа к ресурсам центрального сервера). Метод передачи полномочий использует пакет, называемый маркером. Маркер— служебный пакет определенного формата, в который клиенты сети могут помещать свои информационные пакеты. Последовательность передачи маркера по сети от одной рабочей станции к другой задается сервером (управляющей станцией). Рабочая станция, имеющая данные для передачи, анализирует, свободен ли маркер. Если маркер свободен, станция помещает в него пакет (пакеты) своих данных, устанавливает в нем признак занятости и передает маркер дальше по сети. Станция, которой было адресовано сообщение (в пакете обязательно есть адресная часть), принимает его, сбрасывает признак занятости и отправляет маркер дальше. При этом методе доступа легко реализуется приоритетное обслуживание привилегированных абонентов. Данный метод доступа для сетей с шинной и радиальной топологий обеспечивается распространенным протоколом ARCnet корпорации Datapoint.

К децентрализованным детерминированным методам относятся:

● метод передачи маркера;

● метод включения маркера.

Оба метода находят применение преимущественно в сетях с петлевой (кольцевой) топологией и основаны на передаче по сети специальных пакетов-маркеров, сегментов. Метод передачи маркера использует пакет, называемый маркером (сегментом). Маркер — это не имеющий адреса, свободно циркулирующий по сети пакет, определяющий стандартный временной интервал. Маркер может быть «занят» или «свободен». Если маркер свободен, станция, до которой маркер дошел, может вложить в него пакет (пакеты) своих данных, пометить маркер как занятый и передать его дальше. Можно использовать приоритетное обслуживание привилегированных абонентов. Этот метод во многом подобен методу передачи полномочий, но движением маркера из центра сети не управляют. Такой метод доступа реализуется в сетях с кольцевой и радиальной топологией широко известным протоколом Token Ring, разработанным фирмой IBM, и протоколом FDDI Американского национального института стандартизации (ANSI). Метод включения маркера также использует свободно циркулирующий по сети маркер. Рабочая станция, получившая маркер, может передать свои данные, даже если пришедший маркер занят. В последнем случае станция приостанавливает движение поступившего маркера (времен но запоминает его в буферной памяти) и вместо него формирует новый маркер с включенным в него своим пакетом данных. Дальше по сети станция сначала посылает свой новый маркер, а затем уже ранее поступивший «чужой».

Случайные методы доступа основаны на равноправности всех станций сети и их возможности в любой момент времени обратиться к моноканалу с целью передачи данных. Поскольку возможны одновременные попытки передачи данных со стороны нескольких станций, между ними часто возникают коллизии (конфликты, столкновения) — в связи с чем случайный метод доступа часто называют методом состязаний».

Сокращение числа конфликтных ситуации обеспечивается путем предварительного прослушивания моноканала для выявления его занятости станцией, желающей передать данные. Если канал занят, станция возобновляет свою попытку передачи данных через небольшой интервал времени. Если все же передачу данных начнут одновременно две станции, то возникает коллизия и данные в моноканале искажаются. Обе конфликтующие станции будут вынуждены передать свои данные повторно.

Метод состязаний может быть рекомендован для использования в сетях с небольшим количеством абонентов, моноканал которых загружен мало (метод не может обеспечить хорошую загрузку канала из-за часто возникающих конфликтных ситуаций). Этот метод для сетей с шинной топологией реализуется чрезвычайно популярным протоколом Ethernet фирмы Xerox.

Сетевая технология lEEE802.3/Ethernet

Сетевая технология — это согласованный набор протоколов и реализующих их аппаратно-программных компонентов, достаточных для построения сети.

Самая распространенная в настоящее время технология (количество сетей, использующих эту технологию, превысило 5 млн. с числом компьютеров в этих сетях более 50 млн.) создана в конце 70-х годов и в первоначальном варианте использовала в качестве линии связи коаксиальный кабель. Но позже было разработано много модификаций этой технологии, рассчитанных и на другие коммуникации, в частности:

● 10Base-2 — использует тонкий коаксиальный кабель (диаметр 0,25 дюйма); обеспечивает сегменты длиной до 185 м с максимальным числом рабочих станций в сегменте 30;

● 10Base-5 — использует толстый коаксиальный кабель (диаметр 0,5 дюйма); обеспечивает сегменты длиной до 500 м с максимальным числом рабочих станций в сегменте 100;

● 10Base-Т — использует неэкранированную витую пару и обеспечивает сегменты длиной до 100 м с максимальным числом рабочих станций в сегменте 1024;

● 10Base-F — использует волоконно-оптический кабель и обеспечивает сегменты длиной до 2000 м с максимальным числом рабочих станций в сегменте 1024.

Технологии Ethernet и IEEE 802.3 во многом похожи; последняя поддерживает не только топологию «общая шина», но и топологию «звезда». Скорость передачи при этих технологиях равна 10 Мбит/с.

В развитие технологии Ethernet созданы несколько существенно продвинутых вариантов:

● est Ethernet (IEEE 802.3u) со скоростью передачи 100 Убит/с, имеющая три модификации:

● 100Base-ТХ, использующая экранированную и неэкранированную витую пару с длиной сегмента не более 100 м;

● 100Base-Т4, использующая четырехпроводную неэкранированную витую пару с длиной сегмента не более 100 м;

● 100Base-FX, использующая волоконно-оптический кабель с длиной сегмента не более 410 м при полудуплекс и до 2000 м при дуплексе.

p Gigabit Ethernet (1ЕЕЕ802.3z) со скоростью передачи 1000 Кбит/с использует в качестве линий связи коаксиальный кабель, экранированную витую пару и волоконно-оптический кабель с максимальной длиной сегмента в разных модификациях от 200 м до 5000 м.

Существуют следующие модификации:

● 1000Вазе-1 Х, использующая волоконно-оптический кабель с длиной волны света 1,3 мкм;

● 1000Base-SX, использующая волоконно-оптический кабель с длиной волны света 0,85 мкм;

● 1000Base-СХ, использующая экранированную витую пару;

● 1000Base-Т, использующая неэкранированную витую пару.

● спецификация Ethernet поддерживает случайный метод доступа (метод состязаний) и ее популярность объясняется надежными, простыми и недорогими технологиями.

Технология IEEE 802.5/Token Ring

Технология IEEE 802.5/Token Ring поддерживает кольцевую (основная) и радиальную (дополнительная) топологии сетей, для доступа к моноканалу использующих метод передачи маркера (его называют также детерминированным: маркерным методом). Маркеры по сети продвигаются по кольцу в одном направлении (симплексный режим), и им может присваиваться до 8 уровней приоритета.  Размер маркера при скорости передачи данных 4 Мбит/с — 4 Кбайт, а при скорости 16 Мбит/с — 20 Кбайт. По умолчанию время удержания маркера каждой  станцией равно 10 мс. Скорость передачи данных по сети не более 155 Мбит/с. Поддерживает экранированную и неэкранированную витую пару и волоконно оптический кабель. Максимальная длина кольца — 4000 м, а максимальное число узлов на кольце — 260.

Реализация этой технологии существенно более дорога и сложна, нежели техналогик Ethernet, но она тоже достаточно распространена.

Технология ARCNET

Технология ARCNet (Attached Resourse Computer Network, компьютерная сети

с присоединяемыми ресурсами) — это относительно недорогая, простая и надежная в работе технология, используемая только в сетях с персональными компьютерами. Она поддерживает разнообразные линии связи, включая коаксиальный кабель, витую пару и волоконно-оптический кабель. Обслуживаемые ею топологии  радиальная и шинная с доступом к моноканалу по методу передачи полномочий. В первоначальной конфигурации ARCNet обеспечивала скорость передачи данных 4 Мбит/с, а в конфигурации ARCNet Plus — 20 Мбит/с.

Технология FDDI

Технология FDDI (Fiber Distributed Data Interface, волоконно-оптический интерфейс распределенных данных) во многом базируется на технологии Token Ring, но ориентирована на волоконно-оптические линии связи (есть возможность использовать и неэкранированную витую пару) и обеспечивает передачу данных по кольцу длиной до i00 км с максимальным числом узлов 500 и со скоростью 100 Мбит/с. Используется детерминированный маркерный метод доступа без выделения приоритетов. Для обеспечения высокой надежности организуются два ориентированных навстречу друг другу кольца (данные перемещаются в противоположных направлениях). В случае отказа одного кольца передача данных ведется по объединенному первому и второму кольцам с исключением сбойного сегмента кольца (при интенсивных отказах есть возможность динамически создавать дополнительные виртуальные кольца). Ввиду большой стоимости технология внедряется в основном в магистральных каналах и крупных сетях.

Актуальные локальные вычислительные сети

Тип и функциональные возможности локальных вычислительных сетей во многом определяются протоколами модели OSI, которые в них используются, в частности протоколами двух нижних уровней, реализуемыми программно и аппарат но интерфейсной сетевой платой, и протоколами верхних уровней, поддерживаемыми программно — сетевой операционной системой.

Сетевая операционная система — это программные средства, управляющие коммуникационными процессами в сети и поддерживающие  ее общую архитектуру. Она выделяет нужные сетевые ресурсы рабочим станциям и предоставляет пользователю стандартный и удобный доступ к этим ресурсам.

Возможны несколько вариантов организации доступа к ресурсам ЛВС D каждая рабочая станция имеет полный набор всех функциональных программ СОС и хранит часть из них (резидентные) в оперативной памяти, а часть (нерезидентные) — в дисковой памяти;

● каждая рабочая станция имеет только набор наиболее активных программ СОС, а полный набор всех функциональных программ СОС хранится на сервере;

● рабочие станции (сетевые компьютерных) не имеют у себя никаких программ СОС, а при необходимости выполняется их удаленная загрузка с сервера.

Среди фирменных сетевых операционных систем, поддерживающих протоколы пяти верхних уровней OSI, наибольшее распространение получили СОС NetWare фирмы Novell и СОС Windows NT (Windows 2000).

Локальная вычислительная сеть Novell NetWare

Фирма Novell выпустила несколько вариантов СОС для локальных сетей: Net- Ware 4.0, NetWare 5.0 и NetWare 5.1. NetWare 3.1 являлась самой популярной сетевой операционной системой для небольших ЛВС, последующие версии  для более крупных, причем версия NetWare 5.1 позволила создавать масштабируемые сети вплоть до больших корпоративных сетей и глобальных сетей. Далее рассматривается вариант построения небольшой ЛВС на базе NetWare 3.1, а особенности использования СОС NetWare 5.1 будут рассмотрены в главе 14 «Корпоративные компьютерные сети».

NetWare поддерживает протоколы уровней 3 — 7 OSI и работает с многими сетевыми платами, включая Ethernet, Token Ring, ARCNet.

Протоколы NetWare для уровней 3 и 4 называются Internetwork Packet eXchange (IPX — межсетевой пакетный обмен) и Sequenced Packet eXchange (SPX — упорядоченный обмен пакетами). Оболочка NetWare предоставляет сервис уровней 5, 6 и 7. В частности, основной протокол верхнего уровня NCP (NetWare Core Protocol) обеспечивает работу основных служб СОС Novell NetWare и интегрирует функции всех уровней от транспортного до прикладного. Иногда сервис, предоставляемый на уровнях 5 и 6 OSI, обеспечивается пакетом Novell NetBIOS. При широковещательных сообщениях, когда сервер передает информацию о сетевых службах, им предоставляемых, работает протокол SAP (Service Advertising Protocol).

Протокол IPX использует адрес, состоящий из номера сети, номера узла и номера сокета (внутриузлового адреса). Номер сети назначается администратором сети, номером узла является его аппаратный адрес (МАС — адрес сетевого адаптера или порта маршрутизатора). При коммуникациях адрес сети и адрес сокета узнаются из SAP, соответственно из серверных объявлений и по запросу, а адрес узла автоматически считывается из сетевого адаптера узла.

В настоящее время и у нас, и за рубежом наиболее массовыми являются локальные сети на базе сетевых плат Ethernet с операционной системой Novell NetWare. Такую комбинированную сеть часто называют сетью Novell NetWare, реже — сетью Ethernet (поскольку эта сетевая плата была разработана для одноименной сети). Основной вариант локальной вычислительной сети, предлагаемый фирмой Novell, базируется на тонком коаксиальном кабеле. Отрезки тонкого кабеля через специальные разъемы соединяют сетевые адаптеры, находящиеся в компьютерах локальной вычислительной сети. В числе компьютеров сети должен быть один или несколько серверов (сеть строится по модели «файл-сервера) и рабочие станции. Максимальное количество компьютеров в сети — 87. Крупные сети делятся на сегменты — отдельные более мелкие ЛВС или отрезки кабеля с подключенными к нему компьютерами. В одном сегменте длиной до 185 м может быть до 30 компьютеров. Максимальная протяженность всей сети — около 10 км.

