Сервіси і протоколи мережі Internet

У мережі Internet використовується передача з комутацією пакетів по протоколу TCP/IP. Цей протокол складається з транспортного протоколу TCP і мережевого протоколу IP. Сервіси мережі реалізуються протоколами більш високих рівнів.

Сервіси Internet
Кінцеві користувачі працюють в Internet, використовуючи його сервіси. Безпосереднім постачальником цих сервісів є провайдери. Зараз Internet-технології розвиваються настільки стрімко, що нові сервіси з’являються швидше, ніж користувачі встигають їх освоювати. Однак, не дивлячись на велику загальну кількість сервісів (послуг) Internet, в основі більшості з них лежать базові сервіси, розроблені і освоєні ще в перші часи створення і розвитку глобальних мереж.
Мережа Internet надає такі види сервісу:

1. Електронна пошта
2. Мережеві новини
3. Передача файлів
4. Пошук файлів
5. Віддалене керування комп’ютером
6. Предявлення і передача інформації в гіпермедійній формі

• WWW - доступ до гіпертекстового простору, для якого

використовується протокол http. Гіпертекст - це документ, який містить посилання на інші документи. Це - спосіб впорядкування інформації за допомогою зв’язків між документами. Термін уведено Т.Нельсоном 1965 року. Технологія гіпертексту забезпечує пошук заданих даних у масивах документів;

• FTP (File Transfer Protocol - протокол передачі файлів).

Передавання даних між вузлами комп’ютерної мережі. При цьому використовується протокол ftp;Служба FTP призначена для пересилання файлів між комп'ютерами. Ця служба дає змогу швидко та якісно пересилати файли великих розмірів, зокрема, програми, звукові, відеофайли та ін.

• DNS (Domain Name Service - сервіс доменних імен). Призначений

для переведення ІР-адрес у доменні і навпаки. Спочатку для цього в глобальних мережах були призначені спеціальні сервери. Згодом кожний великий сервер почав надавати таку послугу;

• Telnet - віддалений доступ. Цей сервіс дозволяв організувати

доступ користувача з віддаленого комп’ютера до апаратних і програмних ресурсів іншого комп’ютера. Зараз ця послуга є інтегральною частиною, наприклад, операційної системи Windows XP. Для її використання слід надати сторонньому користувачеві дозвіл використовувати з його комп’ютера ресурси вашого комп’ютера;Telnet використовують для віддаленого доступу до ресурсів інших комп'ютерів. Останнім часом популярними стали нові служби Інтернету: інтерактивний чат, аудіо- і відеоконференції, де користувачі можуть спілкуватися в режимі реального часу, інтернет-радіо, інтернет-телебачення, мобільний інтернет тощо.

• E-Mail - електронна пошта. Передавання даних з використанням

спеціальних протоколів побітової передачі даних, причому в більшості випадків для передавання використовується протокол UUCP (Unix to Unix Copy Program - програма копіювання даних з одної Unix-машини на іншу), а для приймання - протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol - простий протокол передавання пошти). Останнім часом для електронної пошти почав широко використовуватись протокол POP3 (Post Office Protocol - протокол поштового офісу), який є комбінацією двох попередніх протоколів, і який в свою чергу поступово витісняється протоколом IMAP (Interactive Mail Access Protocol - протокол інтерактивного доступу до пошти)електронна пошта повторює переваги (простоту, дешевизну, можливість пересилання нетекстової інформації, можливість підписати і зашифрувати лист) та недоліки (негарантований час пересилки, можливість доступу для третіх осіб під час пересилки, неінтерактивність) звичайної пошти. Проте у них є і суттєві відмінності. Вартість пересилки звичайної пошти у значній мірі залежить від того, куди вона повинна бути доставлена, її розміру та типу. У електронної пошти такої залежності або немає, або вона досить невідчутна. Електронний лист можна шифрувати та підписувати більш надійніше та зручніше, ніж лист на папері — для останнього, власне, взагалі не існує загальноприйнятих засобів шифровки. Швидкість доставки електронних листів набагато вища, ніж паперових, та мінімальний час проходження незрівнянно менший.

Користувач електронної пошти має електронну скриньку, розміщену на одному з серверів електронної пошти. Доступ до скриньки зумовлений введенням імені користувача (слово з латинськиих літер) та пароля. Відповідно надсилати листи можемо конкретній людині, котра також має свою поштову скриньку.

