Протоколы передачи данных в Интернете

Протокол — это совокупность правил, в соответствии с которыми происходит передача информации через сеть.

Существуют два типа протоколов:

· Базовый (TCP/IP), отвечающий за физическую пересылку электронных сообщений;

· Прикладные, отвечающие за работу специализированных служб Интернет (http, ftp, telnet и т.д.)

Базовый протокол

Базовый протокол в сети Интернет — это TCP/IP (Transmission Control Protocol & Internet Protocol) (протокол контроля передачи + Интернет-протокол).

Все компьютеры, подключенные к сети Интернет, понимают и поддерживают этот протокол. Протокол TCP/IP служит для разбиения информации на части (пакеты) — и передачи их по линиям связи. Все эти операции протокол выполняет автоматически, без участия пользователя. На самом деле TCP/IP состоит их двух компонентов —TCP и IP, и включает в себя также массу других протоколов.

Протокол IP (Internet protocol) — это протокол маршрутизации (доставляет информацию по назначению).

Этот протокол включает правила налаживания и поддержания связи в сети, правила обращения с IP-пакетами и их обработки, описания сетевых пакетов семейства IP (их структура и т. п.).

Протокол TCP (Transmission Control Protocol) — это транспортный протокол (управляет передачей данных).

Данные, предназначенные для пересылки. Разбиваются протоколом TCP на отдельные части –пакеты.Каждый пакет имеет свой порядковый номер и адрес, по которому необходимо доставить информацию. Пакеты могут идти разными маршрутами, но в конце пути обязательно соединяются в одно целое с помощью протокола TCP. Если какой-то пакет отсутствует (потерялся) или дошел с искажениями, то он пересылается заново.

Прикладные протоколы

Для работы прикладных программ, таких как программы электронной почты, требуется не только правильно упаковать информацию в пакеты и отправить их, но и необходимо четко договориться о содержимом этих пакетов, а также о процедуре обмена пакетами.

Название протокола Расшифровка Назначение

· HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) – Протокол передачи гипертекста

· FTP (File Transfer Protocol) – протокол передачи файлов

· SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – Простой протокол отправки электронных писем

· POP3 (Post Office Protocol) – Протокол получения электронных писем

· NNTP (News Net Transfer Protocol) – Протокол телеконференций

· TELNET – Протокол для подключения к удаленному компьютеру

· WAIS (Wide-Area Information Servers) – протокол поиска информации в базах данных

· WAP (Wireless Application Protocol) – протокол предоставления доступа к службам Интернета пользователям беспроводных устройств

4. Безопасность данных в Интернете

Проблемы, возникающие с безопасностью передачи информации при работе в компьютерных сетях, можно разделить на четыре основных типа:

• перехват информации — целостность информации сохраняется, но ее конфиденциальность нарушена;

• модификация информации — исходное сообщение изменяется либо полностью подменяется другим и отсылается адресату;

• подмена авторства информации;

• перехват сообщения с его изъятием.

В соответствии с перечисленными проблемами при обсуждении вопросов безопасности под самим термином «безопасность» подразумевается совокупность трех различных характеристик обеспечивающей безопасность системы: 1. Аутентификация — это процесс распознавания пользователя системы и предоставления ему определенных прав и полномочий. Каждый раз, когда заходит речь о степени или качестве аутентификации, под этим следует понимать степень защищенности системы от посягательств сторонних лиц на эти полномочия.

2. Целостность — состояние данных, при котором они сохраняют свое информационное содержание и однозначность интерпретации в условиях различных воздействий. В частности, в случае передачи данных под целостностью понимается идентичность отправленного и принятого.

3. Секретность — предотвращение несанкционированного доступа к информации. В случае передачи данных под этим термином обычно понимают предотвращение перехвата информации.

Криптография

Для обеспечения секретности применяется шифрование, или криптография, позволяющая трансформировать данные в зашифрованную форму, из которой извлечь исходную информацию можно только при наличии ключа.

Электронная цифровая подпись

Даже если послание, безопасность которого мы хотим обеспечить, должным образом зашифровано, все равно остается возможность модификации исходного сообщения или подмены этого сообщения другим. Одним из путей решения этой проблемы является передача пользователем получателю краткого представления передаваемого сообщения.

Аутентификация

Аутентификация является одним из самых важных компонентов организации защиты информации в сети. Прежде чем пользователю будет предоставлено право получить тот или иной ресурс, необходимо убедиться, что он действительно тот, за кого себя выдает.

В процессе аутентификации с использованием S/Key участвуют две стороны — клиент и сервер. При регистрации в системе, использующей схему аутентификации S/Key, сервер присылает на клиентскую машину приглашение, содержащее зерно, передаваемое по сети в открытом виде, текущее значение счетчика итераций и запрос на ввод одноразового пароля, который должен соответствовать текущему значению счетчика итерации. Получив ответ, сервер проверяет его и передает управление серверу требуемого пользователем сервиса.

Защита сетей

Для защиты корпоративных информационных сетей используются брандмауэры. Брандмауэр — это система или комбинация систем, позволяющие разделить сеть на две или более частей и реализовать набор правил, определяющих условия прохождения пакетов из одной части в другую. Брандмауэр пропускает через себя весь трафик и для каждого проходящего пакета принимает решение — пропускать его или отбросить. Для того чтобы брандмауэр мог принимать эти решения, для него определяется набор правил.

Брандмауэр может быть реализован как аппаратными средствами (то есть как отдельное физическое устройство), так и в виде специальной программы, запущенной на компьютере.

фантастическая скорость и новые методы / Yota corporate blog / Habr

Иллюстрация световых сигналов, посылаемых через оптическое волокно (с)

Вы знаете, в чем интернет будет нуждаться всегда? В бо́льшей пропускной способности. Судите сами: на подходе «домашняя» революция с 4K-фильмами на сотни гигабайт. За волной видеоконтента или параллельно с ней будет развиваться виртуальная реальность. Рост скорости – это не единственное направление исследований. Сегодня мы расскажем вам о способах передачи данных, которые пока выглядят настоящей фантастикой, но тем не менее могут быть реализованы в ближайшем будущем.

Старый добрый кабель

Исследователи из Датского технического университета в 2014 году передали данные по единственному волоконно-оптическому кабелю на скорости 43 Тбит/с. Ученые использовали оптоволокно с несколькими сердцевинами. Тем не менее скорости 100 Тбит/с удалось достичь еще в 2011 году двумя способами: через оптоволоконную жилу, состоящую из семи отдельных волокон, каждое из которых обеспечивало скорость 15,6 Тбит/с; во втором случае данные «упаковывались» за счет использования лазерных лучей разного спектра, с разной амплитудой и фазами излучения – всего использовалось 370 отдельных лучей.

Выжать все возможное из одного кабеля оптоволокна постаралась научная группа ученых Голландии и США, передав данные на 1 километр со скоростью 255 Тбит/с. Исследователи использовали оптическое 7-сердцевинное волокно (на картинке выше оно изображено слева). В чем же разница с обычным волокном? Всё просто, здесь свет проходит в каждой сердцевине, независимо от других. Черные точки на картинке – воздушные прослойки, изолирующие сердцевины друг от друга. Используя эту технологию, в сентябре 2012 года удалось достигнуть реальной скорости передачи в один петабит в секунду по кабелю с 12 световодными каналами на расстояние 52,4 км.

Электрическая лампочка для передачи данных

Несколько лет назад появилась оптическая технология беспроводной передачи данных Li-Fi (сокращенно от Light Fidelity), при которой приемо-передающее устройство, ничем не отличимое от обычной лампочки, мигает с очень большой частотой, передавая информацию вместе со световым потоком. Прием и передача информации в Li-Fi проводится на скоростях около 150 Мбит/с. А вот технология Li-Fi, основанная на лазерных светодиодах, позволяет повысить скорости передачи информации до 100 Гбит/с. Минус у такого устройства только один – за пределами комнаты оно не работает.

pCell: миф или реальность?

