Локальные сети. Интернет

Любой ПК имеет некоторые стандартные порты (например, COM, LPT или FireWire). Прямое соединение – это соединение двух ПК кабелем, связывающим их стандартные порты. Более развитые ПК имеют сетевые карты. Сетевая карта – это устройство, которое переводит информацию в формат передачи по физической среде и обратно.

Интернет родился в США из системы станций раннего обнаружения пусков баллистических ракет. Его история состоит из трех этапов:

1. 1969–1983 гг. Национальная глобальная сеть США состояла из нескольких тысяч компьютеров, связанных в небольшие локальные сети, соединенные шлюзами. Каждая локальная сеть обслуживалась своим программным обеспечением. Согласованием протоколов (протокол – набор правил, в соответствии с которыми выполняется обмен данными между абонентами) между сетями занимались шлюзы. Устойчивость сети обеспечивалась за счет использования протокола передачи TCP и протокола адресации IP.

Согласно протоколу IP, каждый компьютер должен иметь уникальный сетевой адрес, IP-адрес. Форма этого адреса должна быть стандартной независимо от того, какой локальной сети компьютер принадлежит и какие протоколы в ней приняты. IP-адрес задается четырехбайтным числом (например, 192.168.0.13).

Идея протокола TCP в том, что он пакетный. То есть сообщения (файлы, документы и т. д.) нарезаются на небольшие пакеты, которые передаются порознь. Если после передачи некоторого количества пакетов линия связи нарушится, то непереданные пакеты пойдут к адресату другими маршрутами. За выбором пути пакета следит маршрутизатор – устройство, отвечающее за распределение сообщений по адресам. Руководствуясь IP-адресом, оно направляет поступающие пакеты так, чтобы они оказывались ближе к адресату.

Постепенно происходила передача сети из военного в гражданское подчинение.

2. 1984 г. – начало 90-х гг. Сеть финансируется научными организациями, ведущими борьбу с коммерциализацией Сети. Для удобства распределения финансов, Сеть разделили на домены (например, организации, не претендующие на государственное финансирование, объединились в домене com). Происходит активное подключение зарубежных сетей, получающих так называемые национальные домены.

3. Начало 90-х гг. – наши дни. Тим Бернерс-Ли из Европейской лаборатории физики элементарных частиц (CERN) придумывает службу World Wide Web (WWW), построенную на идее гипертекста, предложенной еще в 1969 г. Тедом Нельсоном.

WWW – это громадный гипертекстовый документ. Точнее, множество маленьких документов-страниц, связанных между собой специальными ссылками. Каждый термин в статье может быть связан с другой статьей, которая в свою очередь может отсылать к другим материалам. Причем части одного документа, связанные между собой ссылками, могут располагаться где угодно, а не обязательно на одном участке информационного пространства. Страница – наименьшая единица WWW. Может содержать не только текст, но и картинки, звуки, видео, а также ссылки на другие страницы.

Построены они могут быть по однооконному принципу (занимает все окно браузера, при щелчке по ссылке на экран выводится следующая страница) или по принципу множества окон – фреймов. В этом случае окно браузера разделяется на несколько частей: в одной, остающейся на экране постоянно, находятся все основные ссылки, а в другой, большей по размеру, происходит смена содержимого при выборе одной из ссылок. Схожие по тематике сайты могут быть объединены в кольца, или порталы. Портал – группы сайтов с необходимыми пользователю услугами, доступ к которым можно получить с единой для них всех титульной странички. Портал обеспечивает доступ к поисковой системе, к ленте новостей, разбитой по категориям, соответствующим специфике портала, к каталогу страниц Интернета, к электронному магазину или аукциону.

В идеале вся важная информация на странице должна находиться в пределах одного экрана. На ней могут присутствовать следующие элементы:

1. Текст. Лучше использовать стандартные шрифты. Очень вычурные (сложные) надписи проще рисовать картинками.

2. Фон. Указание фона практически не увеличивает размер документа.

3. Графика. Следует выбирать картинки не очень большого размера, чтобы страничка быстро отображалась.

4. Баннеры. Ссылки-картинки (обычно рекламные) на другие страницы.

5. Флэш-анимация. Движущиеся картинки на основе векторной графики.