В последнее время большую популярность, особенно за рубежом, получил вариант сети Novell NetWare на базе витой пары проводов. Он предусматривает подключение рабочих станций к файл-серверу через концентратор. Один концентратор в состоянии поддерживать работу 12 станций, расположенных на расстоянии до 120 м от него. Концентраторы можно соединять каскадами и максимальное число сегментов в одной сети может составлять 1024. Вместо сетевых плат Ethernet в этих сетях используется модернизированный их вариант под кодовым обозначением IEEE 802.3.

Таким образом, реализация локальной вычислительной сети NetWare фирмы

Novell возможна в двух вариантах топологий:

● шинной;

● звездообразной.

Структурные схемы ЛВС на тонком кабеле и витой паре приведены на рис. 12.3 и 12.4.

Сеть NetWare предоставляет пользователям следующие возможности:

● прозрачность доступа локальных и удаленных пользователей к ресурсам сети;

● коллективное использование файлов при доступе к файловому серверу с рабочих станций, работающих под управлением различных операционных систем;

● доступ к сетевым принтерам и электронной почте,

● работа с СУБД различных типов;

● передача и обработка данных с использованием таких протоколов, как TCP/ IP, SPX/IPX, NetBEUI, NCP;

● использование средств обеспечения надежности и достоверности хранения информации;

● защита ресурсов сети от несанкционированного доступа;

● использование средств объединения удаленных сегментов сети;

● использование единого каталога сетевых ресурсов NDS — важного средства управления ресурсами корпоративных сетей.

Основные программные компоненты сети NetWare:

● сетевая операционная система, хранимая на файловом сервере;

● локальная операционная система рабочей станции.

На сервере имеется сетевая операционная система NetWare, которая отвечает за управление разделяемыми ресурсами файлового сервера. Эта СОС хранится на жестком диске и загружается в оперативную память при начале работы.

В частности, на сервере находятся несколько главных каталогов сетевой ОС, создаваемых непосредственно при загрузке системы:

● Sys содержит сетевые и дисковые драйверы, загружаемые и исполняемые модули. Все они работают только в оперативной памяти сервера. Доступ к ним имеет лишь администратор (главный управляющий) сети; пользователи с рабочих станций, в связи с ограничением их прав, обычно даже не видят этого каталога;

● Public содержит утилиты меню и утилиты командной строки, которые вызываются с сервера в оперативную память рабочей станции для исполнения. Часть утилит предназначена только для администратора, с частью утилит могут работать и администратор и пользователи;

● Login содержит программы Login и Logout для регистрации пользователей при входе и выходе из сети. Login — программа регистрации пользователя и инициализации его пользовательских прав. Пользователь идентифицируется по имени и паролю, после чего ему присваивается текущий порядковый номер, и он может работать в сети с разрешенными для него каталогами и файлами;

● Mail содержит подкаталоги, автоматически создаваемые NetWare во время добавления нового пользователя. Эти подкаталоги содержат специфические для каждого пользователя записи, формируемые при его регистрации в сети, и могут быть задействованы программами электронной почты;

● ЕТС содержит файлы, необходимые для поддержки протоколов ТСР/IP, используемых в сети Интернет, и т. д.

На рабочей станции размещается локальная операционная система компьютера (NetWare способна работать совместно с ОС MS DOS, OS/2, UNIX, Windows и др.) и для обеспечения доступа к сети две программы NetWare NetX.corn и IPX.com.

Программа NetX.com анализирует запрос прикладной программы и, если он от- носится к сети, передает его программе IPX.сoт; в противном случае — оставляет для DOS. Программа IPX.com отправляет запрос на файл-сервер и контролирует правильность его передачи.

Для работы в сети со своей рабочей станции пользователь:

● запускает программы NetX.com и IPX.сorn;

● регистрируется в сети с помощью программы Login,exe;

● в своей операционной системе запускает нужную прикладную программу. В сети может быть организован сервер печати, обеспечивающий доступ к печатающим устройствам всем клиентам сети. Принт-сервер может быть организован на любой рабочей станции или на файл-сервере при наличии на них программного обеспечения сетевого принтера. При использовании такого сервера данные, направляемые на печать, помещаются в очередь в виде задания. Сервер печати периодически проверяет наличие очереди, посылает очередное задание на печать. Программное обеспечение принт-сервера выполняет:

● управление заданием в очереди — изменение приоритета задания в очереди (задержки задания или ускорение его выполнения);

● управление состоянием очереди — постановку задания в очередь, посылку задания на печать;

●управление режимами работы принтера — останов, пауза, старт, сброс задания, прогон листа;

● оповещение пользователей о состоянии принтера — не включен, нет бумаги и т. д.

Основным звеном ЛВС Novell NetWare является файловый сервер. На нем размещаются сетевая операционная система, базы данных и прикладные программы пользователей. Поэтому файл-сервер должен быть самым мощным компьютером в сети, так как от него зависят производительность и функциональные возможности сети в целом.

В качестве файл-сервера желательно использовать компьютер с объемом оперативной памяти не менее 256 Мбайт. Емкость дисковой памяти файл-сервера— главного разделяемого ресурса поддерживаемой им сети — должна составлять 100-200 Гбайт.

Так как надежность работы файл-сервера определяет надежность работы всей сети, то необходимо принимать специальные меры для защиты информации на жестком диске от сбоев и потерь.

Компьютер, выполняющий функции рабочей станции, должен обеспечить пользователю возможность решения всех его прикладных задач. Требования к рабочим станциям более скромные, чем к файл-серверу. Большую часть пользователей вполне удовлетворит объем оперативной памяти 64 — 128 Мбайт и жесткий диск емкостью порядка 10 Гбайт.

Если рабочая станция ориентирована только на сетевой режим работы, то ей, в сущности, не нужен ни жесткий, ни гибкие диски. Появляется возможность

использовать бездисковые рабочие станции. Операционная система на такой станции загружается дистанционно под управлением файл-сервера из постоянного запоминающего устройства, установленного в сетевой плате рабочей станции. В то же время в ЛВС, построенной на базе бездисковых рабочих станций, резко возрастает нагрузка на файл-сервер и исключается возможность работы на станции в автономном режиме.

Локальные сети, управляемые OG Windows NT

В последние годы все большую популярность приобретают локальные сети на базе операционной системы Windows. В серверной версии ОС — Windows Server 2000 используются названные выше и многие дополнительные возможности увеличения производительности сети.

Рассмотрим технологию построения сетей Windows. Операционная система Windows NT (Windows 2000) имеет две сетевые модификации:

1. Windows NT Workstation;

2. Windows NT Server.

Windows NT Workstation (Windows 2000 Professional) предназначена для установки на рабочих станциях с возможностью организации одноранговых сетей. Есть возможность создать и сеть типа «клиент-сервер», но с весьма ограниченной функциональностью.

Рассмотрим конкретный пример. Если в распоряжении предприятия имеется хотя бы два компьютера с установленными на них операционными системами Windows 98, Windows NT Workstation или Windows 2000, то эти компьютеры могут быть объединены в одноранговую локальную сеть с помощью стандартных программных средств, встроенных в перечисленные операционные системы. Естественно, на компьютерах должно быть установлено все необходимое сетевое оборудование, в первую очередь сетевые адаптеры.

Все компьютеры в одноранговой сети равноправны и могут выступать как в роли пользователей (клиентов) ресурсов, так и в роли их поставщиков (серверов), предоставляя другим узлам сети право доступа ко всем или к некоторым из имеющихся в их распоряжении локальных ресурсов (файлам; принтерам, программам).

В качестве иллюстрации построения простейшей одноранговой сети представим следующую конфигурацию из трех персональных компьютеров, соединенных при помощи сетевых адаптеров и кабеля (рис. 12.5). На компьютерах РС 1 и РС 2 установлена операционная система Windows 98, а на компьютере РС 3— Windows NT Workstation.

В одноранговой сети каждый компьютер может выполнять свою конкретную функцию, и его конфигурация определяется решаемыми на нем задачами. Например, PC 1 и PC 2 могут быть маломощными компьютерами и работать в качестве клиентов. Однако некоторые ресурсы одного компьютера могут быть предоставлены в общее пользование, например принтер, подключенный к РС 2.

Совершенно другую роль может играть PC 3 с ОС Windows NT Workstation. Этот компьютер — самый мощный в рассматриваемой конфигурации сети, поэтому он может использоваться для хранения информации, которая необходима пользователям постоянно, то есть выступать в качестве невыделенного сервера файлов. Параллельно компьютер PC 3 может выполнять функции высокопроизводительной рабочей станции.

Windows NT Server (Windows Server 2000) позволяет реализовать полноценную двухранговую сеть. Сервер сети при этом может выступать как: сервер приложений, файл-сервер, сервер печати, сервер связи, сервер Интернета, сервер удаленного доступа и т. д.

Проектировалась ОС Windows NT для реализации модели «клиент-сервер» и ориентировалась на мощную машину-сервер, выделяющую по запросу клиента нужные ему вычислительные ресурсы — вычисления выполняются на сервере, а результаты расчетов передаются клиенту. В первую очередь система ориентируется на выполнение таких приложений, которые свойственны: серверу баз данных MS SQL Server, серверу информационного обмена MS Exchange, серверу управления системой MS System Management Server, серверу связи с мэйнфреймами SNA Server, серверу Интернета.

Сети на базе Windows Server 2000 используют доменную модель, в основе которой лежит понятие домена — совокупности компьютеров, характеризующейся наличием общей базы учетных записей пользователей и единой политикой осуществления защиты. Всей структурой централизованно управляет служба каталогов Windows 2000 Active Directory (ОС Microsoft Windows NT основана на службе каталогов Directory Service).

Доменный метод организации упрощает централизованное управление сетью и позволяет использовать Windows Server 2000 в качестве сетевой операционной системы предприятия любого масштаба. Доменная служба каталогов основана на однократной регистрации пользователя в сети для доступа ко всем серверам и ресурсам информационной системы независимо от места регистрации.

Для организации доменной структуры в сети и установления в ней определенных отношений и правил используется сервер — главный контроллер домена, на котором хранится база учетных записей пользователей этого домена с уникальными параметрами и их привилегиями. Когда пользователь рабочей станции регистрируется в сети, происходит его идентификация на главном контроллере или на одном из резервных контроллеров домена. Если пароль и имя пользователя совпадают с введенным, то пользователь регистрируется в домене.

Сети малых размеров могут состоять из одного домена. Однако для средних и больших предприятий сеть, как правило, состоит из нескольких доменов, повторяя, например, организационную структуру предприятия. Механизм взаимодействия доменов основан на установлении доверительных отношений — так называется связь между доменами, позволяющая пользователям одного домена обращаться к ресурсам другого домена.

По умолчанию пользователи одного домена не имеют прав доступа к ресурсам другого домена. Однако имеется механизм предоставления пользователям различных доменов возможности совместно использовать ресурсы путем установления доверительных отношений между доменами (рис. 12.6).

Доверительные отношения могут быть как двусторонними, так и односторонними. При двусторонних отношениях пользователь любого из двух доменов имеет доступ к ресурсам серверов, находящихся в соседнем домене. При односторонних доверительных отношениях пользователь, зарегистрированный в доверяемом домене, получает доступ к серверам домена-доверителя, но не наоборот. На рис. 12.6 домены А и Б полностью доверяют друг другу. Пользователь домена А может осуществлять доступ к ресурсам серверов домена Б. Аналогично пользователь домена Б вправе использовать ресурсы любого из серверов домена А. В то же время пользователи домена В имеют доступ к ресурсам домена Б, но не наоборот. Существуют разнообразные способы объединения доменов с помощью установления доверительных отношений, однако следует выделить две основные модели: модель с мастер- доменами и модель полностью доверительных отношений.