Технология pCell должна решить проблему нехватки частот в спектре, дав возможность каждому мобильному устройству работать со всей полосой частот, которую предоставляет базовая станция, независимо от степени загруженности. По данным авторов проекта из американского стартапа Artemis Networks, pCell обеспечит скорость в 50 раз больше текущих сетей 4G LTE, используя тот же диапазон частот и существующие смартфоны. Возможно ли это? В конце прошлого года стало известно, что Nokia Networks начнет тестирование технологии pCell. Нам осталось дождаться только обнародования результатов исследования.

LLCD, или зачем нужен лазер

В 2013 году успешно стартовал зонд LADEE, на котором установлена система двусторонней лазерной связи Lunar Laser Communication Demonstration (LLCD). В результате удалось достичь скорости передачи данных 622 Мбит/с с аппарата на наземную станцию и 20 Мбит/с с наземной станции на аппарат, находившийся на расстоянии 385 000 км от Земли.

Возможно ли использовать аналогичную лазерную связь на Земле? Конечно. Еще в 2011 году были опубликованы результаты эксперимента по передаче данных на направленном лазерном луче с потрясающей скоростью 26 Тбит/с на расстояние 50 км. А дальше начинаются сложности с тем, что луч должен быть направленным. В условиях городской застройки это ограничение практически нивелирует плюсы от скорости.

Из мозга в мозг

Один из самых фантастических методов передачи информации строится на простом допущении: зачем нам нужны дополнительные каналы, если в конечном счете речь идет об обмене информации между одним человеком и другим. А что если сразу соединить два мозга?

Нейрофизиологи из лаборатории Университета Дьюка объединили мозги трех обезьян в «локальную сеть». Обезьяны, с помощью нейроинтерфейса и семи сотен электродов, встроенных в двигательную кору мозга, контролировали движение виртуальной руки на экране компьютера. Каждое животное отвечало за управление двумя из трех осей движения руки – X и Y, X и Z, Y и Z. Животные научились совместно обмениваться информацией о положении «руки» на экране и корректировать ее движение.

Тело-проводник

Телекоммуникационная компания NTT DoCoMo разработала технологию Human Area Networking, при которой небольшой передатчик создает вокруг человеческой кожи электромагнитное поле. Для снятия сигнала на другом участке кожи используется чувствительный оптический датчик, принимающий сигнал на скорости около 10 Мбит/с. Человеческое тело, пропускающее через себя информацию, позволяет реализовывать интересные технологические решения. Как вам идея отправить документ на печать, взяв в руки флешку и прикоснувшись к принтеру?

Сквозь всю вселенную

Команда физиков Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми (США) в 2012 году предложила способ передать данные сквозь любой объект: при помощи нейтрино, фундаментальной частицы, чрезвычайно слабо взаимодействующей с материей. Благодаря нейтрино ученым удалось передать данные через 240 метров горной породы – недоступный показатель для любых других беспроводных технологий. Впрочем, скорость передачи данных составила всего 0,1 бит в секунду, но в будущем подобный способ можно будет использовать для связи с далекими космическими объектами.

С помощью водки

Да, существует и такой необычный способ передачи данных, пригодный для использования в среде, затрудняющей применение электромагнитных волн. В основе метода лежит молекулярная система, имитирующая работу с помощью летучих химических соединений. Специалисты использовали пары водки для передачи двоичного кода: наличие пара – 1, а отсутствие — 0. Сообщение пересылалось с помощью настольного вентилятора к датчику, анализирующему концентрацию алкоголя в воздухе.

Мясные коммуникации

В Университете Иллинойса поставили эксперимент по передаче ультразвуковых сигналов через ткани животного со скоростью до 30 Мбит/с – это рекорд в передаче данных через мясо!

В основу метода легла технология передачи сигнала под водой. Используя 5 МГц-датчик для отправки сигнала через мясо в резервуаре с водой, в котором находился гидрофон для его приема, удалось передать сигнал со скоростью 20-30 Мбит/c. В будущем эта технология поможет вести прямую трансляцию из тела пациента или обновлять программное обеспечение человеческих имплантатов.

Великий советский интернет

Идею передавать данные при помощи трубопровода придумали еще в Советском союзе. Современные технологии значительно усовершенствовали метод. Компания Nethercomm еще десять лет назад запатентовала технологию Broadband-in-Gas (BiG) для передачи сигнала по радиоформату UWB (Ultra Wide Band) на скорости до 10 Гбит/с. В трубопроводной сети монтируется цепь ретрансляторов радиосигнала, передающегося в диапазоне UWB. Из-за ретрансляторов, установленных внутри трубы, использовать эту технологию внутри водопроводных труб нельзя. Радиосигнал передается внутри имеющихся труб параллельно с потоком бытового газа.

Описанные выше способы передачи данных изменят мир в самое ближайшее время. Возможно, что широкие каналы между континентами позволят перенести все data-центры в одно благоприятное место – в Антарктиду, например, для естественного охлаждения. Связь с дальними космическими объектами может стать доступной на высоких скоростях. Обычный проводной интернет (впрочем, как и мобильный) достигнет невероятной скорости.

Мы не знаем наверняка, каким именно путем будет развиваться отрасль. Не исключено и то, что все описанные методы померкнут на фоне новых исследований в ближайшее десятилетие. В любом случае времена меняются, а значит, будут и другие невероятные скорости передачи данных.

Протокол передачи данных — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 15 апреля 2019; проверки требуют 6 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 15 апреля 2019; проверки требуют 6 правок. У этого термина существуют и другие значения, см. Протокол.

Протокол передачи данных — набор соглашений интерфейса логического уровня, которые определяют обмен данными между различными программами. Эти соглашения задают единообразный способ передачи сообщений и обработки ошибок при взаимодействии программного обеспечения разнесённой в пространстве аппаратуры, соединённой тем или иным интерфейсом.

Стандартизированный протокол передачи данных также позволяет разрабатывать интерфейсы (уже на физическом уровне), не привязанные к конкретной аппаратной платформе и производителю (например, USB, Bluetooth).

Сигнальный протокол используется для управления соединением — например, установки, переадресации, разрыва связи. Примеры протоколов: RTSP, SIP. Для передачи данных используются такие протоколы как RTP.

Сетево́й протоко́л — набор правил и действий (очерёдности действий), позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включёнными в сеть устройствами.

Разные протоколы зачастую описывают лишь разные стороны одного типа связи. Названия «протокол» и «стек протоколов» также указывают на программное обеспечение, которым реализуется протокол.

Новые протоколы для Интернета определяются IETF, а прочие протоколы — IEEE или ISO. ITU-T занимается телекоммуникационными протоколами и форматами.

Наиболее распространённой системой классификации сетевых протоколов является так называемая модель OSI, в соответствии с которой протоколы делятся на 7 уровней по своему назначению — от физического (формирование и распознавание электрических или других сигналов) до прикладного (интерфейс программирования приложений для передачи информации приложениями).

Сетевые протоколы предписывают правила работы компьютерам, которые подключены к сети. Они строятся по многоуровневому принципу. Протокол некоторого уровня определяет одно из технических правил связи. В настоящее время для сетевых протоколов используется модель OSI (Open System Interconnection — взаимодействие открытых систем, ВОС).

