Подключение к Интернет

Слово Интернет происходит от выражения interconnected networks – связанные сети. История зарождения Интернет связана с созданием в США к концу 1969 г. сети ARPANET, связавшей четыре исследовательских центра, участвовавших в проекте по заказу Министерства обороны. В проекте ставились задачи проведения экспериментов в области компьютерных коммуникаций, разработки концепции децентрализованного управления узлами и изучение способов поддержания связи в условиях ядерной войны. Рождением Интернет принято считать 1983 г., в котором был осуществлён перевод ARPANET на протокол TCP/IP.

Коммуникационные компании, предоставляющие доступ к услугам Интернет, называются провайдерами (Internet Service Provider – ISP). Провайдеры имеют или арендуют высокоскоростные магистральные каналы (волоконно-оптические, радио- или спутниковые) для связи с другими провайдерами через точки доступа (Network Access Point – NAP) и создают так называемые опорные сети (бэкбоуны) с точками присутствия (Point of Presence – POP) для подключения пользователей.

Технология связи между абонентами и провайдером получила название технологии последней мили. При этом могут использоваться различные среды передачи. Рассмотрим возможные способы доступа.

Доступ по коммутируемой телефонной линии. В качестве среды передачи используется проводная линия оператора фиксированной телефонной связи, подключение к которой осуществляется с помощью модема. Провайдер также имеет модем, и не один, а несколько – так называемый модемный пул. Основной недостаток такого подключения – низкая скорость, не выше 56 Кбит/с и невозможность одновременной работы телефона и модема.

Этих недостатков лишена технология DSL (Digital Subscriber Line – цифровая абонентская линия), также использующая имеющуюся телефонную линию, но позволяющая обеспечить высокоскоростной доступ без создания помех использованию телефонной линии по прямому назначению. Наибольшее распространение получила асимметричная (ADSL – Asymmetrical DSL) технология, основанная на особенностях информационного обмена при работе в Интернет. Обычно объём получаемой из сети информации намного больше передаваемого пользователем в сеть. Теоретическая пропускная способность ADSL составляет 1 Мбит/с для передаваемого и 8 Мбит/с для принимаемого потока данных. Для подключения абонента к линии используется ADSL-модем. На стороне провайдера устанавливается мультиплексор доступа DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer), осуществляющий подключение всех абонентов к высокоскоростной линии.

Технология ISDN (Integrated Service Digital Network) использует цифровую передачу по выделенной, то есть не коммутируемой телефонной линии, соединяющей абонента и провайдера. Подключение осуществляется с помощью ISDN-адаптеров. Скорость – до 128 Кбит/с.

Сети кабельного телевидения также могут быть использованы для доступа в Интернет. Для подключения необходим кабельный модем, преобразующий данные таким образом, чтобы не мешать передаче телевизионного сигнала.

Существует технология DPL (Digital Power Line), использующая в качестве среды передачи бытовую электрическую сеть и позволяющая передавать пакеты данных со скоростью до 1 Мбит/с.

Для организации беспроводного доступа абонент может использовать радиомодем с антенной, направленной на базовую станцию провайдера. При использовании направленных антенн дальность связи может достигать 30 км, но только при условии прямой видимости. С использованием специального дорогостоящего оборудования можно реализовать технологию спутникового доступа в Интернет. Существует две разновидности организации высокоскоростного доступа в Интернет по спутниковому каналу: симметричная и асимметричная (только прием).

Операторы сотовой телефонной связи также предлагают услуги беспроводного мобильного доступа в Интернет.

Наибольшее распространение в России в настоящее время имеют сети стандарта GSM (Global System for Mobile communications), относящиеся к сетям второго поколения (2G – от англ. Generation). Соответствующие технологии доступа: CSD (Circuit Switched Data – схема коммутации данных, скорость передачи 9.6 Кбит/с); GPRS (General Packet Radio Service – общий сервис пакетной радиопередачи, 2.5G, 128 Кбит/с), EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution – эволюционное расширение передачи данных для GSM, 2.75G – до 474 Кбит/с).

Всё большее распространение получают мобильные сети третьего поколения (3G), основанные на технологии WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access – широкополосный CDMA, скорость – до 2 Мбит/с) и HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access – высокоскоростная пакетная передача данных от базовой станции к мобильному телефону, 3.5G – до 14 Мбит/с).