Дана служба чи не найстаріша в інтернет. Найпопулярніші програми-клієнти електронної пошти: Eudora Mail, Evolution, KMail, Mozilla Mail, Mozilla Thunderbird, Netscape Mail, Novell GroupWise, Opera Mail (M2), Outlook, Outlook Express, TheBat!

Отримати поштову скриньку можна у свого провайдера інтернет (фірма що надає Вам доступ до інтернет) або зареєструвати скриньку на одному з безкоштовних серверів.;

• перелік розсилання - розсилання даних засобами електронної

пошти за наперед сформованим переліком кореспондентів;

• Usenet - конференція користувачів. Обмін повідомленнями

засобами електронної пошти між користувачами конференції та її організатором. Зміст повідомлень розміщується на сайті конференції в порядку їх надходження. На екран виводяться останні кілька повідомлень, але є можливість переглянути всю історію конференції. Конференція може бути модерована (керована модератором) і немодерована. Кожна конференція може мати свої специфічні правила участі, але для всіх конференцій є обов’язковим дотримання загальних правил мережевого етикету;

• IRC (Internet Relay Chat - система діалогового спілкування в

Internet) - засіб ретрансляції обміну повідомленнями в режимі реального часу. Результати ретрансляції відображаються на сайті чату;

• ICQ (акронім фрази "I Seek You" - "шукаю тебе") - програма

інтерактивних конференцій в Internet, розроблена 1996 року фірмою Mirabilis (Тель-Авів) і викуплена згодом фірмою AOL. Програма підтримує також електронну пошту і передавання файлів. Для використання цього сервісу потрібно, щоб усі користувачі працювали в режимі on-line;

• послуги Real Audio та Real Video - передавання потокового аудіо

та відео. Послуга набула великого поширення із розширенням мережі надавачів таких потоків, а також технологій обробки аудіо та відео засобами комп’ютерних технологій.

 Класифікація комп’ютерних мереж

За призначенням комп’ютерні мережі поділяються на:

1.обчислювальні – призначені для розв’язання завдань користувачів з обміном даними між їх абонентами;  

2.інформаційні – орієнтовані на представлення інформаційних послуг користувачам; 3.змішанні – поєднують функції обчислювальних та інформаційних комп’ютерних мереж. 

 За типом комп’ютерів, які входять до складу комп’ютерної мережі:

• однорідні – комп’ютерні мережі, які складаються із програмно-спільних ЕОМ;
• неоднорідні – комп’ютерні мережі, до складу яких входять програмно-несумісні комп’ютери.
    
  За територіальним розташуванням комп’ютерні мережі поділяються на:
   
• контролюючі (CAN – Controller Area Network) – стандарт мережі, орієнтований перш за все на об’єднання в єдину мережу різного виконавчого обладнання і датчиків. CAN розроблені в середині 1980р. і нині широко використовується в промисловій автоматизації, технологіях «розумного будинку», автомобільній  промисловості.
•  

Переваги CAN:

1. можливість роботи у режимі жорсткого реального часу;
2. простота реалізації і мінімальні затрати на використання;
3. висока стійкість до перешкод;
4. надійний контроль помилок передачі і прийому;
5. широкий діапазон швидкостей;
6. велика поширеність технології.

Недоліки CAN:

• максимальна довжина мережі обернено пропорційна швидкості передачі;
• великий розмір службових даних у пакеті;
• відсутність єдиного загальноприйнятого стандарту.

• локальні (LAN – Local Area Network) – об’єднують комп’ютери, які розташовані на невеликій відстані один від одного. Локальні мережі є мережами закритого типу, доступ до них дозволений лише обмеженому контингенту користувачів, для яких робота у такій мережі безпосередньо пов’язана з їхньою професійною діяльністю.

Склад локальної мережі: комп’ютери; мережеві адаптери; периферійні пристрої; середовище передачі; мережеві пристрої (комутатори, маршрутизатори, мости, повторювачі).

Комп’ютери можуть з’єднуватися між собою, використовуючи різні середовища доступу: мідні провідники, оптичні кабелі і радіоканал (безпровідні технології). Провідний зв’язок установлюється через Ethernet, безпровідний – через Wi-Fi,Bluetooth, GPRS та ін.