Модель OSI — 7-уровневая логическая модель работы сети. Реализуется группой протоколов и правил связи, организованных в несколько уровней:

• на физическом уровне определяются физические (механические, электрические, оптические) характеристики линий связи;
• на канальном уровне определяются правила использования физического уровня узлами сети;
• сетевой уровень отвечает за адресацию и доставку сообщений;
• транспортный уровень контролирует очередность прохождения компонентов сообщения;
• сеансовый уровень координирует связь между двумя прикладными программами, работающими на разных рабочих станциях;
• уровень представления служит для преобразования данных из внутреннего формата компьютера в формат передачи;
• Уровни, интерфейсы и протоколы модели OSIприкладной уровень является пограничным между прикладной программой и другими уровнями, обеспечивая удобный интерфейс связи для сетевых программ пользователя.

В общей классификации протоколы делятся на низкоуровневые, протоколы верхнего уровня и протоколы промежуточного уровня. К промежуточному уровню относятся коммуникационные и протоколы аутентификации. Протоколами верхнего уровня являются прикладные, сеансовые протоколы и протоколы представления. Физический, канальный, сетевой и транспортный протоколы относят к низкоуровневым протоколам.^[1]

Другая модель — стек протоколов TCP/IP — содержит 4 уровня:

• канальный уровень (link layer),
• сетевой уровень (Internet layer),
• транспортный уровень (transport layer),
• Передача по сети типового сообщенияприкладной уровень (application layer).

TCP/IP — набор протоколов передачи данных, получивший название от двух принадлежащих ему протоколов: TCP (англ. Transmission Control Protocol) и IP (англ. Internet Protocol)^[2]

Наиболее известные протоколы, используемые в сети Интернет:

• HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) — это протокол передачи гипертекста. Протокол HTTP используется при пересылке Web-страниц между компьютерами, подключенными к одной сети.
• FTP (File Transfer Protocol) — это протокол передачи файлов со специального файлового сервера на компьютер пользователя. FTP дает возможность абоненту обмениваться двоичными и текстовыми файлами с любым компьютером сети. Установив связь с удаленным компьютером, пользователь может скопировать файл с удаленного компьютера на свой или скопировать файл со своего компьютера на удаленный.
• POP3 (Post Office Protocol) — это стандартный протокол почтового соединения. Серверы POP обрабатывают входящую почту, а протокол POP предназначен для обработки запросов на получение почты от клиентских почтовых программ.
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — протокол, который задает набор правил для передачи почты. Сервер SMTP возвращает либо подтверждение о приеме, либо сообщение об ошибке, либо запрашивает дополнительную информацию.
• TELNET — это протокол удаленного доступа. TELNET дает возможность абоненту работать на любой ЭВМ находящейся с ним в одной сети, как на своей собственной, то есть запускать программы, менять режим работы и так далее. На практике возможности ограничиваются тем уровнем доступа, который задан администратором удаленной машины.

Другие протоколы:

• DTN — протокол, предназначенный для сетей дальней космической связи IPN, которые используются NASA.

1. ↑ Распределенные системы. Принципы и парадигмы / Э. Таненбаум, М. ван Стеен. — СПб.: Питер, 2003. — с. 83-93 — (Серия «Классика computer science»). ISBN 5-272-00053-6-
2. ↑ Hunt, Craig. TCP/IP Network Administration. — 3rd Edition. — O’Reilly Media, Inc.. — ISBN 0596002971.

Скорость передачи данных в сети Интернет

Интернет легко и прочно вошел в жизнь современного человека и стал ее неотъемлемой частью. Сеть – это общение, работа, увлечения. Многое ныне связано с ней. Поэтому развиваются и способы соединения с Интернетом, среди которых можно упомянуть оптоволоконные, коаксильные кабели, Wi-Fi и 3G. При этом скорость передачи данных зависит от провайдера и выбранного тарифа. Важен и способ подключения к Сети. Рассмотрим некоторые из них подробнее.

Прежде чем поговорить о скорости, с которой могут передаваться данные в сети Интернет, нужно определиться с тем, как эти данные измеряются. Среди профессионалов, занимающихся компьютерными технологиями, и любителей-пользователей ПК принят в качестве единицы измерения скорости передачи данных байт, бит. Международный стандарт установил, что данные единицы следует использовать с приставкой СИ. Как у любой единицы измерения, есть точные характеристики у бита и байта. Так, мегабит равняется ста двадцати пяти тысячам 8-ми битовых байт, а сто двадцать пять килобайт равны примерно ста двадцати двум кибибайтам. В телекоммуникационных или компьютерных сетях используют обозначение «мегабит», которое характеризует скорость, с которой передаются данные в сети.

А теперь от теории перейдем к рассмотрению существующих линий связи, которые различаются способами передачи информации. Выделяют проводные линии, кабельные и беспроводные. Первые применяются для передачи компьютерных данных и телефонных сигналов. По ним организовываются для передачи сведений каналы как аналоговые, так и цифровые. К кабельным линиям связи, которые применимы в компьютерных сетях, относят три типа кабеля: витая пара (скорость передачи данных по нему составляет от 10 до 100 мегабит в секунду), коаксиальный (применяется в сетях Ethernet) и оптоволоконный кабель. Последний способен передавать сигнал только в одном направлении. Но при этом он наиболее защищен от помех и способен на большой скорости передавать информацию – до трех гигабит в секунду.

К беспроводным линиям относят сотовую и спутниковую связь. Причем специалисты признают, что будущее именно за такими средствами связи, для которых не нужны провода.

Сети 3G получили распространение в России благодаря ведущим сотовым операторам: Билайну, МТС и Мегафону. Чтобы воспользоваться доступом в сеть, достаточно иметь сотовый телефон или USB-модем, который поддерживает сети 3-го поколения. Телефон автоматически начинает работать в сети 3G, если ему не мешает сигнал GSM. При этом не требуются дополнительные настройки. Чтобы повысить скорость передачи данных, устройство нужно переключить в режим «3G Only», который позволяет переводить 3G-терминал (модем или сотовый телефон) в режим UMTS. В результате даже при слабом сигнале может повыситься скорость загрузки из Интернета данных.

Такие радиоканалы для передачи данных, как Wi-Fi, WiMAX способны передавать информацию на расстояние до пятидесяти километров и обеспечивать при этом скорость до семидесяти мегабит в секунду.

В сети UMTS максимальная скорость передачи данных равна сорока восьми килобайтам в секунду. Этого вполне достаточно чтобы просматривать web-страницы. Но благодаря новым разработкам, появилась технология HSPA, которая получила название 3,5G. Это высокоскоростная передача пакетных данных от сети к клиенту (HSDPA) и от клиента в сеть (HSUPA). Благодаря новой технологии, информация передается со скоростью 3,6 Мбит/сек. Не все современные устройства еще могут работать с ней.

Доступ к Интернету осуществляется и с помощью кабелей. Эта форма подключения к сети распространена среди обладателей стационарных ПК. При использовании коаксиального кабеля скорость передачи данных может составлять от двухсот пятидесяти до пятисот килобит в секунду. Если применяются два кабеля, то по одному поступает немодулированный сигнал, а по второму – сигнал таймера. Данные передаются по формату HDLC, включающему в себя кроме самих сведений, информацию о начале и конце сообщения, а также контрольные сведения.

Материал по информатике и икт (9 класс) по теме: Адресация и передача информации в сети Интернет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конспект урока по информатике

на тему:

 

«Адресация и передача информации

в сети Интернет»

 

 

 

 

 

 

 

 

учитель информатики

Баранов В.Н.,

высшая квалификационная категория

 

 

 

2011

Тема урока: «Адресация и передача информации в сети Интернет»

 

Цели и задачи урока:

·               Выяснить основные принципы адресации компьютеров сети Интернет;

·               Познакомить учеников со способом передачи информации в компьютерных сетях;

·               Познакомить учеников с доменной системой имен;

·               Развивать логику, умение анализировать, сравнивать, делать выводы, высказывать свою мысль;

·               Воспитывать аккуратность, внимательность, вежливость и дисциплинированность, бережное отношение к своему здоровью.