В модели с мастер- доменами один или несколько доменов объявляются главными, и в каждом из них хранятся учетные записи подмножества пользователей сети. Остальные домены являются вторичными, так называемыми ресурсными доменами; Все они доверяют каждому из главных доменов или только некоторым из них. В каждом из вторичных доменов есть свой контроллер домена и может быть несколько серверов. Такая модель более актуальна для сети, количество пользователей в которой составляет несколько десятков тысяч.

В модели с полностью доверительными отношениями все домены равноправны, и из каждого из них может производиться управление сетью. Другими словами, не существует главного домена, и каждый из доменов способен содержать как учетные записи, так и разделяемые ресурсы. Данная модель также может объединять большое число пользователей, но чрезвычайно сложна в управлении, поскольку в ней необходимо устанавливать большое число доверительных отношений.

В качестве стандартного протокола клиентского доступа к Active Directory система Windows 2000 использует протокол Lightweight Directory Access Protocol (LDAP). Для клиентского доступа к Active Directory подходит LDAP версий 2 и 3. Active Directory задействует систему именования доменов Domain Name System (DNS). Другие службы каталогов могут также взаимодействовать с Active Directory с помощью протокола LDAP.

Каждому пользователю в сети соответствует персональная учетная запись, параметры которой определяют его права и обязанности в домене. Учетная запись содержит такую информацию о пользователе, как его имя, пароль и ограничения на его деятельность в сети.

Учетные записи бывают двух типов: глобальные и локальные. Локальные учетные записи определяют права пользователей на конкретном компьютере и не распространяются на домен. В случае локальной учетной записи пользователь получает доступ только к ресурсам своего компьютера. Для доступа к ресурсам домена пользователь должен зарегистрироваться в домене, воспользовавшись своей глобальной учетной записью. Если сеть состоит из нескольких доменов и между ними установлены доверительные отношения, то возможна так называемая сквозная регистрация, то есть пользователь, регистрируясь один раз в своем домене, получает доступ к ресурсам доверяющего домена, в котором у него нет персональной учетной записи.

Создавать, модифицировать учетные записи и управлять ими администратор

сети может с помощью программы User Manager for Domains. При создании новой учетной записи администратор может определить следующие параметры: пароль и правила его модификации, локальные и глобальные группы, в которые входят пользователь, и рабочие станции, с которых он может регистрироваться, разрешенные часы работы, срок действия учетной записи и другие.

Пароль пользователя играет важную роль, так как именно путем подбора пароля часто происходит незаконный доступ к сетевым ресурсам.

Возможности пользователя в системе определяются набором его прав. Права пользователей бывают стандартными и расширенными. К стандартным относятся такие права, как возможность изменять системное время, выполнять резервное копирование файлов, загружать драйверы устройств, изменять системную конфигурацию, выполнять выключение сервера и т. п. Расширенные права специфичны для операционной системы и приложений.

Механизмы защиты Windows NT позволяют гибко ограничивать или предоставлять права пользователям на доступ к любым ресурсам системы. Права на доступ к файлам и каталогам определяют, может ли пользователь осуществлять к ним доступ, и если да, то как. Владение файлом или каталогом позволяет пользователю изменять права на доступ к нему. Администратор вправе вступить во владение файлом или каталогом без согласия владельца.

Наряду с базовой ОС Windows Server 2000 существуют еще две «продвинутые» ее модификации: ОС Windows 2000 Advanced Server и ОС Windows 2000 Datacenter Server, имеющие увеличенную масштабируемость и производительность и поддерживающие, соответственно, 8 процессоров и 8 Гбайт оперативной памяти и 32 процессора и 64 Гбайт оперативной памяти.

Основные рейтинговые параметры ЛВС

При выборе локальной сети основное внимание обращают на следующие ее характеристики:

● топология сети;

● ранговый тип сети (одноранговая или с выделенным сервером);

● типы используемых в сети протоколов, регламентирующих форматы и процедуры обмена информацией между абонентами;

● тип используемой операционной системы;

● максимальное количество рабочих станций;

● максимально допустимое удаление рабочих станций друг от друга;

● типы компьютеров, входящих в сеть (однородность или неоднородность сети);

● вид физической среды передачи данных (коммутируемый или некоммутируемый канал; телефонный канал, витая пара, коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель);

● максимальная пропускная способность;

● методы передачи данных (коммутация каналов, сообщений или пакетов);

● тип передачи данных — синхронный или асинхронный;

● методы доступа к моноканалу;

● надежность сети, определяемая способностью сохранять работоспособность при выходе из строя отдельных ее участков (узлов и линий связи).

Перед выбором или проектированием ЛВС следует уяснить для себя цели создания сети, особенности ее организационного и технического использования, в том числе:

● какие проблемы предполагается решать при использовании ЛВС;

● какие задачи планируется решать в будущем;

● кто будет выполнять техническую поддержку ЛВС после ее создания и запуска;

● нужен ли доступ из ЛВС к глобальной сети Интернет;

● какие требования предъявляются к секретности и безопасности информации;

● какие технические и программные средства необходимо приобрести при создании ЛВС;

● насколько подготовлены сотрудники для работы в сети, какое обучение по требуется для них?

Глава 13 Глобальная информационная сеть Интернет

Интернет — глобальная информационная сеть, влияние которой на современное информационное обслуживание неоценимо.

Но парадокс в том, что Интернета (nternet) как физической компьютерной сети просто не существует. Интернет — это всемирное сообщество самых разнообразных компьютерных сетей, общающихся между собой по каналам связи. Интернет — это всемирная глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие глобальные, региональные и локальные сети. Иначе говоря, Интернет — это сеть сетей, опутывающих весь земной шар.

В мировых масштабах эта сеть выглядит фантастически сложной и запутанной, имеет свое «население» и живет собственной жизнью. Поэтому и говорят о виртуальном (кажущемся) городе, а чаще даже о виртуальной стране или мире. Интернет — это загадочный и манящий мир без границ. Уже сейчас Интернет объединяет сотни миллионов пользователей во всем мире, и каждый год население этой страны примерно удваивается.

Чем же нас привлекает Интернет? Почему даже случайно соприкоснувшись с этой сетью, люди становятся ее ярыми приверженцами, а сетевые ветераны подчас готовы пожертвовать многими материальными благами за продолжение своего существования в стране Интернет?

До недавнего времени Интернет был ориентирован на научных работников и больше всего напоминал университетский городок с учебными аудиториями, громадной библиотекой и множеством мест, где студенты и преподаватели могли общаться между собой в свободное от работы время и получать любую интересующую их информацию.

Сегодня Интернет похож на огромный мегаполис, в котором есть университет, переставший быть главной достопримечательностью и даже несколько затерявшийся среди виртуальных офисов, магазинов, национальных кварталов и мест для массовых и индивидуальных развлечений. И город этот стал доступен любому обывателю, более того, туда его всячески приглашают и заманивают. В самом деле: Интернет — это общедоступная сеть, открытая для любого пользователя, имеющего компьютер с модемом и некоторое специальное программное обеспечение. Но в нашем отношении к Интернету пока не наблюдается особой теплоты. Явно просматривается даже некоторая аналогия с нашим отношением к персональным компьютерам. Еще лет 15 тому назад мы также абстрактно и отчужденно воспринимали и их: не могли себе представить, насколько интенсивно и органично ПК вольются в нашу жизнь (правда, тогда это отчасти объяснялось высокой стоимостью компьютера). Сейчас же почти каждый может подсоединить свой ПК к Интернету практически, да и фактически, бесплатно; может получать из сети Интернет любую интересующую его неконфиденциальную информацию за минимальную стоимость. Каждый вправе переслать по сети своим коллегам в любой стране корреспонденцию за сумму, значительно меньшую соответствующих почтовых расходов, может разместить в Интернет свою рекламу и ее увидят миллионы людей во всем мире, может... да может практически все, вплоть до насыщенного и увлекательного проведения своего досуга (причем независимо от интересов и склонностей). Интернет — это безграничный мир информации, это действительно особая виртуальная страна, в которую можно погрузиться и жить в ней долгое время.

Что же такое Интернет — очередное модное увлечение или будущее человечества? Осознанная необходимость или забава для тех, кто не знает, чем бы заняться и на что истратить лишнюю сотню долларов? Да и то, и другое, и третье — ace! Поэтому даже просто упомянуть все возможности этой сети нереально.

Сеть Интернет ориентирована на конечного пользователя, как на компьютерного специалиста, так и на рядового гражданина. В сети есть все, что требуется для нормальной комфортной жизни, равно как и для профессиональной деятельности любого из нас. Журналист найдет в Интернете самые свежие новости, научный работник — материалы последних исследований по интересующей его проблеме, коммерсант узнает котировки валют на любой бирже мира. Желаете забронировать авиабилет или номер в гостинице любого города Европы или Америки — можно; хотите выбрать, купить и поручить вручить подарок вашим знакомым — пожалуйста; есть желание принять участие в обсуждении какой-либо животрепещущей проблемы — как говорится, нет проблем.

Попробуем разобраться для начала хотя бы в том, зачем нужен Интернет рядовому российскому бизнесмену.

● Первая полезная функция Интернета, важная для бизнесменов, — информационная. По сети можно получить любую интересующую вас неконфиденциальную биржевую и коммерческую информацию, информацию научную и политическую и т. п.

● Вторая функция — коммуникационная. Сетевые технологии позволяют пользователю поговорить по телефону со своим партнером в любом городе и стране, причем обойдется это дешевле обычной телефонной связи; послать ему факс или письмо с затратами меньшими, чем при использовании обычной почты, и к тому же существенно более оперативно.

● Третья функция — совещательная. Сеть Интернет — это место, где специалисты и пользователи компьютеров могут «встретиться» и обсудить интересующие их проблемы, в интерактивном режиме обменяться полезной информацией.

● Четвертая функция — коммерческая. Во всем мире активно развивается торговля по Сети. Потенциальный покупатель просматривает товары на экране своего ПК, заказывает и по кредитной карточке оплачивает их. Поступает товар к нему из ближайшего торгового пункта, естественно, уже не виртуально.

● Следующая функция — рекламная. Реклама через Интернет весьма эффективна, в первую очередь в связи с ее массовостью и оперативностью.

● Шестая функция — развлекательная. Можно почитать и просмотреть огромное количество развлекательной литературы, фильмов; поиграть в самые увлекательные компьютерные игры, «путешествовать» и наслаждаться красотами разных музеев и стран, и многое другое.

● Наконец — специфично компьютерная функция. Пользователи ПК могут получить, причем чаще всего бесплатно, самые новые программные средства, инструкции и рекомендации по работе в Сети.

Общие сведения о сети Интернет

Базой для организации сети Интернет явилась компьютерная сеть Министерства обороны США ARPANet (ARPA — Advanced Research Projects Agency), созданная в начале 70-х годов для связи компьютеров научных организаций, военных учреждений и предприятий оборонной промышленности. Сеть строилась при участии Пентагона как устойчивая к внешним воздействиям закрытая инфра структура, способная выжить в условиях ядерного нападения, то есть огромное внимание уделялось ее надежности.

Со временем сеть утратила стратегическое значение; ее основными клиентами стали частные лица и негосударственные компьютерные сети. Само название Интернет («между сетей») показывает ее назначение: объединение отдельных локальных, региональных и глобальных сетей в единое информационное пространство. Интернет обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами, которые входят в состав сетей, подключенных к ней. Тип компьютера и операционная система значения не имеют.

Российскому Интернету положило начало создание в начале 1990 года на базе Курчатовского института атомной энергии компьютерной сети Relcom. Уже к концу 1990 года в сеть интегрировалось более ЗО локальных сетей разных организаций, что позволило осуществить ее официальную регистрацию и подключение к мировой сети.

В настоящее время Интернет — это глобальная, межконтинентальная сеть; она объединяет десятки миллионов компьютеров и локальных сетей, а ее услугами по разным оценкам пользуются от 100 до 250 миллионов человек. Точная цифра неизвестна, поскольку сеть не имеет единого центра управления и не является чей-либо собственностью — в этом важное отличие Интернета от других компьютерных сетей.

В Интернете нет ни президента, ни главного инженера, никакого официального органа управления. Хотя президенты и прочие высшие официальные лица могут быть у сетей, входящих в Интернет. В целом же в Интернете нет единственной авторитарной фигуры.

Направление развития Интернет определяет «Общество Интернета» (БОС— Internet Society). ISOC — это организация, действующая на общественных началах, целью которой является содействие глобальному информационному обмену через Интернет. Она назначает совет старейшин, который отвечает за техническое руководство и ориентацию Интернета.