К беспроводным сетям четвертого поколения (4G) можно отнести технологии Wi-Fi (Wireless Fidelity – «беспроводная точность», до 54 Мбит/с) и WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access – «всемирное взаимодействие радиодоступа», до 75 Мбит/с); LTE (Long-Term Evolution – «долгосрочная эволюция», до 326,4 Мбит/сек). Обычно Wi-Fi используется для доступа к локальной сети (Wireless LAN), размер зоны действия не более сотни метров. WiMAX покрывает километры пространства, позволяет создавать высокоскоростные сети масштабов целых городов (Wireless MAN), может соединять точки доступа Wi-Fi и является альтернативой выделенным линиям и DSL. LTE во многом сходен с WiMAX, был признан стандартом 4G относительно недавно, в последнем квартале 2010 года (с двухлетним отставанием от WiMAX), но уже зарекомендовал себя как наиболее перспективный, всё больше сотовых операторов отдают предпочтение именно ему.

Службы Интернет

Возможность получения конкретных интернет-услуг обеспечивается работой соответствующих служб. Обычно пользователи отождествляют Интернет со службой WWW (World Wide Web – Всемирная паутина). Но это только одна (самая популярная, благодаря простоте и наглядности для пользователей) из многочисленных служб Интернет. Среди других служб стоит отметить терминальный режим, электронную почту, списки рассылки, телеконференции (или группы новостей), службы имён доменов, передачи файлов.

Работу службы можно представить парой программ, взаимодействующих между собой по определенным протоколам. Одна из программ этой пары играет роль сервера, а другая – клиента. Разные службы имеют разные прикладные протоколы. Чтобы воспользоваться предоставляемой тем или иным сервером услугой, необходимо запустить на компьютере пользователя соответствующее клиентское программное обеспечение.

Служба WWW представлена системой Web-серверов, поддерживающих специальным образом форматированные документы. Пользователь с помощью клиентской программы (browser – браузера, обозревателя, просмотрщика) осуществляет запрос той или иной информации на сервере, а Web-сервер обслуживает запрос браузера. Браузер – это программа, обеспечивающая обращение к искомому ресурсу на Web-сервере по его URL, интерпретирующая полученный результат и отображающая его на клиентском компьютере. Кроме того, браузеры обладают дополнительными сервисными функциями, такими как упрощение поиска, хранение закладок на избранные страницы, и др. Наиболее известны браузеры Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera, Fire Fox, Google Chrome.

Адрес URL (Uniform Resource Locator – унифицированная форма указания ресурса) определяет местонахождение каждого файла в сети Интернет. В общем случае URL-адрес состоит из трёх частей, назначение которых поясним на примере http://www.server.ru/path/file.htm:

1) http – способ связи, протокол доступа к ресурсу (файлу);

2) www.server.ru – доменное имя сервера, на котором хранится файл;

3) path/file.htm – путь к каталогу и собственно имя файла.

Для службы WWW прикладным является протокол HTTP (HyperText Transfer Protocol – протокол передачи гипертекста), поэтому во многих браузерах часть “http://” можно опускать). Часто опускаются также путь к файлу и имя файла, в этом случае браузер получает стандартный отклик, определяемый настройками Web-сервера, обычно это файл с именем index.htm с корневого каталога сервера.

Гипертекст – это расширенный текст, содержащий гиперссылки, связывающие слова документа с другим ресурсом (с другим документом или с иным разделом этого же документа), при этом подобное связанное содержимое документа, как правило, выделяется, обычно цветом и с помощью подчеркивания. Пользователь легко может активировать эту связь одним щелчком мыши.

Поскольку современные электронные документы содержат не только текст, но и любую мультимедийную информацию (текст, графика, звук), в качестве ссылок стали использовать не только текстовые, но и графические объекты. Со временем понятие гипертекста было расширено до понятия гипермедиа. Гипермедиа – это метод организации мультимедийной информации на основе ссылок на разные типы данных.