 

Тип урока:усвоение новых знаний.

 

Оборудование: мультимедийная установка, программа презентаций Microsoft Office PowerPoint версии 2003 или выше, раздаточный материал.

 

План урока:

 

1.                  Организационный момент (2 мин)

2.                  Актуализация опорных знаний (5 мин)

3.                  Изложение нового материала (26 мин)

4.                  Итоги урока. Вопросы учеников (5 мин)

5.                  Домашнее задание (2 мин.)

 

Ход урока:

 

1.      Организационный момент.

 

Приветствие учащихся.  Проверка присутствующих. Настрой на урок.

 

2.      Актуализация опорных знаний.

·                          Как вы представляете сеть «Интернет»?

·                          Пользуетесь ли вы сетью «Интернет» для передачи информации?

·                          Терялась ли у вас информация при передаче (пересылке)?

 

3.      Изложение нового материала.

 

Для того чтобы информация, переданная одним компьютером, была понята другим компьютером после ее получения, необходимо было разработать единые правила передачи данных в сети, называемых протоколами. При их разработке учитывались все проблемы связи и вырабатывались стандартные алгоритмы доставки информации.

При любой транспортировке необходимо строго соблюдать прави­ла. Какие правила, например, должны быть выполнены при перевоз­ке пассажиров на поездах? Пассажиры покупают билеты и занимают указанные в них места. Иначе в вагонах начнется беспорядочное пе­ремещение пассажиров, желающих занять места. Пассажир не имеет права провозить с собой тигров, медведей и прочих диких животных. Для перевозки домашних животных существуют свои правила. Проводник обязан следить за санитарным состоянием ваго­на и санузла, наличием воды, иначе пассажиры могут приехать на свою станцию больными. Поезд следует согласно расписанию, делая необходимые остановки. При переезде в европейские страны у ваго­нов заменяются колеса для проезда по узкоколейным путям (иначе поезд сойдет с рельсов). Видите, как много всего нужно предусмот­реть при транспортировках. То же самое и при передаче информации.

В самом деле, передача данных — сложный процесс, и его можно рассматривать на разных уровнях. Мы не будем обсуждать их все по­дробно. Однако коснемся некоторых вопросов.

Протокол передачи устанавливает соглашение между взаимодей­ствующими компьютерами. Для того чтобы связь между компьюте­рами была установлена, необходимо задать их адреса. Эти адреса определяются сетевыми адаптерами, номерами телефонов и програм­мами связи. Правила образования адресов компьютеров в глобальной сети должны быть абсолютно одинаковыми, несмотря на то, что компьютеры в сети могут быть разнородными и могут использовать различные операционные системы.

Передача данных одним сплошным потоком может привести к их потере или искажению. Поэтому они разделяются на блоки (пакеты) информации строго определенной длины. Каждый такой блок сопро­вождается служебной информацией, включая опознавательные знаки его начала и конца. Протоколы передачи содержат механизм распознавания начала и конца блока. Они управляют потоками дан­ных, распределяют их, выстраивают в очереди. На другом конце при­емник информации должен работать по тем же правилам (протоко­лам). Только тогда компьютеры поймут, что передают друг другу.

Каждый пакет получает номер, чтобы распознать ошибочно пере­данную или потерянную во время связи информацию, а также чтобы запросить заново именно тот пакет, с пересылкой которого возникли проблемы. Можно сравнить передачу этих пакетов с доставкой посы­лок по почте в одинаковых ящиках и со стандартным оформлением адреса. Ведь каждая посылка тоже сопровождается служебной ин­формацией. Если вам присылают несколько посылок и одна из них не дошла, вы ее, конечно, можете запросить.

В связи с многочисленными задачами, которые должны ре­шаться стандартным образом, различают разного вида прото­колы передачи данных, коррек­ции и исправления ошибок и пр.

В сети Интернет действует междуна­родный протокол TCP/IP, созданный в 70-е годы. Управление сетью — децент­рализованное. Это значит, что при вы­ходе из строя любого узла (компьютера) сети сохраняется функционирование всех остальных компьютеров. Пакеты данных перемещаются по сети к компь­ютеру с нужным адресом и при возникновении аварии одного из компьютеров автоматически направляются по другому маршруту. Для получателя совершенно не важно, по какому маршруту тот или иной пакет дойдет до него. На месте назначения они соединятся в одно целое. Так что пакеты могут достичь адресата и обходными путями.

 

Каждый человек, живущий на Земле, имеет адрес, по которому его в случае необходимости можно разыскать. Думаю, ни у кого не вызовет удивления то, что каждая работающая в Интернете машина также имеет свой уникальный адрес. Адреса в Интернете разительно отличаются от привычных нам почтовых. Боюсь, совершенно бесполезно писать на отправляемом вами в Сеть пакете информации нечто вроде «Компьютеру Intel Pentium II 400, эсквайру, Пэнни-Лэйн,114, Ливерпуль, Англия». Увидев такую надпись, ваш компьютер «не поймет» что вы от него хотите. Но если вы укажете компьютеру в качестве адреса нечто вроде 195.85.102.14, машина вас прекрасно поймет.

Именно стандарт TCP/IP подразумевает подобную запись адресов подключенных к Интернет компьютеров. Такая запись носит название IP-адрес.

Из приведенного примера видно, что IP-адрес состоит из четырех десятизначных идентификаторов, или октетов, по одному байту каждый, разделенных точкой. Левый октет указывает тип локальной интрасети, в которой находится искомый компьютер. В рамках данного стандарта различается несколько подвидов интрасетей, определяемых значением первого октета. Это значение характеризует максимально возможное количество подсетей и узлов, которые может включать такая сеть. В таблице 1 приведено соответствие классов сетей значению первого октета IP-адреса.

 

Таблица 1. Соответствие классов сетей значению первого октета IP-адреса

Класс сети	Диапазон значений первого октета	Возможное количество подсетей	Возможное количество узлов
А В С D Е	1-126 128-191 192-223 224-239 240-247	126 16382 2097150   —   —	16777214 65534 254 2-28 2-27

 

 

Адреса класса А используются в крупных сетях общего пользования, поскольку позволяют создавать системы с большим количеством узлов. Адреса класса В применяют в корпоративных сетях средних размеров, адреса класса С — в локальных сетях небольших предприятий. Для обращения к группам машин пред- назначены адреса класса D, адреса класса Е пока не используются. Значение первого октета 127 зарезервировано для служебных целей, в основном для тестирования сетевого оборудования, поскольку IP-пакеты, направленные на такой адрес, не передаются в сеть, а ретранслируются обратно управляющей над- стройке сетевого программного обеспечения как только что принятые. Кроме того, существует набор так называемых «выделенных» IP-адресов, имеющих особое значение. Эти адреса приведены в таблице 2.

 

Таблица 1.2. Значение выделенных IP-адресов

IP-адрес	Значение
0.0.0.0 Номер сети. 0.0.0 0.0.0. номер хоста 1.1.1.1 Номер сети. 1.1.1	Данный хост  Данная IP-сеть Конкретный компьютер в данной локальной сети  Все компьютеры в данной локальной сети  Все компьютеры в указанной IP-сети

 

 

Хостом принято называть любой подключенный к Интернету компьютер независимо от его назначения.

Последний (правый) идентификатор IP-адреса обозначает номер хоста в данной локальной сети. Все, что расположено между правым и левым октетами в такой записи, — номера подсетей более низкого уровня. Непонятно? Давайте разберем на примере. Положим, мы имеем некий адрес в Интернете, на который хотим отправить пакет с информацией. В качестве примера возьмем тот же IP-адрес — 195.85.102.14. Итак, мы отправляем пакет в 195-ю подсеть сети Интернет, которая, как видно из значения первого октета, относится к классу С. Допустим, 195-я сеть включает в себя еще 902 подсети, но наш пакет высылается в 85-ю. Она содержит 250 более мелких сетей, но нам нужна 102-я. Ну и, наконец, к 102-й сети подключено 40 компьютеров. Исходя из рассматриваемого нами адреса, нашу инфомацию получит машина, имеющая в этой сетевой системе номер 14.