Совет старейшин (IAB — Internet Architecture Board, или «Совет по архитектуре Интернетам) представляет собой группу приглашенных лиц, которые добровольно изъявили желания принять участие в его работе. Совет регулярно собирается, чтобы утверждать стандарты и распределять ресурсы (например, адреса — точнее, сам IAB присвоением адресов не занимается, он устанавливает правила присвоения адресов). Интернет работает благодаря наличию стандартных способов взаимодействия компьютеров и прикладных программ друг с другом. Наличие таких стандартов позволяет без проблем связывать между собой компьютеры производства разных фирм. IAB несет ответственность за эти стандарты, решает, нужен ли тот или иной стандарт и каким он должен быть. Если возникает необходимость в каком-нибудь новом стандарте, IAB рассматривает проблему, принимает этот стандарт и объявляет об этом по сети.

Пользователи Интернета могут высказывать свои мнения по организации Интернета на заседаниях инженерной комиссии IETF (Internet Engineering Task Force). IETF — еще один общественный орган; он собирается регулярно для обсуждения текущих технических и организационных проблем Интернета. Если возникает достаточно важная проблема, IETF формирует рабочую группу для дальнейшего ее изучения. Посещать заседания IETF и входить в состав рабочих групп может любой пользователь. Рабочие группы выполняют много различных функций от выпуска документации и принятия решений о том, как сети должны взаимодействовать между собой в специфических ситуациях, до изменения значений битов в определенном стандарте. Рабочая группа обычно составляет доклад. Это может быть либо предоставляемая всем желающим документация с рекомендациями, которым следовать не обязательно, либо предложение, которое направляется в IAB для принятия в качестве стандарта.

При работе в Интернете должны соблюдаться правовые нормы. Прежде всего, при отправке чего-либо, в том числе и битов, через государственную границу, следует руководствоваться законами, регулирующими экспорт, и в первую очередь, правовыми нормами, касающимися интеллектуальной собственности и лицензий.

Основу Интернета составляют высокоскоростные телекоммуникационные магистральные сети. К магистральной сети через точки сетевого доступа NAP (Net-

work Access Point) подсоединяются автономные системы, каждая из которых уже имеет свое административное управление, свои внутренние протоколы маршрутизации. Примерами таких автономных систем могут служить сеть EUNet, охватывающая страны центральной Европы, сеть RUNet, объединяющая университеты России, и т. п. Автономные сети формируют компании-провайдеры, предоставляющие услуги доступа в Интернет (например, компании-провайдеры Relcom, «Петерлинк», «Россия-Он-Лайн» и т. д.).

Основные ячейки Интернета — локальные вычислительные сети. Но существу- ют и локальные компьютеры, самостоятельно подключенные к Интернету. Компьютеры сетевые или локальные, непосредственно подключенные к Интернету, называются хост-компьютерами (host — хозяин).

Если некоторая локальная сеть подключена к Интернету, то и каждая рабочая станция этой сети также имеет выход в Интернет через хост-компьютер сети. Каждый подключенный к Интернету компьютер имеет свой адрес, по которому его может найти абонент из любой точки света.

Важный параметр — скорость доступа к сети Интернет. Он определяется пропускной способностью каналов связи между автономными системами, внутри автономных систем и абонентских каналов доступа к автономным системам. Для модемного доступа по коммутируемым телефонным каналам связи, который используют большинство индивидуальных пользователей персональных компьютеров, эта скорость невелика — от 19 Кбит/с до 56 Кбит/с; для доступа по выделенным телефонным линиям, характерного для небольших ЛВС, эта скорость находится в пределах от 64 Кбит/с до 2 Мбит/с, и лишь для солидных сетей, организующих взаимодействие через волоконно-оптические и спутниковые каналы связи, пропускная способность превышает 2 Мбит/с.

Структура сети Интернет — типичная клиент-серверная, то есть имеются компьютеры, в основном получающие информацию из сети — «клиенты», а есть компьютеры, снабжающие клиентов информацией — «серверы» (естественно, серверы также получают информацию, точнее накапливают ее, но все же основная их функция — отдавать).

Возможная структура фрагмента сети Интернет показана на рис. 13.1.

Важной особенностью Интернета является то, что он, объединяя различные сети, не создает при этом никакой иерархии — все компьютеры, подключенные к сети, равноправны.

Протоколы общения компьютеров в сети

Сеть Интернет объединяет десятки миллионов компьютеров самых разных типов:

от персональных компьютеров разных моделей и фасонов до огромных больших и сверхбольших компьютеров — мэйнфреймов. Найти общий язык общения таких «разношерстных» машин друг с другом — весьма сложная задача. Она разрешается благодаря использованию созданной для этой сети системы протоколов общения компьютеров.

Основу этой системы составляют два главных протокола:

● Internet Protocol (IP) — межсетевой протокол, выполняет функции сетевого уровня модели OSI;

● Transmission Control Protocol (TCP) — протокол управления передачей, выполняет функции транспортного уровня модели OSI.

Протокол IP организует разбиение сообщений на электронные пакеты (IP-дейтаграммы'), маршрутизирует отправляемые пакеты и обрабатывает получаемые. TCP является типичным протоколом транспортного уровня: он управляет потоком данных, обрабатывает ошибки и гарантирует, что информационные пакеты получены все и собраны в нужном порядке.

Последовательность процедур использования этих протоколов следующая. Информация для передачи упаковывается средствами прикладной программы в блоки определенного формата. Протокол IP разделяет эти блоки на пакеты, каждый из которых получает номер, чтобы можно было проверить потом полноту полученной информации, и заголовок.

Механизм работы межсетевых протоколов ТСР/IP подобен действиям почтовой службы:

● пересылаемые по обычной почте письменные сообщения упаковываются в конверты (письма), на которых должны стоять адреса отправителя и получателя. Точно так же действуют и компьютеры: разделяют и упаковывают информационные блоки в электронные пакеты (сегменты) и передают их оптимальным путем от одного компьютера к другому. У этих электронных информационных пакетов, как и у почтовых, есть стандартная оболочка: текст информационного сообщения запаковывается в кодовый конверт, формируемый из специальных символов начала и конца и заголовка сообщения, в котором указываются адреса отправителя и получателя (так называемые IP-адреса). Такой кодовый конверт обеспечивает целостность сообщения и служит его проводником в сети;

● после того как письмо отправлено, оно находится в распоряжении почтовой службы. Каждое почтовое отделение читает адрес получателя, определяет, через какие другие почтовые отделения следует отправить письмо получателю оптимальным образом, и посылает письмо к следующему выбранному отделению связи. Примерно такой же алгоритм пересылки электронных пакетов реализован и в сети Интернет. Роль почтовых отделений выполняют компьютеры- маршрутизаторы, объединяющие отдельные участки сети между собой.

Электронные пакеты имеют стандартный размер: одно длинное сообщение может размещаться в нескольких пакетах, и наоборот, в один пакет могут быть помещены несколько коротких сообщений, если у них одинаковый адрес получателя. Каждый пакет доставляется адресату независимо от всех других по оптимальному на текущий момент маршруту. Иначе говоря, взаимосвязанные пакеты и пакеты от одного компьютера к другому могут передаваться разными путями. При этом по одному каналу могут передаваться пакеты, направляющиеся в совершенно разные части сети. Это позволяет наиболее эффективно использовать ресурсы системы телекоммуникаций и обходить поврежденные ее участки.

На приемном конце у получателя: проверяется качество каждого поступившего пакета (не произошло ли искажения информации при передаче), все пакеты одного длинного сообщения собираются вместе, проверяется наличие всех пакетов этого сообщения и, в случае полноты и достоверности пакетов, они объединяются в единое сообщение. Если пакет информации потерялся или исказился, запрашивается его копия. Поскольку сообщение восстанавливается только после получения всех неискаженных пакетов, последовательность их получения значения не имеет.

Протоколы IP и ТСР настолько тесно связаны, что их часто приводят под одним названием — протоколы ТСР/IP.

В калифорнийском технологическом институте (США) разработан новый протокол — FastTCP, обеспечивающий передачу пакетов данных размером 1500 байтов по сети Интернет со скоростью в несколько раз превышающей скорость, реализованную обычным протоколом ТСР.

На основе протоколов IP и ТСР разработаны многие сетевые прикладные сервисные протоколы, среди которых следует отметить:

● File Transfer Protocol (FTP) — протокол передачи файлов;

● Telnet —.протокол удаленного доступа, то есть дистанционного исполнения команд на удаленном компьютере;

● Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) — простой протокол пересылки электронной почты;

● HyperText Transfer Protocol (HTTP) — протокол передачи гипертекста (используется при передаче сообщений в World Wide Web;

●Network News Transfer Protocol (NNTP) — протокол передачи новостей (телеконференций).

Эти протоколы формируют в сети соответствующие им прикладные процессы, а задача протокола TCP — обеспечить передачу данных между этими процессами. Одновременно в сети может выполняться несколько процессов, и чтобы протокол TCP мог их опознать, они идентифицируются номерами, носящими название номеров порта. За некоторыми процессами номера порта жестко закреплены, например порт 21 — процесс передачи файлов FTP, порт 23 — процесс удаленного доступа по протоколу Telnet и т. д.

Номер порта и IP-адрес (иногда такой набор называют сокетом) однозначно определяют процесс, выполняемый в сети.

Общение пользователей с системой осуществляется либо на базе операционной системы UNIX, часто используя текстовой интерфейс, либо, что гораздо распространеннее сейчас, в среде MS Windows, для которой существуют прикладные программы работы со всеми технологиями и сервисами Интернета, имеющие простой и удобный графический интерфейс. В среде UNIX для внутрисетевого кодирования информации используются коды KOI-8, а в среде Windows — коды в стандарте ANSI.

Система адресации в Интернете

К адресам хост-компьютеров в сети предъявляются специальные требования. Адрес должен иметь формат, с одной стороны, позволяющий просто выполнять его синтаксическую автоматическую обработку; с другой стороны, он должен иметь семантическую окраску, то есть нести некоторую информацию об адресуемом объекте. Поэтому адреса хост-компьютеров в сети Интернет могут иметь двойную кодировку:

● обязательную кодировку, удобную для работы системы телекоммуникации в сети: дружественный компьютеру цифровой IP-адрес (IP, Internet Protocol);

● необязательную кодировку, удобную для абонента сети: дружественный пользователю DNS-адрес (DNS, Domain Name System).

Цифровой IP-адрес версии ч. 4 представляет собой 32-разрядное двоичное число. Для удобства он разделяется на четыре блока по 8 битов, которые можно записать в десятичном виде. Адрес содержит полную информацию, необходимую для идентификации компьютера.

Возможный вариант: два старшие блока определяют адрес сети, а два другие— адреса подсети и хост-компьютера внутри этой подсети. Например, в двоичном коде цифровой адрес записывается следующим образом: 1001100000100101010 0100010001010. В десятичном коде он имеет вид: 152.37.72.138. Адрес сети— 152.37; адрес подсети — 72; адрес компьютера — 138.

Ввиду огромного количества подключенных к сети компьютеров и различных организаций ощущается ограниченность 32-разрядных IP-адресов, поэтому ведется разработка модернизированного протокола IP-адресации, имеющего целью:

● повышение пропускной способности сети;

● создание лучше масштабируемой и адаптируемой схемы адресации;

● обеспечение гарантий качества транспортных услуг;

● обеспечение защиты информации, передаваемой в сети.

Основой этого протокола являются 128-битовые адреса, обеспечивающие более 1000 адресов на каждого жителя земли. Внедрение этой адресации (IP-адресация v. 6) снимет проблему дефицита цифровых адресов.

Однако главной целью разработки нового протокола является не столько расширение разрядности адреса, сколько увеличение уровней иерархии в адресе, отражающей теперь 5 идентификаторов: два старших для провайдеров сети (идентификаторы провайдера и его реестра) и три для абонентов (абонента, его сети и узла сети).

Доменный адрес состоит из нескольких, отделяемых друг от друга точкой, буквенное цифровых доменов (domain — область). Этот адрес построен на основе иерархической классификации: каждый домен, кроме крайнего левого, определяет целую группу компьютеров, выделенных по какому-либо признаку, при этом домен группы, находящейся слева, является подгруппой правого домена. Всего в Сети сейчас насчитывается более 120 000 разных доменов.