Универсальным форматом представления Web-документов является HTML (HyperText Markup Language – язык разметки гипертекста). Он позволяет создавать текстовые документы, включающие URL-ссылки на другие данные. Зачастую эти ссылки указывают на другие документы HTML, которые, в свою очередь, доступны с помощью HTTP. В результате перед пользователем расстилается огромная паутина взаимосвязанной информации, распределенной на серверах во всем мире. Для создания активных WWW страниц наряду с языком HTML используются язык программирования Java, технология ActiveX, а также скриптовые языки JavaScript, Perl и VBScript.

Документ, доступный через Web, называют Web-страницей, а группы страниц, объединенные общей темой и навигационно, – Web-узлами, или Web-сайтами. Один аппаратный Web-сервер может содержать несколько Web-сайтов, но возможна и обратная ситуация, когда огромный Web-сайт может поддерживаться группой Web-серверов. Основной причиной популярности службы WWW является удобство навигации, не требующее знаний о местоположении искомых документов.

Популярность WWW обусловлена тем, что можно не только просматривать чужие страницы и иметь доступ к огромному количеству информации, представленной на сотнях миллионов компьютеров, но и создать собственные ресурсы и таким образом донести любую информацию до всех будущих посетителей сайта. Иными словами, WWW – это глобальный механизм обмена информацией: одни люди помещают информацию на Web-серверы, а другие ее просматривают. Создав Web-сайт, владелец может разместить на нём информацию различного рода: текст, графику, звук, анимацию, которая может стать доступной сотням миллионов пользователей. При этом доступность размещаемой информации, в отличие от радио или телевидения, практически не ограничена по времени – любое удобное для посетителя время, круглосуточно.

Служба имён доменов ( DNS – Domain Name System ) предназначена для перевода символьных логических (понятных пользователям, удобных для запоминания) доменных имён в цифровые IP-адреса. Причём этот перевод осуществляется автоматически DNS-серверами и незаметно для пользователя. Доменом называется группа компьютеров, объединённых общим именем. Домены (и соответствующее взаимодействие DNS-серверов) имеют иерархическую структуру. Каждый домен имеет уникальное имя, а каждый из поддоменов имеет уникальное имя внутри своего домена. В именах может быть различное количество доменов, но обычно их не больше пяти. Домены отделяются друг от друга точками. Домены верхнего уровня назначаются или по географическому признаку для каждой страны (двухбуквенные: аu – Австралия, be – Бельгия, ru – Россия и т.д.), или по типу организации:

– com – коммерческие организации;

– edu – образовательные учебные заведения;

– gov – правительственные учреждения;

– mil – военные организации;

– net – сетевые ресурсы;

– org – прочие организации.

Получив запрос на перевод имени в IP-адрес, DNS-сервер выполняет одно из следующих действий:

– отвечает на запрос выдачей IP-адреса, если известен IP-адрес запрашиваемого домена;

– взаимодействует с другим DNS-сервером, для того чтобы найти IP-адрес запрошенного имени, если он его не знает (такой запрос может проходить по цепочке DNS-серверов несколько раз);

– выдает сообщение: «Я не знаю IP-адрес домена, запрашиваемого вами, но вот IP-адрес DNS-сервера, который знает больше меня»;

– сообщает, что такой домен не существует.

Терминальный режим (Telnet) является одной из ранних служб, возникшей до образования Интернет. Протокол Telnet позволяет подключаться к удалённому компьютеру и управлять его работой. Режим удалённого управления называют терминальным или консольным. Эта служба использовалась, в основном, при необходимости выполнения расчетов на удалённой супер-ЭВМ. В наше время протокол Telnet находит практическое применение при управлении удалёнными техническими объектами, например, роботами, манипуляторами, камерами, телескопами.

Электронная почта (e-mail) также возникла раньше, чем Интернет, однако она не только не устарела, но, напротив, является одной из наиболее массовых служб Сети и постоянно приобретает новых пользователей.

Электронное письмо, как и обычное, содержит адреса отправителя и получателя. В него можно вложить графическое изображение или иной файл – точно так же, как в конверт с письмом можно положить открытку или фотографию. Можно поставить электронную подпись, которая играет ту же роль, что и подпись в обычном письме. Однако служба e-mail давно обошла по популярности традиционную почту ввиду следующих достоинств: высокая скорость доставки; возможность рассылки писем сразу большому количеству получателей; удобство пересылки вложенных файлов; хранение писем в базе данных почтового клиента позволяет осуществлять быстрый поиск и сортировку почтовых отправлений; наконец, электронная почта в сотни раз дешевле обычной почтовой рассылки.