Сучасні локальні мережі будуються на основі топології «зірка» з використанням концентраторів (хабів), комутаторів та кабелю. Дана технологія, що носить назву Fast Ethernet дозволяє проводити обмін інформацією на швидкостях 100Мбіт/с, 1Гбіт/с, 10Гбіт/с та навіть 100Гбіт/с.

Комп’ютери, що входять у локальну мережу, поділяються на два типи: робочі станції, призначені для користувачів і сервери, які, як правило, недоступні для звичайних користувачів.

У порівнянні з глобальною мережею, локальна мережа зазвичай має більшу швидкість обміну даними, менше географічне покриття та відсутність необхідності використовувати запозиченої телекомунікаційної лінії зв’язку.

За допомогою локальної мережі один комп’ютер отримує доступ до ресурсів іншого таких, як дані та периферійні пристрої (принтери, модеми, факси). Використання локальних мереж дає можливість розподілу ресурсів великої вартості. Локальні мережі значною мірою допоможуть удосконалити роботу у медичних закладах. Адже лікар, вводячи дані про пацієнта в комп’ютер, може надати доступ до цих даних іншим лікарям, до яких необхідно направити пацієнта, та відправити запит на обстеження. Таким чином виникає можливість більш раціонально розподілити прийом пацієнтів і уникнути великих черг. Результати обстежень пацієнта (наприклад, рентгенограми, томограми та ін.) теж можна передавати через локальну мережу

Мережеві протоколи. 

 З появою мереж була усвідомлена необхідність створення правил і процедур, що визначають принципи взаємодії користувачів у мережі. Такі правила називаються прото-колами. Для мереж розроблена семирівнева ієрархічна структура протоколів. Відповідно до цієї структури протоколів потік інфо-рмації в мережах має дискретну структуру, логічною одиницею якої є пакет (кадр). Вся інформації між вузлами мережі передається у вигляді пакетів, що мають інформаційні і керуючі поля: порядковий номер, адреса одержувача, контрольна сума і т.д.
Верхній (сьомий) рівень протоколів є основним, заради якого існують всі інші рівні. Він називається прикладним, оскільки з ним взаємодіють прикладні програми кінцевого користувача. Прикла-дний рівень визначає семантику, тобто зміст інформації, якою обмі-нюються користувачі.
Шостий рівень називається рівнем представлення. Він визначає синтаксис переданої інформації, тобто набір знаків і способи їхнього представлення, що є зрозумілим для користувача.
П’ятий рівень (сеансовий) керує взаємодією користувачів у ході сеансу зв’язку між ними.
Четвертий рівень (транспортний) забезпечує пересилання повідомлень (виконує поділ повідомлень на пакети на передавальному вузлі і збірку повідомлень з пакетів на прийомному).
Третій рівень (мережевий) виконує маршрутизацію пакетів даних у мережі.
Другий рівень (канальний) здійснює відповідне оформлення пакетів даних для передачі по каналу зв’язку (такі пакети називають кадрами),контроль помилок і відновлення інформації після помилок.
Перший рівень (фізичний) здійснює перетворення даних пакета в сигнали, передані по каналу зв’язку.
Кожний з протоколів взаємодіє тільки із сусідніми по ієрархії протоколами. Так, наприклад, прикладні програми, взаємодіючи з протоколами шостого і сьомого рівнів, не залежать від особливостей реалізації конкретної мережі, обумовленої протоколами нижчих рівнів.