Например, географические двухбуквенные домены некоторых стран:

● Австрия — at;

● Болгария — bg;

● Канада — ca;

● Россия — ru;

● США — us;

● Франция — 1г.

Существуют и домены, выделенные по тематическим признакам. Такие домены имеют трехбуквенные сокращенные названия:

● правительственные учреждения — gov;

● коммерческие организации — corn;

● учебные заведения — edu;

● военные учреждения — mil;

● сетевые организации — net;

● прочие организации — org.

Доменный адрес может иметь произвольную длину. В отличие от цифрового адреса он читается в обратном порядке. Вначале указывается домен нижнего уровня — имя хост-компьютера, затем домены — имена подсетей и сетей, в которой он находится, и, наконец, домен верхнего уровня — чаще всего идентификатор географического региона (страны).

Итак, доменный адрес хост-компьютера включает в себя несколько уровней доменов. Каждый уровень отделяется от другого точкой. Слева от домена верхнего уровня располагаются другие имена. Все, находящееся слева, — поддомен для общего домена.

Например: доменный адрес www.engec.spb.ru.

● ru — домен России;

● spb — поддомен Санкт-Петербурга;

● engec — поддомен Государственного инженерно-экономического университета;

● www — сервер World Wide Web.

Для пользователей Интернета почтовыми адресами могут быть просто их имена, зарегистрированные в службе электронной почты и не отражающие такой длинной иерархии. Например, почтовый адрес автора учебника: Broido@hotbox.ru — за именем пользователя следует знак 9, а далее доменный адрес почтового сервера, включая и домен страны.

Преобразование (разрешение) доменного адреса в соответствующий цифровой IP-адрес выполняют специальные серверы DNS (Domain Name Server) — серверы имен. Поэтому пользователю нет необходимости знать цифровые адреса.

Для работы в Интернете достаточно знать только доменный адрес компьютера или пользователя, с которым вы хотите установить связь.

Но более эффективно для адресации использовать не просто доменный адрес, а унифицированный указатель ресурса — URL (Uniform Resource Locator), который дополнительно к доменному адресу содержит указания на используемую  доступа к ресурсам и спецификацию ресурса внутри файловой структуры компьютера. Например, в URL: http: //www.engec.ru/user/lab/met.htm перечислены:

● http — протокол передачи гипертекста, используемый для доступа. В подавляющем большинстве случаев в WWW работает именно гипертекстовый протокол. При доступе по другому протоколу, например через службы FTP или Gopher, указываются, соответственно, ftp:// или gopher://;

● www.engec.ru — доменный адрес web-сервера. Адреса большей части серверов начинаются с префикса www, указывающего на то, что web-сервер на данном компьютере запущен;

● user/lab/met.htm — спецификация файла met.htm. Указывается путь к интересующему нас файлу в файловой системе компьютера и имя этого файла. В этой части адреса может быть помещена и другая информация, отражающая, например, параметры запроса пользователя и обрабатывающей запрос программы. Если спецификация файла отсутствует, то пользователю будет выдан файл, по умолчанию назначенный для представления сервера (сайта).

Варианты общения пользователя с Интернетом

Возможны два варианта общения пользователя с сетью Интернет:

● Offline — режим общения с отложенным ответом (автономный);

● Online — активный режим общения (интерактивный).

В автономном режиме абонент может посылать в Сеть те или иные запросы или сообщения (по электронной почте, например), но между запросом и сетевым ответом на него может пройти значительное время.

В активном режиме, называемом также режимом прямого доступа, информация на запрос абонента сети возвращается практически незамедлительно.

Первый вариант обходится пользователю дешевле (в среднем около 310 — 20 в месяц), но и возможностей предоставляет ему меньше. В этом режиме можно:

● получать свой адрес в Сети, посылать и получать по электронной почте письма и любые другие послания своим друзьям и партнерам по бизнесу;

● отправлять периодически свой прайс-лист, например в телеконференцию группы commerce (коммерции);

● пользоваться программами-суррогатами электронной почты, называемыми FTP-mail, для заказа интересующих пользователя файлов из Сети на свой компьютер;

● читать информацию, свободно циркулирующую в Сети, например сообщения в группах новостей и т. д.

Второй вариант обеспечивает непосредственный активный выход в сеть Интернет в реальном времени. В этом случае компьютер пользователя получает свой  уникальный адрес, полноценный доступ ко всем телекоммуникациям Сети и весь комплекс услуг, предусмотренных в Сети. В первую очередь это путешествие  World Wide Web, просмотр с помощью браузеров web-узлов Сети и получение  оттуда интересующей вас информации, создание собственных информационных  web-страниц и web-серверов, доступных для пользователей Сети, интерактивный диалог с другими пользователями.

Подключение и настройка компьютера для работы в Интернете

Для того чтобы пользоваться услугами Интернета, необходимо обеспечить соединение вашего компьютера с сетью, имеющей связь с Интернетом и предоставляющей необходимый сервис, и установить на компьютер специальное программное обеспечение.

Услуги, связанные с доступом к Интернету, предоставляются фирмами, которые в англоязычных странах называются Internet Service Provider, или сокращенно ISP; в России их называют «провайдерами доступа в Интернет», или просто провайдерами.

Провайдер располагает компьютерной сетью, имеющей постоянное соединение с Интернетом и включающей компьютеры (серверы доступа), через которые осуществляется подключение абонентов — отдельных пользователей или локальных сетей.

Существует несколько вариантов подключения к Интернету:

● постоянное соединение по выделенной линии;

● сеансовое соединение по коммутируемой линии;

● дистанционный терминальный доступ к хост-компьютеру;

● сеансовый доступ по спутниковым каналам связи.

Подключение по выделенной линии обеспечивает пользователю наиболее комфортные условия работы, но обходится довольно дорого. В этом варианте один из компьютеров локальной сети (сервер) имеет постоянное соединение с маршрутизатором провайдера.

В качестве выделенной линии могут использоваться:

● выделенные линии тональной частоты — обычное телефонное соединение, постоянно установленное со стороны телефонной станции. Со стороны абонента связь устанавливается сразу же после включения модема. Скорость передачи данных по такой линии не превышает 48 — 56 Кбит/с. Достоинства использования такой линии: оперативность соединения и отсутствие самопроизвольного разрыва его;

● цифровые выделенные линии — непосредственное подключение абонента к участку транспортной сети провайдера. Скорость передачи данных в случае использования волоконно-оптической линии связи составляет до 622 Мбит/с;

● выделенные физические линии представляют собой обычную двухпроводную линию, соединяющую абонента с провайдером. Скорость передачи по физической линии составляет от 64 Кбит/с до 2 Мбит/с.

Установку и настройку необходимого технического и программного обеспечения, а также сопровождение работы подключения по выделенной линии осуществляет обычно специалист-администратор фирмы-провайдера, что облегчает работу пользователя. Важным преимуществом такого подсоединения является возможность установки в локальной сети своего информационного сервера (например, WWW-сервера), что невозможно при других вариантах подключения.

Возможный вариант подключения локальной сети к Интернету показан на рис. 13.2 (сервер непосредственно подключается к сети Интернет).

Вариант соединения по коммутируемой модемной линии (dial-up) можно рекомендовать как для отдельных компьютеров, так и для не требующих постоянно- ro подключения к Интернету локальных сетей. Этот вариант предусматривает временное подключение к серверу доступа провайдера по обычной телефонной линии путем «дозвона» до этого сервера и последующей регистрации, требующей ввода имени пользователя и пароля. После такой регистрации компьютер пользователя оказывается полностью подключенным к сети Интернет в течение всего времени поддержания телефонной связи. Во время этого соединения пользователь обладает такими же возможностями, что и при первом варианте подключения, но подключение по коммутируемой линии обходится гораздо дешевле. Это сейчас наиболее распространенный вариант.

При использовании цифровых каналов связи ISDN и асимметричных цифровых каналов ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) обеспечиваются более высокие скорости передачи, но эти соединения требуют наличия более дорогого цифрового модема и достаточно сложной его настройки. По каналам ISDN передача может происходить со скоростью 64 — 1920 Кбит/с, а по линиям ADSL — прием данных из Интернета со скоростью от 32 Кбит/с до 8 Мбит/с, передача данных из компьютера со скоростью от 32 Кбит/с до 1 Мбит/с.

Дистанционный терминальный доступ к хост-компьютеру подразумевает использование режима удаленного терминала этого компьютера посредством соединения с последним по телефонной линии. В этом варианте передается только текстовая информация, поэтому пользователь имеет ограниченные возможности общения с сетью.

Наконец, следует отметить недавно еще экзотический, а сегодня уже вполне реальный вариант подключения к Интернету по радиоканалу. В этом случае у провайдера устанавливается беспроводный сетевой мост (например, ARLAN 640, обеспечивающий радиосоединение неограниченного числа клиентских радиомодемов на расстоянии до 7 км).

У клиентов устанавливаются сетевые радиоадаптеры (внешний ARLAN 630, обеспечивающий скорость передачи до 2 Мбит/с, или внутренний ARLAN 655, подключаемый непосредственно к системной шине вашего компьютера, имеющий драйверы для работы под Windows и обеспечивающий скорость передачи 630 Кбит/с) и направленная радиоантенна. Достоинства Интернета без проводов:

● высокая скорость передачи данных;

● обеспечение мобильной связи с сетью (можно передвигаться на машине с места на место, не теряя связи).

Часто используется более дешевая и  асимметричная связь. С провайдером для передачи данных из компьютера соединение выполняется по низкоскоростной коммутируемой телефонной линии dial-up, для приема данных из Интернета — по высокоскоростной радиолинии через спутниковую антенну «тарелка». Такая асимметричность вполне оправданна, так как по статистике передача данных из компьютера составляет обычно меньше 10% трафика.

Развивается и вариант подключения к сети Интернет по каналам связи кабельного телевидения — кабельный модем использует имеющийся коаксиальный 75-омный

телевизионный кабель, обеспечивая при отличном качестве скорость передачи данных по каналу из Интернета абоненту до 30 Мбит/с, в обратном направлении- до 10 Мбит/с. Наконец, разрабатываются модемы для силовых линий, по которым доступ в Интернет будет возможен по линиям электропитания компьютера. Для подключения к Интернету следует:

 ● выбрать провайдера;

● установить, подключить и настроить модем;

 ● настроить операционную систему;

● установить и настроить прикладные программы для работы в сети.

Первое, что следует сделать, — это выбрать фирму, предоставляющую услуги по доступу в Интернет.

Сейчас в России действуют множество провайдеров, в каждом крупном городе их до нескольких десятков: они, как правило, известны по публикациям в компьютерной литературе, рекламе, выставкам и т. д. Цены на подключение компьютера к сети и обслуживание, технические и сервисные возможности у них разные. Следует тщательно оценить такие, например, важные параметры, характеризующие деятельность провайдера, как:

● стоимость регистрации, абонентская плата, плата за время соединения;

● наличие скидок, в том числе за работу в ночное время, и их размер;

● вид и пропускная способность сетевых каналов провайдера (от нее зависит реальная скорость работы в Интернете);

● степень загруженности модемов провайдера (насколько легко до него дозвониться);

● качество телефонных каналов и тип АТС, обслуживающей провайдера;

● уровень технического обслуживания клиентов, возможность выезда специалиста провайдера к клиенту по вызову, условия получения бесплатных и платных консультаций и других услуг.

С выбранным провайдером следует заключить официальный договор на обслуживание. Все отношения с провайдером строятся на основе этого договора, в котором перечисляются выполняемые им работы и услуги и оговаривается их стоимость.

Следует иметь в виду, что в ряде случаев при заключении договора на специализированных компьютерных выставках (в рекламных целях) или при покупке нового компьютера, например, многие фирмы-провайдеры подключат компьютер к сети Интернет бесплатно, предоставят дополнительные льготы при обслуживании, вплоть до бесплатной установки и настройки модема, операционной системы и прикладных программ для работы в сети. Подобный комплексный льготный сервис на Западе получил название «Internet-in-а Вох». При таком обслуживании, купив новый обустроенный провайдером компьютер, вы просто подключаете его к телефонной розетке и начинаете работать в Интернете.

Весьма важная процедура при решении задачи подключения к сети Интернет выбор модема. Сейчас приходится выбирать из большого количества разнообразных качественных и современных моделей модемов, предлагаемых на рынке. Характеристики этих модемов и их сравнительный анализ регулярно приводятся в многочисленных компьютерных публикациях.