«Все это просто прекрасно, — скажете вы, — но неужели на свете найдется человек, который станет заучивать наизусть все эти огромные наборы цифр?» Вы правы, таких людей нет. А у специалистов, создававших Интернет, по-видимому была столь же слабая память на цифры, поскольку они, немного поразмыслив, решили облегчить жизнь пользователям Всемирной сети, придумав весьма полезную и удобную вещь, которая называется доменной системой имен.

DNS — доменная система имен (Domain Name System), что переводится на русский язык как «доменная система имен», позволяет значительно облегчить пользователям процесс работы в Интернете тем, что им уже не нужно запоминать цифровые адреса хостов, с которыми общаются их компьютеры. Вот только компьютеру-то как раз много легче работать с набором цифр, что он, собственно, и делает, получая по введенному оператором доменному имени уже знакомый нам IP-адрес удаленной машины. Как это происходит?

Механизм функционирования DNS совсем не сложен. Зачем изобретать велосипед, когда можно применить уже двести лет известный человечеству алгоритм, используемый при обмене корреспонденцией через обычную почту? Создатели DNS именно так и поступили, взяв за основу технологию пересылки традиционных почтовых отправлений.

Сначала письмо согласно указанному на конверте адресу поступает в самую крупную административную зону, включающую конечный адрес получателя — страну. Давайте возьмем в качестве примера Россию. Двух стран с одинаковыми названиями на свете не существует, поэтому письмо не заблудится по дороге.

В мире имеются два Санкт-Петербурга, один из них расположен немного севернее Москвы, другой находится на территории США, в штате Флорида. Однако в данном случае русским почтальонам повезло — в России Санкт-Петербург только один. Итак, далее письмо поступает в более мелкую административную зону — город.

Предположим, что затем наше письмо должно проследовать куда-нибудь на улицу Ленина. В каждом уважающем себя городе России есть своя улица Ленина, но в Санкт-Петербурге второй такой улицы вы не найдете при всем желании. Итак, письмо достигает еще более мелкой зоны — улицы. На любой улице любого города есть дом номер 3. Вот только в нашем примере двух домов с одинаковым номером не существует. Письмо достигает следующей зоны — дома.

В любом доме есть первая квартира, и ни в одном — две таковых. Следовательно, почтальон опустит письмо именно в тот почтовый ящик, в который нужно. Корреспонденция достигает адресата. Таким образом, путь нашего письма к конечному получателю можно описать следующей строкой: «Квартира 1. Дом № 3. Улица Ленина. Санкт-Петербург. Россия». Скажите, а чем хуже строка виртуального адреса: myhost.mydomain.spb.ru? Да ничем — это практически одно и то же. Такое обозначение принято называть URL (Uniform Resource Locator),что можно перевести на русский язык, как «универсальный определитель местонахождения ресурса». Соответственно, строка вызова размещенной по этому адресу web-страницы будет выглядеть как http://www.myhost.mydomain.spb.ru, где http обозначает протокол передачи гипертекстового документа (Hyper TextTransfer Protocol), a www (World Wide Web — Всемирная паутина) — есть указание на то, что передаваемые данные являются стандартным сервисом Интернета, то есть web-страницами. В некоторых случаях элемент www в записи URL можно опустить.

Таким образом, мы видим, что адрес того или иного ресурса Всемирной сети, записанный в стандарте DNS, дробится на несколько составляющих, отделенных друг от друга точкой. Эти элементы носят название «доменов».

Домен — это некий логический уровень Интернета, то есть группа сетевых ресурсов, имеющая собственное имя и управляемая своей сетевой станцией.

 

У каждого учащегося имеется таблица с доменами первого уровня.

 

Очевидно, что основная составляющая адреса DNS — это так называемый «домен первого уровня», охватывающий, как правило, некую глобальную географическую зону, например территорию отдельного государства. Примечательно, что собственный территориальный домен США «US» при записи URL обычно опускается, поскольку сам Интернет был некогда американской национальной сетью. Вместо этого несколько учреждений, расположенных в США, владеют определенным количеством «выделенных» доменов первого уровня, трактующихся особо. Полный список доменов первого уровня с их расшифровкой приведен в вашей таблице (см. Приложение).

Доменам второго уровня (локальная сеть банка, университета, городская муниципальная служба или отдельный сервер, предоставляющий пользователям доступ к какому-либо ресурсу) назначается произвольное имя. Домены третьего уровня являются составляющей частью домена второго уровня, они могут использовать любые имена, не задействованные в рамках вышестоящего домена. Всероссийской зоной RU управляет Российский научно-исследовательский институт развития общественных сетей (РосНИИРОС), официальный сайт которого можно отыскать по адресу http://www.ripn.net. Общемировыми доменами управляет организация Internic (http://www.internic.com). Процедура регистрации нового домена второго уровня выглядит достаточно просто: с помощью любой специализированной программы или предназначенного для выполнения подобных задач web-сервера вам следует проверить, свободен ли требуемый домен, и в случае положительного ответа посетить сайт владельцев выбранной вами зоны, на котором необходимо заполнить соответствующую интерактивную форму. После отправки формы останется только уплатить указанный в инструкции регистрационный взнос, и домен — ваш. Естественно, для оформления домена на свое имя вы должны располагать собственным web-сервером с фиксированным IP-адресом, в противном случае регистрация не состоится. Для того чтобы зарезервировать для себя домен третьего уровня, необходимо просто отправить запрос владельцу вышестоящего домена и оговорить с ним условия регистрации.

Рассказывая о технологии адресации данных на основе алгоритма DNS, я предлагаю воспользоваться уже предложенным выше примером передачи информационного пакета по адресу http://myhost.mydomain.spb.ru.Итак, мы видим, что электронный пакет информации, поступая в домен первого уровня .ru, русскую зону Интернета, управляемую своей сетевой станцией, перебрасывается в одну из входящих в нее зон — домен второго уровня .spb, что в нашем примере означает Санкт-Петербург. С этого момента домену .ru становится глубоко безразлична дальнейшая судьба пакета, ее последующей маршрутизацией занимается теперь домен .spb. Домен .spb, избавившись от пакета данных путем передачи его во входящую в Санкт-Петербургскую зону локальнуюсеть my domain, тоже забывает о его существовании. А вот управляющий компьютер сети mydomain получает задание отыскать в подотчетной ему сети машину, на которой расположен web-сервер с именем my host, чтобы передать этот пакет ей и больше никогда о нем не вспоминать. Получив информацию, компьютер, управляющий доменом четвертого уровня my host, просто отправляет ее соответствующей серверной программе.

Вот, собственно, и все.

Как видим, при подобном подходе какому-либо домену нет необходимости спрашивать чьего-либо соизволения присвоить входящему в его сеть компьютеру или другой сети определенное имя. Все, что от него требуется —  это проследить, чтобы внутри него самого имена не совпадали, и оставить соответствующую запись на соответствующей странице соответствующего участка всемирной базы данных, которая хранится на сервере американской государственной организации SRI International (город Мэнло-Парк, Калифорния). Искать нужный компьютер в Интернете пользовательским машинам помогают DNS-серверы — программы, которые при обращении к ним выискивают нужный IP-адрес по введенному URL. О технологии поиска рассказывать подробно я не буду, отмечу только, что для повышения скорости этого процесса многие DNS-серверы некоторое время сохраняют на винчестере полученный по запросу адрес, на случай, если вскоре кто-нибудь сделает аналогичный запрос.