6. Java-applet. Программки, оживляющие страничку. Выполняются на клиенте.

7. CGI-скрипты. Программки, позволяющиеавтоматизировать многие сложные операции с данными, вводимыми посетителями, выполняются на сервере. Разновидность скриптов – счетчики.

У любой странички в Сети есть адрес, сокращенно называемый URL (Universal Resource Locator), – указатель ресурса. Пример адреса: http://www.ivanov.narod.ru/index.htm.

В этом адресе обозначены:

http:// – префикс, показывающий маршрутизатору, что происходит обращение именно к гипертекстовому документу. Эту часть адреса можно опустить;

ivanov.narod.ru – доменное имя сайта, под которым он зарегистрирован в Сети. Доменные имена читаются справа налево и бывают нескольких уровней. Самый высший из них, первый, обозначает целую региональную зону, например, в нашей стране доменом первого уровня является www.ru. Все остальные сайты, включенные в зону ru, относятся к доменам второго уровня (например, www.narod.ru). Более того, домен второго уровня также может делегировать домены отдельным сайтам.

Домены первого уровня могут быть географическими (ru – Россия,
su – CCCP (домен остался со времен СССР), ch – Китай, fr – Франция,
de – Германия, jp – Япония, tw – Тайвань, uа – Украина, и т. д.). А могут обозначать не только регион, но и тип организации, которой этот сайт и принадлежит: gov – правительственное учреждение, com – коммерческая организация, net – организация, имеющая отношение к сетевым услугам, mil – военное учреждение, edu – образовательное учреждение.

Особенности современного Интернета:

а) децентрализация. Интернет представляет собой огромную совокупность опорных сетей. У каждой сети есть свой владелец и своя система управления, но никто не владеет всем Интернетом.

б) финансирование за счет конечных пользователей. ПК получает
доступ к Интернету благодаря установлению соединения с компьютером регионального сервис-провайдера – организации, сеть которой имеет постоянное подключение к Интернету и предоставляет услуги другим организациям и отдельным пользователям. Региональный сервис-провайдер подключается в свою очередь к более крупному сервис-провайдеру – сети национального масштаба, имеющей узлы в различных городах страны или даже в нескольких странах. Национальные сети получают доступ в глобальный Интернет благодаря подключению к международным сервис-провайдерам;

в) теоретически каждому конечному пользователю доступна информация всей сети. И, наоборот, всем пользователям сети доступна информация и разделяемые ресурсы конкретного компьютера.

Для обработки любой информации, решения любой задачи в Интернете необходима пара программ. Одна программа называется сервером и устанавливается на удаленном сетевом компьютере. Другая программа – клиент – устанавливается на собственном компьютере. Сервер и клиент работают совместно и называются службой. WWW-сервером называется подключенный к сети компьютер, на котором хранятся и сайты, и странички. На одном WWW-сервере может быть один сайт (особенно если это очень обширный сайт, например, Microsoft), а может быть и много – если, например, речь идет о сервере провайдера, хранящего на своем компьютере множество маленьких «домашних страничек». Для их просмотра необходима специальная программа, Web-клиент, – браузер. Самые популярные браузеры – Internet Explorer, Mozilla FireFox, Opera.

Например, Internet Explorer состоит из следующих основных частей:

1. Собственно окно, в котором происходит открытие и просмотр WWW-страниц.

2. Адресная строка, предназначенная для ввода адреса WWW-страницы. Браузеры ведут историю страниц, используемых пользователем, и предлагают выбрать адрес из списка, после того как пользователь набрал первые буквы адреса.

3. Кнопочная управляющая панель, включающая самые необходимые пользователю функции:

а) «Назад»/»Вперед» – перейти к предыдущей / к последующей просматриваемой страничке;

б) «Остановить» – остановить закачку страницы;

в) «Обновить» – обновить страницу (например, если браузер пытается зачитать ее содержимое из кэша);

г) «Домой» – переход к стартовой странице. Стартовая страница – страница, которая открывается при запуске браузера;

д) «Поиск» – поиск информации при помощи различных поисковых
систем;

е) «Избранное» – каталог пользовательских ссылок на различные
Интернет-страницы. Доступен и из меню «Пуск»;

ж) «Журнал» – список всех посещенных в последние дни страниц;

з) «Правка» – вызов редактора страниц.