При регистрации в системе электронной почты пользователю предоставляется дисковое пространство под почтовый ящик (размер ящика), адрес этого почтового ящика (E-mail Account Address), имя пользователя (E-mail Account Login Name) и пароль (E-mail Account Password). Адрес электронной почты имеет следующий формат: имяпользователя(ящи-ка)@имядомена, например, user@abc.de.

Левая часть от знака @ – это имя почтового ящика (E-mail Account Name). Часть справа от знака @ называется доменом и указывает на местонахождение этого почтового ящика. Нужно отметить, что носителем адреса электронной почты является вовсе не конечный пункт доставки, то есть не адрес вашего домашнего компьютера, а адрес сервера, на котором вы будете получать почту.

Электронная почта построена по принципу клиент-серверной архитектуры. Пользователь общается с клиентской программой, которая, в свою очередь, общается с почтовым сервером. Для отправки и передачи писем используется протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol – простой протокол пересылки почты) и соответствующие SMTP-серверы. Для приема почтовых сообщений используется протокол РОР3 (Post Office Protocol – протокол почтового отделения, версия 3) или IMAP (Internet Message Access Protocol – протокол доступа к сообщениям).

К клиентским почтовым программам относятся MS Outlook Express, MS Outlook Office, The Bat, Netscape Mail, Eudora и др. Следует отметить популярность web- или on-line почты. При этом пользователю не требуется устанавливать и настраивать клиентскую почтовую программу. Её роль играет программное обеспечение web-сервера, для работы с которым достаточно иметь подключение к Интернет и браузер.

Списки рассылки (Mail List) позволяют организовать эффективную доставку регулярных данных по каналам электронной почты. Существует множество тематических серверов, предлагающих подписаться (зарегистрировать свой e-mail адрес в списке рассылки) на получение рекламной информации, новостей, обзоров, анонсов. Сервер осуществляет рассылку информационных сообщений по всему списку адресов электронной почты.

Служба телеконференций или групп новостей (Usenet) представлена соответствующими серверами, работа которых напоминает рассылку электронной почты. В отличие от сообщений электронной почты, которые может просмотреть только отправитель и указанные им получатели, сообщения групп новостей может читать любой пользователь, подписавшийся на интересующую его тематическую группу. Часто квалифицированные специалисты могут давать ответы на наиболее интересные, актуальные или часто возникающие вопросы. Для чтения и отправки сообщений на сервер NNTP (Network News Transfer Protocol) используется клиентская программа, например, MS Outlook Express.

Служба передачи файлов FTP (FileTransfer Protocol) используется, в основном, при передаче больших объёмов информации: архивов, электронных книг, программ. Связь с FTP-сервером устанавливается при помощи специальных клиентских программ, либо такую возможность предоставляют многие современные браузеры.

Протокол FTP работает одновременно с двумя ТСР-соединениями. Одно используется для передачи данных, а другое – для управления передачей. Протокол FTP предоставляет серверу средства для идентификации клиента по имени пользователя и паролю. Но существует множество серверов с анонимным доступом для всех желающих.

Служба IRC ( Internet Relay Chat ) предназначена для прямого общения нескольких человек в режиме реального времени. В отличие от телеконференции общение происходит только между участниками чата (беседы, разговора). Каждый пользователь может создать новый чат и пригласить других участников, либо присоединиться к существующему открытому чату.

Служба ICQ ( акроним выражения I seek you – я тебя ищу ) предназначена для поиска IP-адреса собеседника по его персональному UIN (Universal Internet Number), полученному при регистрации на сервере www.icq.com. При подключении к Интернет с разных компьютеров или через разных провайдеров меняется IP-адрес. Программа автоматически его определяет и через центральный сервер сообщает другим пользователям. Таким образом, собеседники «находят» друг друга, как только оказываются в Сети.

Skype (произносится «скайп») – программное обеспечение, обеспечивающее голосовую и видеосвязь через Интернет между компьютерами, а также позволяющее вести передачу текстовых сообщений (чат) и файлов. Имеется возможность вместо изображения с веб-камеры передавать изображение с экрана монитора.