Основные моменты процедуры выбора модема:

● узнать у специалистов провайдера, модем какой марки и в каких торговых фирмах следует приобрести: как правило, наилучший результат по скорости и надежности работы достигаются при установке у вас модема той же марки, что и у провайдера;

● обсудить с представителем провайдера характеристики вашей телефонной линии, имея в виду, что труднопреодолимыми препятствиями при использовании некоторых модемов могут стать: спаренность телефона, наличие высокочастотных телефонных разделителей, зашумленность телефонной линии, вид учрежденческой АТС и т. д.

Для подключения модема к телефонной сети следует сделать подводку телефонной линии поближе к компьютеру, приобрести, установить подсоединить параллельно существующему телефону телефонный штекер стандарта RJ-ii. У этой розетки 4 клеммы, к двум центральным из них и следует подключить телефонные провода, причем полярность подсоединения безразлична.

Когда модем приобретен и установлен, наступает наиболее сложный для большинства будущих клиентов Сети этап — настройка операционной системы (например, настройка коммуникационных средств Windows) и установка прикладных программ взаимодействия с сетью (программ электронной почты, передачи файлов, просмотра серверов World Wide Web и т. д.). Если y  вас нет достаточно- ro опыта конфигурирования программного обеспечения компьютеров, то лучше эту работу поручить специалистам- фирмы провайдера, пригласив их к себе в офис, либо отвести системный блок вашего ПК в фирму.

Программы электронной почты и передачи файлов (FTP) чаще всего предоставляются провайдером бесплатно.

В качестве программ просмотра web-серверов (их называют браузерами) в основном сейчас используются программы MS Internet Explorer, Netscape Navigator и Opera.

В стремлении популяризовать собственные программные продукты, корпорации Microsoft и Netscape Communications предлагают программы-обозреватели пользователям бесплатно. Все эти программы, включая их новейшие версии, вы сможете загрузить самостоятельно непосредственно из Сети и при этом совершенно «за так». Надо также иметь в виду, что основной язык общения в Интернете— английский, правда, в последние годы появились программы, обеспечивающие как русскоязычный диалоговый интерфейс, так и синхронный перевод web-страниц на русский язык. Вот на это и следует обратить внимание при выборе версии браузера — лучше, чтобы она была русифицированной. Все выпускавшиеся ранее версии браузера Netscape (ранее называвшиеся Netscape Navigator и Netscape Communicator) не были официально локализованы для России, в отличие от программ Microsoft.

Базовые пользовательские технологии работы в Интернете

До недавнего времени «три кита» обусловливали популярность Интернета: а электронная почта (е-mail), позволяющая в считанные минуты переслать сообщение из одного пункта Сети в другой, удаленный на десятки тысяч километров. При этом электронное письмо может содержать как текстовые, так и звуковые, и графические, и программные файлы; может отправляться в любое время дня и ночи, доставляться до востребования в «электронный почтовый ящик» (вплоть до сообщений самым высокопоставленным государственным и деловым деятелям); посылаться сразу по многим адресам (при рекламе товара, например); по электронной почте, используя сеть USENET, можно получать самые свежие мировые новости, читать сообщения в телеконференциях и участвовать в проходящих там обсуждениях; можно совершать бизнес- сделки (заказывать товар и оплачивать его);

● служба FTP (Ие Transfer Protocol — протокол передачи файлов), позволяющая перемещать файлы с одного компьютера на другой;

● служба Telnet, обеспечивающая интерактивный доступ к удаленному компьютеру.

Но причинами наиболее стремительного взлета популярности сети Интернет, по всей видимости, стали:

● возможность работы с этой сетью не с помощью командной строки ОС UNIX, а используя программы Windotes и средства мультимедиа;

●появление технологии WWW (World Wide Web — Всемирная паутина, или, иначе, всемирная информационная сеть).

WWW позволяет не только путешествовать по всему свету, наслаждаясь достоинствами мультимедийных технологий, удобно использовать все средства Сети, но и, что особенно важно, углубленно погружаться в избранную проблему с помощью технологии гипертекста. Функции, частично аналогичные WWW, выполняет технология Gopher, но в ней применена концепция меню. В меню перечисляется информация по различным темам, подобно тому, как это делается в оглавлении. Строка меню представляет либо тематические подменю, либо файлы. Таким образом пользователи могут легко найти, а выбрав строку меню, и прочитать, файлы, имеющиеся на серверах сети, где бы они не находились. Gopher поддерживает разные типы файлов — текстовые, звуковые, программные и т. д.

Прежде чем рассмотреть некоторые технологии более подробно, познакомимся с укрупненной классификацией услуг, предоставляемых Интернетом.

Услуги Интернета можно условно разделить по временному интервалу получения информации на сервисы отложенного ответа, сервисы непосредственного прямого обращения и сервисы интерактивного взаимодействия.

Услуги, относящиеся к группе отложенного ответа, наиболее распространены (режим offline), они универсальны и наименее требовательны к ресурсам компьютера и к каналам связи. Основной признак этой группы — запрос и ответ на него (получение информации по запросу) могут быть существенно разделены во времени.

Услуги прямого обращения характеризуются тем, что информация по запросу возвращается немедленно, но от получателя информации неотложной реакции не требуется — он может прочитать ее в любой удобный для него момент времени. Интерактивные услуги подразумевают безотлагательное получение ответа на запрос и требуют незамедлительной реакции на полученную информацию.

Передача файлов с помощью протокола FTP

Протокол передачи файлов Ие Transfer Protocol (FTP) позволяет пересылать файлы с одного компьютера на другой. С помощью этого протокола можно осуществлять процесс обмена массивами данных: текстовыми и программными файлами. Например, можно, и часто бесплатно, получать новейшие компьютерные программы; на сервере библиотеки Ватикана доступен любой из более 200 файлов с рукописями, картинами, книгами и многое, многое другое.

Посредством FTP-соединения компьютер пользователя получает доступ ко многим файлам и программам, хранящимся на других компьютерах, подключенных к сети, в частности на FTP-серверах.

FTP-сервер — компьютер, на котором содержатся файлы, предназначенные для открытого доступа. FTP-серверы предлагают доступ либо анонимным пользователям — всем, кто обращается в Интернет, либо исключительно клиентам, имеющим полномочия доступа.

Программа FTP-клиента не только реализует протокол передачи данных, но и поддерживает набор команд, которые используются для просмотра каталога FTP- сервера, поиска файлов и управления перемещением данных.

Функции доступа к FTP-серверам реализованы и в обычном прикладном ПО (например, Windows Commander или веб-браузеры). Для установки связи с FTP- сервером пользователь должен включить в URL префикс ftp, а затем IP-адрес или доменный адрес этого сервера. Если связь установлена, появится приглашение ввести имя пользователя. Пользователь, не зарегистрированный на сервере (не имеющий на нем специальных прав доступа), вправе представиться под именем anonymous, и он получит доступ к определенным файлам и программам. Если будет запрошен пароль, можно ввести адрес своей электронной почты.

Итак, существует универсальное соглашение: если вы не претендуете ни на что, кроме общедоступных файлов, следует:

● на запрос login ввести anonymous;

● на запрос password ввести свой электронный адрес.

Поступившее после выполнения этих процедур приглашение позволяет работать с FTP-сервером.

Если вы хотите предоставить для всеобщего ознакомления какую-либо информацию (рекламу, новые программы, статьи и т. п.), нужно организовать на своем

компьютере, подключенном к Интернету, сервер FTP с анонимным доступом. Сделать это достаточно просто, поэтому такие серверы получили самое широкое распространение: практически все, что может быть предоставлено пользователям в виде файлов, доступно с серверов FTP с анонимным доступом.

Существуют тысячи FTP-узлов, позволяющих работать анонимному пользователю, но как их найти? Существенную помощь при работе с FTP в этом плане может оказать программа поиска файлов Archie университета McGill в Канаде. Есть три варианты работы с Archie: через сеанс Telnet, запустив локально установленный клиент (для UNIX) или по электронной почте. Указав Archie критерий поиска, вы получаете список просканированных FTP-серверов, которые могут предоставить вам нужный файл.

Telnet — программа работы с удаленным компьютером

Программа Telnet, разработанная для UNIX (но поддерживаемая всеми современными версиями Windows), позволяет установить связь с удаленным компьютером и использовать его в интерактивном режиме. Если доступ к этому компьютеру разрешен, то вы можете работать с ним, как если бы находились непосредственно перед его экраном. То есть программа Telnet позволяет в некоторых случаях пользователю общаться с удаленным компьютером, как со «своим», и временно получить в свое распоряжение все его ресурсы. Тысячи компьютеров доступны для выполнения самых разнообразных задач абсолютно всем и в любое время, а для доступа на тысячи других компьютеров нужно заранее договориться о получении права на вход (имени и пароля).

Telnet и более современная программа Remote Access эффективно используются при организации «домашних офисов», то есть для надомной работы специалистов. Для справки: в 1994 году 37 млн. американцев работали на дому в своих домашних офисах, а по прогнозу к концу 2000 года количество таких специалистов должно было превысить  млн. человек.

Работать с удаленным компьютером следует в обычной последовательности. Для установления соединения с нужным компьютером-сервером нужно вызвать на исполнение программу Telnet (ввести команду Telnet) и указать в командной строке адрес этого компьютера. В процессе соединения хост-компьютер запрашивает имя пользователя. Для работы в удаленной системе пользователь должен иметь там права доступа. Если вам предоставлены права доступа к этому компьютеру, в ответ на запрос «login:» следует ввести свое имя, а затем на запрос «password: » ввести известный вам пароль. Если таких прав нет, то вы все равно сможете работать с общедоступными программами. Например, в электронном справочнике по библиотечным информационным системам вы найдете указания типа teinet to такой-то адрес, login=library и т. п.

После успешного подключения к компьютеру пользователь должен указать тип терминала. В свою очередь, компьютер-сервер обычно предписывает пользователю способ вызова справочной информации. Работа с удаленным доступом может вестись в «прозрачном» режиме, когда программы на сервере и у клиента только обеспечивают протокол соединения (вы используете команды своего компьютера, а программа Telnet становится как бы невидимой или «прозрачной), и в командном, когда клиент получает в свое распоряжение набор команд сервера. Следует заметить, что из соображений безопасности намечается тенденция сокращения числа узлов Интернета, позволяющих использовать Telnet для подключения к ним. Чаще всего доступны для работы программы Telnet серверы, содержащие:

● библиотечные каталоги;

● электронные доски объявлений.

Электронные доски объявлений

Электронные доски объявлений (Bulletin Board System — BBS) часто существуют и независимо от Интернета — это компьютеры, к которым можно подсоединиться с помощью модемов через телефонную сеть. Подобно настоящей доске объявлений, BBS является местом, куда стекается вся подлежащая обмену информация. С помощью BBS можно опубликовывать объявления для общего ознакомления, отправлять сообщения отдельным лицам или оставлять на «доске» информацию, которую адресат может забрать в любое удобное для него время. BBS содержат доступные для копирования файлы, позволяют проводить дискуссии, участвовать в различных играх и имеют свою систему электронной почты. Самой крупной и известной системой электронных досок объявлений является система CompuServe. Она насчитывает около двух миллионов пользователей. Для расширения своих возможностей CompuServe подключается к Интернету и предоставляет своим пользователям право доступа к службам Интернета.

Появление большого числа BBS с, организованными на них локальными телекоммуникационными системами привело к потребности межсистемного обмена электронной почтой, файлами, электронными телеконференциями. В результате было создано программное обеспечение и определены правила работы глобальной телекоммуникационной сети FIDONET. Создание сети FIDONET, позволило объединить тысячи локальных почтовых ящиков BBS и создать для них единую систему электронной почты. Несмотря на относительную дешевизну обслуживания, ни одна из диалоговых систем BBS не может дать пользователям тех возможностей, которые предоставляет сеть Интернет.

Телеконференции USENET

Дальнейшим развитием электронной почты является «электронная газета», подписчики которой одновременно могут являться и ее корреспондентами. Такая «газета» получила широкое распространение в Интернете под названием системы телеконференций.

В системе телеконференций, в отличие от электронной почты, основным режимом является посылка сообщения не конкретному абоненту, а целой группе лиц (всем желающим). Механизм передачи сообщения в этом варианте похож на распространение слухов: каждый узел сети, узнавший что-то новое (получивший новое сообщение), передает новость всем «знакомым» узлам — всем тем узлам, с которыми он обменивается новостями. Таким образом, отправленное сообщение распространяется, многократно дублируясь, по Сети и достигает за довольно короткий срок всех участников системы телеконференций во всем мире.