                                                                  Топологія мереж
Топологія мережі – це її геометрична форма або фізичне розташування комп’ютерів по відношенню один до одного. Існують такі типи топологій: зірка, кільце, шина, дерево, комбінована.
Мережа у вигляді зірки містить центральний вузол комутації, до якого посилаються всі повідомлення з вузлів.
Мережа у вигляді кільця має замкнений канал передачі даних в одному напрямку. У кільцевій топології вузли, з’єднуючись послідовно один з одним, утворюють кільце. Дані по мережі передаються від вузла до вузла. Передача інформації з кільця здійснюється тільки в одному напрямку, наприклад, по годинній стрілці. Така мережа проста в керуванні, однак її надійність цілком визначається надійністю центрального вузла.
У мережі з деревоподібною чи ієрархічною топологією кожен вузол зв’язаний з одним вищестоячим керуючим вузлом і одним чи декількома нижчестоячими керованими вузлами. Назва топології зв’язана з тим, що вона нагадує дерево, гілки якого ростуть з кореня вниз до самого нижнього рівня. Топологія деревоподібної мережі найчастіше відображає ієрархічну організаційну структуру установи, у рамках якої вона створена. Така мережа приваблива з погляду простоти керування, розширюваності.
Інформація передається послідовно між адаптерами робочих станцій доти, доки не буде прийнята отримувачем.
Топологія “Шина” використовує як канал для передечі даних, коаксіальний кабель. Усі комп’ютери підєднуються безпосередньо до шини.
У мережі з топологією “Шина” дані передаються в обох напрямках одночасно.
У локальних мережах інформація передається на невелику відстань. Локальні мережі поєднують комп'ютери, що розташовані недалеко один від одного. Для передачі інформації використо-вуються високошвидкісний канал передачі даних, швидкість у якому приблизно така сама, як швидкість внутрішньої шини комп'ютера. Найбільш відомими типами локальних мереж є Ethernet і Token Ring.
Регіональні обчислювальні мережі розташовуються в межах визначеного територіального регіону (групи підприємств, міста, області і т.д.). Регіональні обчислювальні мережі мають багато спільного з ЛОМ, але вони по багатьох параметрах більш складні і комплексні. Підтримуючи великі відстані, вони можуть викорис-товуватися для об’єднання декількох ЛОМ в інтегрованому мережеву систему.
Глобальні обчислювальні системи охоплюють територію держави чи декількох держав і видовжуються на сотні і тисячі кілометрів. Глобальні обчислювальні мережі часто з’єднують багато локальних і регіональних мереж. У порівнянні з локальними більшість глобальних мереж відрізняє повільна швидкість передачі і більш низька надійність. Найбільш відомою глобальною мережею є мережа Internet.

                                                                Комп'ютерні мережі
 
Інформаційно-комунікаційні технології, що з'явилися у другій половині XX ст., суттєво змінили життя людства. Саме вони створили передумови формування інформаційного суспільства, в якому визначальну роль відіграють інформація та нові знання. Саме в такому суспільстві ми з вами сьогодні живемо.
Перші ЕОМ були призначені лише для швидкої обробки числових даних. Згодом обчислювальна техніка стала широко використовуватися в наукових дослідженнях, виробництві, освіті, побуті тощо. У користувачів віддалених один від одного комп'ютерів з'явилася потреба у швидкому обміні даними. Для цього було запропоновано об'єднати комп'ютери в єдину систему і таким чином передавати дані від одного комп'ютера до іншого. Так були створені комп'ютерні мережі
Комп'ютерна мережа — це сукупність комп'ютерів та інших пристроїв, зв'язаних каналами передавання даних.
Комп'ютерні мережі забезпечують спільний доступ до даних. У мережі виділяють комп'ютери, на яких розміщують великі масиви даних, а користувачі інших комп'ютерів мережі одержують доступ до них. Це дає можливість, наприклад, людям, котрі працюють над одним проектом, використовувати дані, створені іншими, тобто працювати над проектом одночасно.
За допомогою комп'ютерної мережі стає можливим спільне користування перифе¬рійними пристроями: принтерами, сканерами, модемами тощо. Невигідно мати їх біля кожного персонального комп'ютера, наприклад, у комп'ютерному класі або в банку.

Комп'ютерні мережі також дозволяють у короткі терміни розв'язувати складні пукові та інженерні задачі (прогнозування стихійних лих, проектування аерокосмічих апаратів, обробка знімків Землі, отриманих зі супутників, моделювання й аналіз периментів у фізиці тощо). У 2006 р. в Києві відкрито
Центр суперкомп'ютерних обчислень. Найпотужніший суперкомп'ютер в Україні дозволяє вітчизняним ученим тльно здійснювати обробку великих масивів даних, що зберігаються в різних організаціях, швидше виконувати складні обчислення. Створення комп'ютерних мереж відкрило нові можливості для електронного зв'язку. Сьогодні люди, що мають комп'ютери, можуть спілкуватися між собою, незважаючи на віддаль і час. З появою комп'ютерних мереж комп'ютер став своєрідним вікном у величезний світ інформації.
Основне призначення всіх комп'ютерних мереж — це спільний доступ до мережних ресурсів (апаратного забезпечення комп'ютерів, периферійних пристроїв), спільне використання даних та швидкий обмін ними, спільне використання програмного забезпечення