4. Управляющее меню с выпадающими списками. Включает в себя
пункты:

а) «Сохранить как». Можно сохранить только саму страницу (только html) или весь ресурс с картинками и пр. (полностью);

б) «Вид кодировки». Выбирается кодировка для страницы в случае, если браузер неверно автоматически определил кодировку. Самые популярные кодировки – «КОИ-8», «Кириллица (windows)»;

в) «Свойства обозревателя». Можно задать стартовую страницу; параметры журнала (количество дней хранения ссылок); размер и параметры кэша для страниц; имена программ для работы с электронной почтой и группами новостей, редактор Web-страниц, программу для голосового общения по Сети и т. д.; параметры отображения страниц (показывать картинки, проигрывать видеоклипы и пр.).

5. Контекстное меню, вызываемое щелчком правой кнопки мыши.

Поисковые системы

В больших хранилищах информации существует проблема, состоящая не столько в накоплении информации, сколько в ее структурировании и обеспечении возможности поиска нужных сведений и быстрого доступа к ним. Поисковые системы, например, Google, Yandex, Altavista, – одни из самых популярных ресурсов Интернета. Поисковые системы разделяют
на два вида:

· Каталоги. Сведения о страницах рассортированы по тематике. Рейтинги позволяют отсортировать страницы каталога по посещаемости.

· Пауки (поисковые роботы). Заползают на все существующие страницы и заносят ссылки на них в базу данных, по которой ведется поиск. Для удобства поисковых роботов практически каждая страница снабжена скрытым от пользователя, но доступным роботам списком кодовых слов, определяющих тематику сайта. Этот список указывают разработчики страниц.

Для поиска используется специальный язык запросов. Ряд поисковых систем позволяют связывать части запроса логическими операторами AND
(в документе должны быть все слова, содержащиеся в запросе), OR (в документе должно быть хотя бы одно слово, содержащееся в запросе), NOT
(будут выбраны все документы, содержащие слово перед этим оператором, но исключая содержащиеся после него слова), NEAR (слова, разделенные этим оператором, должны находиться максимально близко друг от друга).

Для поиска медицинской информации удобно пользоваться специализированными медицинскими поисковыми системами. Наиболее популярны следующие из них:

· Medical Word Search (http://www.mwsearch.com). Первая поисковая система, специально развиваемая в медицинской сфере. Помогает сформулировать оптимально точный запрос для поиска в Интернете, облегчает поиск за счет использования медицинского тезауруса, позволяющего автоматически дополнять запрос связанными терминами;

· MedSeek (http://www.medseek.com). База данных поисковой системы содержит информацию о большом количестве практикующих врачей и о госпиталях и клиниках, а также сопутствующую информацию;

· PubMed (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez). Служба Национальной медицинской библиотеки США, предназначенная для полнотекстового поиска более чем по 17 миллионам источников биомедицинского профиля.

Наиболее популярными российскими поисковыми системами типа каталог являются:

· Русский медицинский сервер (http://www.rusmedserv.com). Содержит информацию для специалистов и пациентов по различным отраслям медицины, медицинские публикации, форумы, каталоги специалистов и медицинских сайтов;

· Мед. портал (http://www.medportal.ru). Содержит медицинскую энциклопедию, статьи и новости медицинской тематики, справочник клиник и врачей-специалистов различного профиля.

Службы Интернета

Помимо службы WWW в Интернете существуют и другие службы.

1. TelNet, соединение с удаленным компьютером. Исторически, это одна из первых служб Интернета. Позволяет соединиться с удаленным компьютером и работать с ним в режиме командной строки.

2. FTP – служба передачи файлов. Цель работы службы WWW – не в приеме файлов, а в чтении web-страниц. Однако иногда возникает прямая необходимость в получении или отправке файлов. Для этой цели предназначена специальная служба FTP. Со стороны Интернета ее работа обеспечивается специальными серверными программами, FTP-серверами. Со стороны пользователя используются FTP-клиенты, которые делятся на две категории:

а) менеджеры загрузки дают возможность загрузить избранный файл и сохранить его на жестком диске;

б) менеджеры для работы с FTP-архивами позволяют оперировать файлами, находящимися на удаленном компьютере.