Информация телеконференции (группы новостей) формируется из новостей, сообщений-статей, посылаемых абонентами сети. Первоначально система USENET (User's Network) была автономной системой, разработанной для перемещения новостей между компьютерами по всему миру. В дальнейшем она полностью интегрировалась в сеть Интернет, и теперь Интернет обеспечивает распространение всех ее сообщений. Для реализации этой технологии в сети имеется служба USENET. Телеконференции — это дистанционное общение групп специалистов, обсуждающих ту или иную проблему. Телеконференции разделяются по тематическим разделам. В системе телеконференций USENET есть группы новостей, посвященные практически любой области человеческой деятельности. В настоящее время число тем телеконференций, распространяемых по всему миру, превысило 5000. Новостные группы организованы по иерархическому принципу и для верхнего уровня выбраны семь основных рубрик. В свою очередь каждая из них охватывает сотни подгрупп. Образуется древовидная структура, напоминающая организацию файловой системы. Из числа основных рубрик следует выделить:

● совр — темы, связанные с компьютерами;

● sci — темы из области научных исследований;

● пемз — информация и новости USENET;

● soc — социальная тематика;

● talk — дискуссии.

Существуют, кроме того, специальные рубрики и региональное разделение телеконференций.

Управляет работой службы USENET специальная программа, позволяющая выбирать телеконференции, работать с цепочками сообщений и читать сообщения и ответы на них. В настоящее время средства работы с телеконференциями встроены во многие почтовые клиенты, например в Outlook Express.

Эта программа выполняет и такую функцию, как подписка на телеконференции. Пользователь может сделать тематический выбор, и программа обеспечит пользователя сообщениями по интересующему его направлению. Если пользователь не вводит никаких ограничений, то по умолчанию производится подписка на все телеконференции, с которыми имеет связь его хост-компьютер. При участии в какой-либо телеконференции в автономном режиме (offline) любой абонент вправе направить туда свое сообщение по интересующей его теме. Существуют два способа выполнения этой процедуры:

● посылка непосредственного ответа автору статьи по адресу его электронной почты;

● предоставление своего сообщения в распоряжение всех участников телеконференции.

В интерактивном режиме (online) телеконференция по подсети WWW может проводиться в реальном времени. Все ее участники одновременно находятся у своих компьютеров и в процессе общения имеют возможность:

● показывать партнерам тексты, изображения;

● вести аудио- или видеодиалог (видеодиалог в системах видеоконференций, имеющих каналы связи и модемы с высокой пропускной способностью, и мультимедийные компьютеры, оборудованные видеокамерой);

● пользоваться дистанционным указателем для выделения на экранах нужных частей изображения;

● управлять пересылкой файлов и сообщений.

Аудио- и видеоконференции позволяют непосредственно обмениваться по сети  звуковой и визуальной информацией. Вы можете разговаривать с любым пользователем Сети, передавая не только скупые текстовые сообщения, но и голос,  изображение. Для этого нужно иметь соответствующие программы и технику. Для  голосовой связи нужна звуковая карта (sound card), микрофон, звуковые колонки или наушники; для видеообщения требуются плата видеозахвата и видеокамера. Можно использовать, например, программы: Net2Phone (фирмы Netscape)  аудиотелефон, NetMeeting (корпорации Microsoft) поддерживает общение голосом, видео, текстовыми и графическими файлами. Коммуникатор NetMeeting позволяет общаться в сети (не только в сети Интернет, но и в ЛВС, например, под управлением Windows) сразу с несколькими пользователями, совместно разделять некоторые ресурсы компьютера, в том числе общими усилиями создавать сложный графический документ.

Службы прямого общения пользователей

Служба Web Chat (веб-чат, чат — комната для бесед) обеспечивает прямое общение пользователей в режиме реального времени в специальных чатах Интернета. Можно открыть страницу по адресу чата (например, http: //www.chat.ru), выбрать себе раздел для общения (спорт, «тусовка» и т. д.) и зарегистрировать этом разделе имя (nickname — псевдоним), под которым вы будете фигурировать в чате. Можно завести еще и пароль, чтобы никто не посмел войти в чат  под вашим именем. После регистрации вы попадаете на страницу чата с репликами присутствующих в «беседке» и полем для ввода своих текстов. То есть на  этой странице вы можете читать, что пишут другие участники чата, и набирать свои тексты. Сообщения допускается отправлять всем участникам или конкретному пользователю так, что прочитать информацию будет способен только он. Для контактов на английском языке общения можно выбирать весьма удобные и эффектные интерфейсы, для русскоязычного общения существующие на сегодняшний день средства интерфейса существенно проще. Никаких программ, кроме браузера, запускать на своем компьютере не нужно. Именно поэтому эта "" технология общения пользуется очень большой популярностью.

Служба IRC (Internet Relay Chat) предназначена также для прямого общения пользователей в режиме реального времени. Эту службу часто называют чат- конференциями или просто «болтовней». В отличие от телеконференций, которые открыты всему миру, в чате общение происходит между пользователями в пределах одного канала. Работа с IRC осуществляется с помощью специальной программы-клиента, например программы MIRC или VisualIRC. При запуске эта программа выходит на связь с ближайшим IRC-сервером. Все IRC-серверы связаны друг с другом, и, соединившись с одним из них, вы оказываетесь в едином «IRC-пространстве», разделенном на каналы по тематическому принципу. Любой пользователь вправе, очутившись внутри этого пространства, пройтись по активным каналам, послушать, о чем там говорят, и присоединиться к одному из открытых в данный момент каналов. Несколько собеседников могут отделиться из общего канала и закрыть его для доступа (и прослушивания) других пользователей. Любой человек может создать свой канал и пригласить в него для беседы интересующих его людей. Темы, обсуждаемые в чате, не менее разнообразны, чем в телеконференциях, и они более злободневны. IRC оперативные, чем USENET, реагирует на последние события в мире. Разговоры в IRC чаще всего ведутся на английском языке, но можно выбрать и русские чаты. Все каналы IRC имеют имена-идентификаторы, начинающиеся с символа #, имена русских чатов: #russia и #russian.

Служба ICQ предназначена для обмена короткими текстовыми сообщениями между пользователями, одновременно находящимися на связи (интернет-пейджер). Она также выполняет поиск IР-адреса пользователя, подключенного в данный момент к Сети. Необходимость такой функции связана с тем, что большинство компьютеров, работающих в Интернете, не являются хост-компьютерами и не имеют постоянного сетевого адреса. На время сеанса работы этим компьютерам назначаются временные (динамические) адреса. Этот временный адрес назначает тот хост-компьютер, через который реализуется вход в сеть Интернет, и в каждый отдельный сеанс работы временный адрес может быть иным, заранее неизвестным. При каждом подключении пользователя к сети Интернет программа клиент), запускаемая на компьютере, определяет его временный адрес и сообщает его на центральный ICQ-сервер (http://www.icq.corn). Если пользователь уже зарегистрировался на этом сервере, то ему был присвоен персональный идентификационный номер UIN (Universal Internet Number), который пользователь должен был сообщить своим партнерам по контактам. И любой партнер, знающий этот UIN и являющийся клиентом службы ICQ, может через данную службу отправить другому человеку предложение установить с ним связь (технология «интернет-пейджера»). Программа  предоставляет каждому клиенту возможность выбора режима контактов: «готов к контакту», «прошу не беспокоить, но готов принять сообщение», «закрыт для контакта» и т. д. После установления контакта диалог пользователей осуществляется в режиме, подобном IRC. Клиент 1С() может узнать, кто из его партнеров сейчас работает в Сети, может посылать и принимать текстовые сообщения и файлы, и, естественно, вести диалог. Сообщение найдет пользователя, даже если он в данный момент не работает в Сети. Аббревиатура ICQ является своеобразной транслитерацией выражения «I seek you» — «Я ищу тебя», и на сетевом жаргоне эта служба именуется «Аськой». 1С() стала настолько популярной, что в Интернете появилось много сайтов (например www.icq.ru), на которых можно искать собеседников по интересам.

Электронная почта

Электронная почта (е-mail) обеспечивает оперативную передачу сообщений из одного пункта Сети в другой, но является типичным видом услуг отложенного ответа. Отправлять и получать сообщения по этой почте можно в любое время дня и ночи. Важное достоинство электронной почты заключается в том, что удаленность адресата практически не играет никакой роли с точки зрения не только скорости доставки, но и ее стоимости (оплачивается лишь время подключения провайдером вашего компьютера к сети Интернет, естественно, по расценкам провайдера).

Электронное письмо приходит сразу же после его отправления и хранится в почтовом ящике (выделенном месте на хост-компьютере) до получения адресатом. Кроме текста оно способно содержать графические, звуковые и видеофайлы, а также программы. Электронные письма могут отправляться сразу по нескольким адресам. Пользователь Интернета с помощью электронной почты получает доступ к различным услугам Сети, так как основные сервисные программы Интернета имеют интерфейс с данной службой. Суть используемой при этом технологии заключается в том, что на хост-компьютер отправляется запрос в виде электронного письма. Текст письма содержит набор стандартных фраз, которые и обеспечивают доступ к нужным функциям. Такое сообщение воспринимается компьютером как команда и выполняется им.

Для работы в режиме обмена корреспонденцией по электронной почте необходимы специальные программы. Существуют два основных стандарта е-mail:

● Simple Mail Transfer Protocol (SMTP), разработанный IETF (Internet Engineering Task Force);

● Х.400, созданный International Telecommunications Union.

Стандарт SMTP привлекателен простотой, дешевизной, множеством сервисных функций и вследствие этого получил чрезвычайно широкое распространение, в частности в сети Интернет. Существует также протокол POP3 (Post Of6ce Protocol), отличающийся от SMTP в основном тем, что в этом варианте клиент работает с программой, установленной на сервере провайдера, а не на своем компьютере. Стандарт Х.400 отличается строгостью, жесткой стандартизацией, наличием коммерческих операторов с гарантированным уровнем сервиса, поддержкой большого числа национальных кодировок. Этот стандарт ввиду названных особенностей пользуется большой популярностью среди государственных организаций всего мира при работе, в частности, по правительственным телекоммуникационным линиям.

В принципе, солидная фирма должна внедрить у себя оба вида почты. Х.400, как более предсказуемая в своем поведении и надежная (но более дорогая), может служить для ответственных «денежных» приложений, в то время как почта Интернета, работающая по стандартам SMTP и POPИ, будет применяться как более дешевое, но менее надежное средство.

Из множества программ электронной почты, работающих под управлением Windows в стандартах SMTP/РОРЗ, можно назвать, например:

● Outlook Express, используемая совместно с браузером MS Internet Explorer,

● Netscape Mail, входящая в состав пакета Netscape;

● популярная в России The Bat молдавской компании RIT ;

● Mail, HotMail, Hotbox и другие бесплатные почтовые серверы в Интернете; 

● офисное приложение Microsoft Outlook;

● dMail компании «Демос»;

● «МиниХост Интернет Клиент» компании «Суперфизика»;

● AllegroMail компании Duke Software Solutions;

● Eudora компании Qualcomm (одна из первых е-mail программ) и многие другие. Почти все эти программы выполняют следующие функции:

● подготовку текста сообщения;

● отсылку и прием корреспонденции;

● чтение и сохранение корреспонденции;

● удаление сообщений;

● ввод адреса (адресов) корреспондента;

● включение в создаваемые сообщения вложений — текстовых, графических файлов, аудио- и видеофайлов;

● вставку в сообщение электронной подписи или визитной карточки отправителя;

● ведение электронной адресной книги;

● комментирование и пересылку полученной корреспонденции другим абонентам;

● поиск нужной корреспонденции по заданным критериям;

● импорт (прием и преобразование текста в нужный формат) других файлов;

● отложенную отправку почты;

● рассылку корреспонденции по нескольким адресам;

● периодическую проверку новой почты;

● управление модемом для установления IP-соединения;

● сортировку сообщений по «папкам».

Вот, например, фрагмент сообщения почтовой службы Hotbox.ru о своих услугах  (рис. 13.3).