 

 

4.      Итоги урока. Вопросы учеников.

 

5.      Домашнее задание:   выучить конспект, приготовиться к тесту по пройденной теме.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение.

Домены первого уровня.

 

Обозначение домена	Расшифровка обозначения	Обозначение домена	Расшифровка обозначения
AM AT BE BI BY СН CN CR DE ЕС FI GF GR GU HR ID IL IR IT JO KR LI LU MX NF NL NZ PH PL PY RU SE SK TW UG US YU ZR	Армения Австрия Бельгия Бурунди Беларусь Швейцария Китай Коста-Рика Германия Эквадор Финляндия Французская Гвиана Греция Гуам Хорватия Индонезия Израиль Иран Италия Иордан Корея Лихтенштейн Люксембург Мексика Норфолкские острова Нидерланды Новая Зеландия Филиппины Польша Парагвай Россия Швеция Словакия Тайвань Уганда США Югославия Заир	AR AU BG BR СА CL СО CZ DK ES FR GG GT НК HU IE IN IS JE JP LB LT LV MY NI NO PE PK PT RO RW SG TH UA UK UY ZA	Аргентина Австралия Болгария Бразилия Канада Чили Колумбия Чешская Республика Дания Испания Франция Остров Гернси Гватемала Гонконг Болгария Ирландия Индия Исландия Остров Джерси Япония Ливан Литва Латвия Малайзия Никарагуа Норвегия Перу Пакистан Португалия Румыния Руанда Сингапур Таиланд Украина Великобритания Уругвай Южная Африка
Выделенные домены
СОМ                         GOV   NET	Всемирная коммерческая зона Интернет Правительства государств и правительственные учреждения Общесетевые ресурсы	EDU MIL ORG	Сеть учебных заведений и учреждений образования Военные организации Некоммерческие организации

 

 

Основы сетей и протоколов интернет

Понимание работы сетей на базовом уровне имеет очень важное значение для каждого администратора сервера или веб-мастера. Это необходимо для правильной настройки ваших сервисов в сети, а также легкого обнаружения возможных проблем и решения неполадок.

В этой статье мы рассмотрим общие концепции сетей интернета, обсудим основную терминологию, самые распространенные протоколы, а также характеристики и предназначение каждого из уровней сетей. Здесь собрана только теория, но она будет полезна начинающим администраторам и всем интересующимся.

Содержание статьи:

Основные сетевые термины

Перед тем как обсуждать основы сети интернет, нам нужно разобраться с некоторыми общими терминами, которые часто используются специалистами и встречаются в документации:

• Соединение — в сетях, соединение означает возможность передавать данные между устройствами. Перед тем как начнется передача данных, должно состоятся соединение, параметры которого описаны протоколом;
• Пакет —  это основной структурный блок данных в сети. Все данные передаются в виде пакетов, большие данные разделяются на небольшие пакеты, фиксированного размера. В каждом пакете есть заголовок, в котором находится информация о данных, пункте назначения, отправителе, строке жизни пакета, времени отправки и т д;
• Сетевой интерфейс — это физическое или виртуальное устройство, которое позволяет компьютеру подключиться к сети. Если у вас есть две сетевые карты на компьютере, то вы можете настроить сетевой интерфейс для каждой из них. Также сетевой интерфейс может быть виртуальным, например, локальный интерфейс lo;
• LAN — это ваша локальная сеть, к ней подключены только ваши компьютеры и больше никто не имеет к ней доступа. Это может быть ваша домашняя или офисная сеть;
• WAN — это глобальная сеть интернет, обычно этот термин применяется для обозначения всей сети интернет, также этот термин может относиться к сетевому интерфейсу;
• Протокол — набор правил и стандартов, которые определяют команды и способ коммуникации между устройствами. Существует множество протоколов и мы их рассмотрим ниже. Самые популярные из них — это TCP, UDP, IP и ICMP, также есть протоколы сети интернет более высокого уровня, например, HTTP и FTP;
• Порт — это адрес на компьютере, который связан с определенной программой. Это не сетевой интерфейс и не местоположение. С помощью портов программы могут общаться между собой;
• Брандмауэр — это программное обеспечение, которое контролирует все сетевые пакеты, проходящие через компьютер. Проходящие пакеты обрабатываются на основе правил, созданных пользователем. Также брандмауэр может закрывать определенные порты, чтобы сделать работу компьютера более безопасной;
• NAT -это служба преобразования сетевых адресов между локальной и глобальной сетью. Количество свободных сетевых адресов в сети уменьшается, поэтому необходимо найти решение, и решением стало создания локальных сетей, где несколько компьютеров могут иметь один IP адрес. Все пакеты приходят на роутер, а он уже потом с помощью NAT распределяет их между компьютерами.
• VPN — это виртуальная частная сеть, с помощью нее можно объединить несколько локальных сетей через сеть интернет. Используется в большинстве случаев для обеспечения безопасности.

Вы можете найти намного больше терминов, но здесь мы перечислили все самые основные, которые будут встречаться чаще всего.

Уровни сетей и модель OSI

Обычно, сети обсуждаются в горизонтальной плоскости, рассматриваются протоколы сети интернет верхнего уровня и приложения. Но для установки соединений между двумя компьютерами используется множество вертикальных слоев и уровней абстракции. Это означает, что существует несколько протоколов, которые работают друг поверх друга для реализации сетевого соединения. Каждый следующий, более высокий слой абстрагирует передаваемые данные и делает их проще для восприятия следующим слоем, и в конечном итоге приложением.

Существует семь уровней или слоев работы сетей. Нижние уровни будут отличаться в зависимости от используемого вами оборудования, но данные будут передаваться одни и те же и будут иметь один и тот же вид. На другую машину данные всегда передаются на самом низком уровне. На другом компьютере, данные проходят все слои в обратном порядке. На каждом из слоев к данным добавляется своя информация, которая поможет понять что делать с этим пакетом на удаленном компьютере.

Модель OSI

Так сложилось исторически, что когда дело доходит до уровней работы сетей, используется модель OSI или Open Systems Interconnect. Она выделяет семь уровней:

• Уровень приложений — самый верхний уровень, представляет работу пользователя и приложений с сетью Пользователи просто передают данные и не задумываются о том, как они будут передаваться;
• Уровень представления — данные преобразуются в более низкоуровневый формат, чтобы быть такими, какими их ожидают получить программы;
• Уровень сессии — на этом уровне обрабатываются соединения между удаленным компьютерами, которые будут передавать данные;
• Транспортный уровень — на этом уровне организовывается надежная передача данных между компьютерами, а также проверка получения обоими устройствами;
• Сетевой уровень — используется для управления маршрутизацией данных в сети пока они не достигнут целевого узла. На этом уровне пакеты могут быть разбиты на более мелкие части, которые будут собраны получателем;
• Уровень соединения — отвечает за способ установки соединения между компьютерами и поддержания его надежности с помощью существующих физических устройств и оборудования;
• Физический уровень — отвечает за обработку данных физическими устройствами, включает в себя программное обеспечение, которое управляет соединением на физическом уровне, например, Ehternet или Wifi.

Как видите, перед тем, как данные попадут к аппаратному обеспечению им нужно пройти множество слоев.

Модель протоколов TCP/IP

Модель TCP/IP, еще известная как набор основных протоколов интернета, позволяет представить себе уровни работы сети более просто. Здесь есть только четыре уровня и они повторяют уровни OSI:

• Приложения — в этой модели уровень приложений отвечает за соединение и передачу данными между пользователям. Приложения могут быть в удаленных системах, но они работают как будто бы находятся в локальной системе;
• Транспорт — транспортный уровень отвечает за связь между процессами, здесь используются порты для определения какому приложению нужно передать данные и какой протокол использовать;
• Интернет — на этом уровне данные передаются от узла к узлу по сети интернет. Здесь известны конечные точки соединения, но не реализуется непосредственная связь. Также на этом уровне определяются IP адреса;
• Соединение — этот уровень реализует соединение на физическом уровне, что позволяет устройствам передавать между собой данные не зависимо от того, какие технологии используются.