3. Службы прямого общения в реальном времени (чаты) – для участия в чате на компьютер надо установить чат-клиент и подключиться к любому чат-серверу. Популярные службы – IRC (Internet Relay Chat) и ICQ (I seek You).

Общение в системе IRC происходит по каналам, которые также называются форумами или комнатами.

4. Службы электронной почты. Электронная почта служит для обмена сообщениями. Сообщение (письмо) – это логическая совокупность данных, имеющая структуру, определенную используемым протоколом. Сообщение может содержать вложения – прикрепленные к письму файлы данных.

Учетная запись электронной почты (почтовый ящик) – это совокупность настроек сервера, рассчитанных на работу с конкретным клиентом, создаваемая в момент регистрации клиента на сервере. Адрес электронной почты – запись, определяющая путь доступа к почтовому ящику. Адрес электронной почты, так же как и адрес WWW-страниц, читается справа налево. Он состоит из двух частей, разделенных знаком @, «коммерческим at» – английским аналогом предлога «в». Например, petrov@mail.ru . Адрес обозначает регистрационное имя petrov в почтовой службе сервера с доменным именем mail.ru. При подключении к серверу пользователь предъявляет регистрационное имя и пароль.

В функции почтовых клиентов входят:

1) прием сообщений;

2) автономный просмотр сообщений;

3) создание новых сообщений;

4) упорядочение сообщений. Осуществляется методами группировки и сортировки, например с помощью папок «Входящие», «Исходящие»,
«Отправленные», «Черновики» и т. д;

5) автоматическая подготовка ответных сообщений;

6) цитирование в ответных сообщениях;

7) операции с вложенными файлами;

8) поддержка множественных идентификационных записей;

9) поддержка множественных учетных записей;

10) поддержка формата HTML;

11) оповещение о наличии новых сообщений на сервере;

12) поддержка адресной книги;

13) средства управления почтовым ящиком;

14) фильтрация сообщений;

15) создание резервных копий и архивация сообщений.

Архиваторы

Специальные файлы, содержащие в сжатом виде другие файлы, называются архивами. Работают с такими файлами и сжимают, а также разворачивают информацию программы-архиваторы. Сжатие информации и помещение ее в архив называется упаковкой (компрессией), обратная операция называется распаковкой (декомпрессией).

Большинство методов сжатия без потерь основано на варианте группового кодирования (Run-Length Encoding – RLE). Идея такого метода заключается в том, что последовательности повторяющихся значений заменяются парой чисел, первое из которых дает количество повторяющихся значений, а второе – само это значение.

Архиваторы можно разбить на две группы: сжимающие данные без потерь информации и с потерей информации.

Архивирование без потерь информации предполагает, что полученный архив может быть разархивирован и будет получена исходная (до архивирования) информация. Одна из популярных схем таких архиваторов – алгоритм Лемпела–Зива–Велча (LZW).

Архивирование с потерей информации. С точки зрения архивации, изображения – это своеобразный тип данных, который характеризуется следующими особенностями:

· как правило, изображения требуют для хранения гораздо большего объема памяти, чем текст;

· изображение, как правило, обладает избыточностью в двух измерениях. Обычно соседние точки по вертикали или по горизонтали близки по цвету;

· человеческое зрение сравнительно нечувствительно к малым изменениям в изображении. Возможно создание эффективных алгоритмов архивации, в которых распакованное изображение не будет совпадать с оригиналом, но человек этого не заметит. То есть для сжатия изображений могут использоваться алгоритмы сжатия с потерями. Например, такое сжатие используется в формате JPEG.

Подобным образом можно архивировать звуковую и видеоинформацию (форматы файлов MP3 и AVI).

Каждая программа использует свой метод сжатия. Архив, созданный данной программой, в большинстве случаев не может быть распакован другой программой. Наиболее популярные архиваторы – WinZip (архивы с расширением Zip), WinRar (архивы с расширением Rar и Zip). В функции архиваторов входят:

· создание архивов (в том числе многотомных и/или самораспаковывающихся). Самораспаковывающийся архив (SFX – архив) – это программа распаковки, внутри которой находятся сжатые файлы;

· добавление файлов в существующий архив;

· удаление файлов из архива;

· просмотр архива;

· распаковка архива;

· тестирование архива на наличие ошибок.