Следует заметить, что, хотя сообщения можно составлять и в собственном текстовым редакторе программы электронной почты, из-за ограниченности его возможностей обработку текстов большого размера лучше выполнять внешним редактором. При отправке такого текста программа электронной почты имеет возможность его скорректировать (например, произвести проверку орфографии).

Обычно программы электронной почты пересылают тексты в кодах ASCII, Unicode и в двоичном формате. Код ASCII позволяет записывать только неформатированный (plain) текст и не дает возможности передавать информацию об особенностях национальных шрифтов. Unicode может отражать национальные символы и знаки иероглифических систем. Для передачи комбинированных сообщений (графика и текст), а также для передачи программ используются двоичные файлы. Следует иметь в виду, что при участии в дискуссиях или в составлении рассылочных списков необходимо оформлять сообщения в кодах ASCII, которые понимает любой почтовый клиент. Сообщения, записанные другими программами, можно отправлять, точно зная, что у корреспондента есть такая же программа.

Специальный стандарт MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions — многоцелевое расширение почты Интернета), поддерживаемый всеми вышеназванными программами, позволяет вкладывать в символьные сообщения любые двоичные файлы, включая графику, аудио- и видеофайлы. При отправке сообщений по е-mail необходимо указывать в адресе не только имя хост-компьютера, но и имя адресата, которому сообщение предназначено. Для каждого пользователя на хост-компьютере может быть заведен свой каталог для получения сообщений по электронной почте. Формат адреса электронной почты должен иметь вид.

Пользователь, имеющий выход в Интернет, может также отправлять электронную почту и по адресам других сетей, подключенных к нему с помощью шлюзов. В этом случае необходимо учитывать, что различные сети применяют различную адресацию пользователей. Посылая сообщение по электронной почте в другую, сеть, следует учитывать принятую там систему адресации.

Последовательность процедур для организации передачи информации по электронной почте:

● установить связь со своим хост-компьютером;

● запустить программу управления электронной почтой (например, щелкнуть  на рабочем столе на ярлыке Outlook Express или воспользоваться командой в главном меню);

● в диалоговом окне Outlook Express (рис. 13А) нажать кнопку Создать сообщение или выполнить команду меню Сообщение Создать;

● в появившемся диалоговом окне (рис. 13.5) в поле Кому указать через точку с запятой доменные адреса (адрес) электронной почты получателей (получателя);

● в поле ввода Копия перечислить через точку с запятой адреса электронной почты всех получателей, кому должна быть доставлена копия сообщения;

● в поле Тема описать краткое содержание сообщения;

● в рабочем области ввести текст сообщения;

● вставить в сообщение электронную подпись, выполнив команду Вставка Подпись. Электронная подпись содержит обычно ФИО отправителя, его должность, название фирмы, телефон и т. д., но может включать в себя и оригинальный придуманный автором текст. Электронная подпись подготавливается заранее и хранится в папке. Создать ее праще всего по команде Сервис» Параметры, и на вкладке Подписи нажать кнопку Создать;

● если нужно, прикрепить файл вложения с помощью команды Вставка > Вложение файла или нажатием соответствующей кнопки на панели инструментов с последующим выбором вкладываемого файла. Файл-вложение может быть любым созданным заранее файлом (текстовым, графическим, исполняемым и т. д.);

● «положить» созданное письмо в папку Исходящие, нажав на панели инструментов кнопку Отправить;

● отправить сообщение по электронной почте из папки Исходящие нажатием кнопки Доставить сообщение.

Через несколько секунд ваше сообщение поступит хост-компьютеру получателя по указанному адресу.

Адреса всех получателей могут быть введены вручную, либо взяты из адресной книги. Чтобы воспользоваться имеющейся адресной книгой, следует выполнить команду Сервис  Выбрать получателей. В появившемся окне из списка выбрать нужных получателей, сопровождая выбор любого из них для указания категории получателей последующим нажатием клавиш: Кому, Копия, Скрытая копия. К категории «Скрытая копия» следует отнести тех получателей, отсылку дубликата в чей адрес требуется сохранить в тайне.

Последовательность процедур для получения поступившего в ваш адрес сообщения:

● установить связь со своим хост-компьютером; О запустить программу управления электронной почтой (например, щелкнуть на рабочем столе на ярлыке Outlook Express или воспользоваться командой в главном меню);

● в диалоговом окне (см. рис. 13.4) открыть папку Входящие. В этой папке находятся все сообщения, поступившие в адрес пользователя.

В отведенной для этого области окна появится список всех поступивших сообщений (еще не прочитанные сообщения помечены — обычно выделены жирным шрифтом или сопровождаются словом new). В списке сообщений будут указаны: порядковый номер сообщения, отправитель, дата и время получения, а также строка «содержание» (тема), заполненная отправителем. Чтобы прочитать нужное сообщение, следует дважды щелкнуть на нем левой кнопкой мыши. Последовательность действий для ответа на полученное сообщение.

● В диалоговом окне (см. рис. 13.4) нажать кнопку Ответить или выполнить команду Сообщение» Ответить отправителю. Откроется окно создания сообщения, но в строке Кому уже будет находиться адрес инициатора сообщения, на которое создается ответ, а в строке Тема — тема исходного сообщения с префиксом Re (что означает Reply — ответ). В строке Копия можно добавить адреса, по которым направятся копии ответа. В рабочем поле будет виден текст исходного сообщения (его можно подсократить или, согласно сетевой этике, сохранить только отдельные цитаты), к которому следует добавить текст ответа.

● Нажатием кнопки Отправить ответ отсылается по указанным адресам. Сообщение электронной почты, пересылаемое по сети, состоит из трех частей:

● кодового конверта;

● заголовка;

● тела сообщения — текста сообщения с вложением. Существуют два основных стандарта оформления заголовка: стандарт RFC 822 и стандарт MIME. Стандарт RFC-822 был у истоков электронной почты и закрепил соглашение о формате электронного письма и его управляющих заголовках, в расчете на простой текст. Но пользователи захотели писать письма в национальных кодировках, пересылать графику, программы и др. В результате, после других неудачных попыток, появился стандарт MIME, описанный в RFC 1341 и принявший окончательную форму в RFC 1521, который регламентирует формат заголовка и тела сообщения, а также возможности использования в нем информационных элементов различного типа.

Заголовок сообщения в основном стандарте RFC 822 структурирован и может иметь следующие основные поля:

● Date — дата и время отправления;

● From — электронный адрес отправителя и его имя (имя не обязательно);

● Subject — тема сообщения, если это ответ на другое сообщение, то добавляется префикс Re;

● Sender — автор сообщения, если автор и отправитель не одно лицо;

● То — электронный адрес и имя (необязательно) получателя (получателей) сообщения;

● cc (carbon сору) — электронные адреса и имена получателей копии сообщения, от которых ответ на сообщение не ожидается, а копии посылаются им «для сведения»;

● bcc (blind carbon сору) — электронные адреса и имена скрытых получателей копии сообщения, которые не следует афишировать;

● Resent-То — электронный адрес и имя корреспондента, которому подготавливается ответ;

● In-Reply-To: — исходное сообщение в иерархии «в ответ на ответ на сообщение»;

●Message-ID: — уникальный идентификатор письма, генерируемый почтовой программой отправителя;

● Return-Receipt-to: — указывается необходимость уведомления о доставке;

● Content-Туре: — тип содержимого письма (в терминах стандарта MIME);

● Content-Transfer-Encoding —. указывается формат символов, которые могут использоваться в теле письма (в терминах стандарта МАМЕ);

● Comments — произвольный комментарий;

● User-Defined-Fields — произвольно заполняемые поля для совместимости с другими почтовыми системами;

● несколько полей Received: почтовые штемпели (электронный адрес, дата и время прохождения) узлов связи (почтовых серверов), которые миновало сообщение.

Имена полей должны заканчиваться двоеточием. Обязательными полями в этом перечне являются только поля: Date, From, То, Subject и Message-

 Стандарт-расширение MIME позволяет перемешивать поля заголовка и поля тела сообщения, вследствие чего поля заголовка можно разделить на два вида: общие поля, записываемые в начале почтового сообщения, и локальные поля,  носящиеся к отдельным разделам сообщения. В общем заголовке указывается версия стандарта MIME-Version: 1.0.

Стандарт MIME определяет указываемые в поле заголовка Content-Туре семь типов данных, которые допускается использовать в теле письма:

● текст (text);

● смешанный тип (multipart), сочетание в сообщении разных типов данных;

● почтовое сообщение (message) — составное сообщение, которое может включать в себя данные даже из разных источников:

● графический образ (image), обычно в форматах GIF или JPEG;

● аудиоинформация (audio), обычно в формате MIDI-файлов;

● видеоинформация (video), обычно в формате MPEG;

● приложение (application) для передачи данных любого другого формата.

Итак, электронная почта способна заменить собой множество факсов и обычную почтовую доставку; электронная почта намного дешевле, чем привычная бумажная почта и факсимильная связь, и при этом обеспечивает практически почти мгновенные коммуникации.

Основные технологии работы в WWW

World Wide Web (WWW) — Всемирная паутина — является одной из самых популярных информационных служб Интернета.

Долгое время Интернет представлял собой лабиринт различных компьютерных сетей, по которым в основном передавались электронные сообщения. Новичок, не искушенный в тонкостях использования компьютерных команд и программ, чувствовал себя в этом лабиринте достаточно скованно и неуверенно. Новая технология, созданная по принципу «указал — нажал», в простой и наглядной форме научила пользователя четко формулировать свои запросы к сети и выбирать именно то, что ему нужно. Эта технология и реализуется World Wide Web.

Активный интерес большинства пользователей к средствам передачи информации в режиме реального времени возник с появлением именно этой технологии. За короткое время WWW превратила Интернет в информационную супермагистраль или «мировую информационную паутину». WWW — новая и сравнительно недорогая технология, которая позволила миллионам людей общаться между собой в режиме прямого диалога. По сети стали успешно передавать не только текстовые файлы, но и звук, графику и видеоизображения. Владельцы компьютерных баз данных и коммерческих сетей увидели в Интернете безграничный потребительский рынок и основной канал для распространения деловой информации, позволяющий им эффективно делать свой бизнес в виртуальном пространстве Сети.

Почему технология WWW названа «Всемирной паутиной» Во-первых, структура информационной сети согласно этой технологии содержит узлы, в которых расположены компьютеры: серверы и клиенты; их обычно называют, соответственно, web-серверами и web-клиентами. На начало 2001 года в Интернете имелось более 200 000 регулярно работающих web-серверов и около миллиона web-узлов. Располагаются эти компьютеры по всему миру, на всех континентах и во всех странах, поэтому Сеть действительно опутывает весь мир, создавая из него некий виртуальный город (или страну), до каждого компьютера- дома которого «рукой подать».

Во-вторых, в отличие от привычной большинству компьютерных пользователей древовидной иерархической структуры, логическая сеть WWW имеет структуру сложного графа, паутиновидную: нажав на выделенное (в основном цветом) слово или словосочетание, вы попадаете на нужный вам узел Всемирной паутины, минуя центр, которого в Сети просто не существует.

В-третьих же и в последних, поскольку корнями Интернет уходит в разработки американского Министерства обороны, были изначально оговорены надежность и неразрываемость связи по сети даже в условиях выхода из строя нескольких ее узлов. Поэтому информация по сети может передаваться от узла к узлу WWW самыми разными путями (за которыми и не следит никто, да и вряд ли возможно реально их отследить), теми, которые в этот миг свободны и надежны (явно просматривается аналогия возможного передвижения по физической паутине).

Три «кита» технологии WWW: а универсальный способ адресации ресурсов в сети URL;

● язык гипертекстовой разметки документов HTML (Hypertext Markup Language);

● протокол обмена гипертекстовой информации НТТР (Hypertext Transfer Protocol).

Гипертекстовые технологии Интернета

Web-серверы содержат информационные страницы, которые обычно называют web-страницами.

Особенность информации, представленной на web-с границах, состоит в том, что:

● она может быть представлена в различных вариантах в виде форматированного текста, графических, возможно, анимированных, изображений;

● она снабжена перекрестными ссылками для вызова нового текущего сервера, текущей страницы, текущего абзаца на странице.

Иными словами: страницы web-сервера условно могут быть разделены на два класса:

● собственно содержательные;

● страницы-посредники, служащие для обеспечения гипертекстовой связи. Передвижение в поиске нужной информации осуществляется с использованием гипертекстовых ссылок.