Эта модель менее абстрактная, но мне она больше нравиться и ее проще понять, поскольку она привязана к техническим операциям, выполняемым программами. С помощью каждой из этих моделей можно предположить как на самом деле работает сеть. Фактически, есть данные, которые перед тем, как будут переданы, упаковываются с помощью нескольких протоколов, передаются через сеть через несколько узлов, а затем распаковываются в обратном порядке получателем. Конечные приложения могут и не знать что данные прошли через сеть, для них все может выглядеть как будто обмен осуществлялся на локальной машине.

Основные протоколы интернета

Как я уже сказал. в основе работы сети лежит использование нескольких протоколов, которые работают один поверх другого. Давайте рассмотрим основные сетевые протоколы интернет, которые вам будут часто встречаться, и попытаемся понять разницу между ними.

• MAC или (Media Access Control) — это протокол низкого уровня, который используется для идентификации устройств в локальной сети. У каждого устройства, подключенного к сети есть уникальный MAC адрес, заданный производителем. В локальных сетях, а все данные выходят из локальной сети и попадают в локальную сеть перед тем, как попасть к получателю, используются физические MAC адреса для обозначения устройств. Это один из немногих протоколов уровня соединения, с которым довольно часто приходится сталкиваться.
• IP ( Internet Protocol) — расположен уровнем выше, за MAC. Он отвечает за определение IP адресов, которые будут уникальными для каждого устройства и позволяют компьютерам находить друг друга в сети. Он относится к сетевому уровню модели TCP/IP. Сети могут быть связанны друг с другом в сложные структуры, с помощью этого протокола компьютеры могут определить несколько возможных путей к целевому устройству, причем во время работы эти пути могут меняться. Есть несколько реализаций протокола, но наиболее популярной на сегодняшний день является IPv4 и IPv6.
• ICMP (Internet control message protocol) — используется для обмена сообщениями между устройствами. Это могут быть сообщения об ошибках или информационные сообщения, но он не предназначен для передачи данных. Такие пакеты используются в таких диагностических инструментах, как ping и traceroute. Этот протокол находится выше протокола IP;
• TCP (Transmission control protocol) — это еще один основной сетевой протокол, который находится на том же уровне, что и ICMP. Его задача — управление передачей данных. Сети ненадежны. Из-за большого количества путей пакеты могут приходить не в том порядке или даже теряться. TCP гарантирует, что пакеты будут приняты в правильном порядке, а также позволяет исправить ошибки передачи пакетов. Информация приводится к правильному порядку, а уже затем передается приложению. Перед передачей данных создается соединение с помощью так называемого алгоритма тройного рукопожатия. Он предусматривает отправку запроса и подтверждение открытия соединения двумя компьютерами. Множество приложений используют TCP, это SSH, WWW, FTP и многие другие.
• UDP (user datagram protocol) — это популярный протокол, похожий на TCP, который тоже работает на транспортном уровне. Отличие между ними в том, что здесь используется ненадежная передача данных. Данные не проверяются при получении, это может выглядеть плохой идеей, но во многих случаях этого вполне достаточно. Поскольку нужно отправлять меньше пакетов, UDP работает быстрее, чем TCP. Поскольку соединение устанавливать не нужно, то этот протокол может использоваться для отправки пакетов сразу на несколько машин или IP телефонии.
• HTTP (hypertext transfer protocol) — это протокол уровня приложения, который лежит в основе работы всех сайтов интернета. HTTP позволяет запрашивать определенные ресурсы у удаленной системы, например, веб страницы, и файлы;
• FTP (file transfer protocol) — это протокол передачи файлов. Он работает на уровне приложений и обеспечивает передачу файла от одного компьютера к другому. FTP — не безопасный, поэтому не рекомендуется его применять для личных данных;
• DNS (domain name system) — протокол того же уровня, используемый для преобразования понятных и легко читаемых адресов в сложные ip адреса, которые трудно запомнить и наоборот. Благодаря ему мы можем получить доступ к сайту по его доменному имени;
• SSH (secure shell) — протокол уровня приложений, реализованный для обеспечения удаленного управления системой по защищенному каналу. Многие дополнительные технологии используют этот протокол для своей работы.

Есть еще очень много других протоколов, но мы рассмотрели только сетевые протоколы, которые больше всего важны. Это даст вам общие понятия того, как работает сеть и интернет в целом.

Выводы

В этой статье мы рассмотрели основы сетей и протоколов, которые используются для организации их работы. Конечно, этого совсем недостаточно, чтобы понять все, но теперь у вас есть определенная база и вы знаете как различные компоненты взаимодействуют друг с другом. Это поможет вам понимать другие статьи и документацию. Если вас серьезно заинтересовали основы сети интернет, то тут не хватит нескольких статей. Вам нужна книга. Обратите внимание на Камер Д. Сети TCP/IP. Принципы, протоколы и структура. В свое время я ее прочитал и мне очень понравилось.

На завершение видео про модель OSI:

Источник: digitalocean.com

Каналы передачи данных сети Интернет

Каналы передачи данных сети Интернет

Канал передачи данных — это средства двухстороннего обмена данными, которые включают в себя линии связи и аппаратуру передачи (приема) данных. Каналы передачи данных связывают между собой источники информации и приемники информации.

Примерное графическое изображение связей между сетями Интернета

Подключение к Internet

Как мы уже говорили, компьютеры, постоянно подключенные к Internet и управляющие перемещением информации в сети (постоянное соединение), называют серверами Internet.

Временное подключение компьютера к серверу сети называют коммутируемым подключением. Если это подключение производится дистанционно (с помощью телефонных линий связи), то соединение называют соединением удаленного доступа.

Чтобы подключиться к Internet, надо подключить компьютер к другому компьютеру, имеющему постоянный IP-адрес. Каждый сервер сети имеет постоянный IP—aдpec – это межсетевой протокол (Internet Protocol, IP) отвечающий за адресацию.

Кроме наличия IP-адреса для подключениянеобходим модем. Он должен быть подключен к компьютеру для соединения по телефонному каналу с сервером Интернет-провайдера. Модемы обеспечивают передачу цифровых компьютерных данных по аналоговым телефонным каналам со скоростью до 56 Кбит/с.

Соединение удаленного доступа можно наглядно увидеть на рисунке

Цифровой сигнал

Цифровой сигнал

Телефонная линия (аналоговый сигнал)

Также необходимо купить время у Интернет (или сервис-провайдера). Организации, предоставляющие право на такое подключение, называются поставщиками услуг Internet. Обычно эти организации коммерческие и оказывают услуги подключения по договору. Интернет-провайдеры предоставляют телефонные линии, по которым придется звонить, чтобы получить доступ в Интернет.

При заключении договора на обслуживание провайдер предоставляет следующую информацию.

1. Номер телефона, по которому выполняется соединение удаленного доступа с помощью телефонной линии и модема.

2. Имя пользователя (login), которое следует ввести для регистрации в момент соединения.

3. Пароль (password), ввод которого подтверждает имя пользователя.

Провайдеры Интернета имеют высокоскоростные соединения своих серверов с Интернетом (1 Мбит/с и выше) и поэтому могут предоставить Интернет-доступ по телефонным каналам одновременно сотням и тысячам пользователей. Важно, что при этом телефонный номер остается свободным. Обычные и ADSL-модемы подключаются к USB-порту компьютера и к разъему телефонной розетки.

пример ADSL – модема Пример обычного модема

Многие провайдеры в качестве дополнительной услуги предоставляют электронный почтовый ящик, и можно принимать сообщения из любой точки нашей планеты. Если эта организация научная или учебная, она может предоставлять своим сотрудникам и партнерам бесплатное подключение, но при этом контролировать характер их работы в Сети.

Крупные организации подключают к Internet свои локальные сети на постоянной основе, и сами становятся частью Internet.

Способов подключения к оборудованию провайдера достаточно много. Это подключение по коммутируемой телефонной линии, по выделенной линии, по цифровой телефонной связи, по сети кабельного телевидения, по спутниковым каналам, по радиоканалу.

Каналы передачи данных

В зависимости от физической среды передачи данных каналы связи можно разделить на:

• проводные линии связи без изолирующих и экранирующих оплеток;

• кабельные, где для передачи сигналов используются такие линии связи как кабели «витая пара», коаксиальные кабели или оптоволоконные кабели;

• беспроводные (радиоканалы наземной и спутниковой связи), использующие для передачи сигналов электромагнитные волны, которые распространяются по эфиру.

Проводные линии связи

Проводные (воздушные) линии связи используются для передачи телефонных и телеграфных сигналов, а также для передачи компьютерных данных. Эти линии связи применяются в качестве магистральных линий связи.

По проводным линиям связи могут быть организованы аналоговые и цифровые каналы передачи данных. Скорость передачи по проводным линиям является очень низкой. Кроме того, к недостаткам этих линий относятся помехозащищенность и возможность простого несанкционированного подключения к сети.

Кабельные каналы связи

В компьютерных сетях используются три типа кабелей.

Витая пара (twisted pair)

Кабель используется для передачи данных на скорости 10 Мбит/с и 100 Мбит/с. Коаксиальный кабель (coaxial cable)

Пропускная способность – 50-100 Мбит/с. Допустимая длина линии связи – несколько километров.

Оптоволоконный кабель (fiber optic)

Скорость передачи данных 3Гбит/c.

Беспроводные (радиоканалы наземной и спутниковой связи)

Используют в случаях подключения неудобно расположенных или удаленных компьютерных сетей, когда прокладка кабеля затруднена или невозможна.

Радиоканалы

Радиорелейные каналы связи состоят из последовательности станций, являющихся ретрансляторами. Связь осуществляется в пределах прямой видимости, дальности между соседними станциями — до 50 км. Цифровые радиорелейные линии связи (ЦРРС) применяются в качестве региональных и местных систем связи и передачи данных, а также для связи между базовыми станциями сотовой связи.

Спутниковый канал

В спутниковых системах используются антенны для приема радиосигналов от наземных станций и ретрансляции этих сигналов обратно на наземные станции. В спутниковых сетях используются три основных типа спутников, которые находятся на геостационарных орбитах, средних или низких орбитах. Спутники запускаются, как правило, группами. Разнесенные друг от друга они могут обеспечить охват почти всей поверхности Земли. Работа спутникового канала передачи данных представлена на рисунке

Целесообразнее использовать спутниковую связь для организации канала связи между станциями, расположенными на очень больших расстояниях, и возможности обслуживания абонентов в самых труднодоступных точках. Пропускная способность высокая – несколько десятков Мбит/c.

Сотовые каналы связи

Радиоканалы сотовой связи строятся по тем же принципам, что и сотовые телефонные сети. Сотовая связь — это беспроводная телекоммуникационная система, состоящая из сети наземных базовых приемо-передающих станций и сотового коммутатора (или центра коммутации мобильной связи).

Технологии доступа в Интернет

Wi-Fi

Пользователи портативных компьютеров могут подключаться к Интернету с использованием беспроводной технологии Wi-Fi. На вокзалах, аэропортах и других общественных местах устанавливаются точки доступа беспроводной связи, подключенные к Интернету. В радиусе 100 метров портативный компьютер, оснащенный беспроводной сетевой картой, автоматически получает доступ в Интернет со скоростью до 54 Мбит/с.

PLC

PLC — новая телекоммуникационная технология, базирующаяся на использовании электросетей для высокоскоростного информационного обмена (Интернет из розетки). Позволяет передавать данные по высоковольтным линиям электропередач, без дополнительных линий связи. Компьютер подключается к электрической сети и выходит в Интернет через одну и ту же розетку. Для подключения к домашней сети не требуется никаких дополнительных кабелей. К домашней сети можно подключить различное оборудование: компьютеры, телефоны, охранную сигнализацию, холодильники и т.д.В этой технологии, основанной на частотном разделении сигнала, высокоскоростной поток данных разбивается на несколько низко скоростных, каждый из которых передается на отдельной частоте с последующим их объединением в один сигнал. При этом Интернет-устройства могут «видеть» и декодировать информацию.

Bluetooth

Bluetooth — это технология передачи данных на короткие расстояния (не более 10 м). Скорость передачи данных не превышает 1 Мбит/с.

WiMAX

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), аналогично WiFi — технология широкополосного доступа к Интернет. WiMAX, в отличие от традиционных технологий радиодоступа, работает и на отраженном сигнале, вне прямой видимости базовой станции. Информацию можно передавать на расстояния до 50 км со скоростью до 70 Мбит/с.

WiMAX частично удовлетворяет условиям сетей 4G, основанных на пакетных протоколах передачи данных. К семейству 4G относят технологии, которые позволяют передавать данные в сотовых сетях со скоростью выше 100 Мбит/сек. и повышенным качеством голосовой связи. Для передачи голоса в 4G предусмотрена технология VoIP.

RadioEthernet

RadioEthernet — технология широкополосного доступа к Интернет, обеспечивает скорость передачи данных от 1 до 11 Мбит/с, которая делится между всеми активными пользователями. Для работы RadioEthernet-канала необходима прямая видимость между антеннами абонентских точек. Радиус действия до 30 км.

MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System)

MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System). Эти системы способна обслуживать территорию в радиусе 50—60 км, при этом прямая видимость передатчика оператора является не обязательной. Средняя гарантированная скорость передачи данных составляет 500 Кбит/с — 1 Мбит/с, но можно обеспечить до 56 Мбит/с на один канал.

Мобильный GPRS – Internet

Мобильный GPRS – Интернет. Для пользования услугой «Мобильный Интернет» при помощи технологии GPRS необходимо иметь телефон со встроенным GPRS — модемом и компьютер. Технология GPRS обеспечивает скорость передачи данных до 114 Кбит/с. При использовании технологии GPRS тарифицируется не время соединения с Интернетом, а суммарный объем переданной и полученной информации. Вы сможете просматривать HTML-страницы, перекачивать файлы, работать с электронной почтой и любыми другими ресурсами Интернет.

Мобильный CDMA – Internet

Мобильный CDMA — Internet. Сеть стандарта CDMA — это стационарная и мобильная связь, а также скоростной мобильный интернет. Для пользования услугой «Мобильный Интернет» при помощи технологии CDMA необходимо иметь телефон со встроенным CDMA — модемом или CDMA модем и компьютер. Технология CDMA обеспечивает скорость передачи данных до 153 Кбит/с или до 2400 Кбит/с — по технологии EV-DO Revision 0.

В настоящее время технология CDMA предоставляет услуги мобильной связи третьего поколения. Технологии мобильной связи 3G (third generation — третье поколение) — набор услуг, который обеспечивает как высокоскоростной мобильный доступ к сети Интернет, так и организовывает видеотелефонную связь и мобильное телевидение. Мобильная связь третьего поколения строится на основе пакетной передачи данных. Сети третьего поколения 3G работают в диапазоне около 2 ГГц, передавая данные со скоростью до 14 Мбит/с.

Вывод: каждый способ подключения к сети зависит от нескольких показателей, а именно от финансово положения, населенного пункта и от потребностей потребления ресурсов Интернет.