Телекоммуникационные технологии

Данные технологии предполагают территориально удаленное взаимодействие.

Интернет

Наиболее ярко современные тенденции телекоммуникационных технологий проявились в Интернете. Существуют много толкований термина Интернет, однако он имеет два основных значения:

· глобальное сообщество произвольно объединяемых мировых сетей, которые используются для свободного обмена данными и информацией;

· совокупность технологий, реализующих обмен данными на основе использования семейства протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), называемых Интернет-технологиями.

В силу важности данной технологии для современного бизнеса и социальной сферы рассмотрим кратко этапы становления Интернета:

1. В основе создания Интернет-технологий лежит сеть ARPAnet - первая экспериментальная компьютерная сеть национального масштаба. Она была создана в конце 60-х годов в целях поддержки научных исследований агентства Министерства обороны США (Advanced Research Project Agency - ARPA) и объединила сотни компьютеров нескольких крупных научных и университетских центров. Узлы сети были связаны физическими выделенными линиями, а передача и прием данных обеспечивались специальными программами, работающими на узловых компьютерах. Реально сеть стала использоваться для обмена сообщениями (E-mail) и файлового обмена (File-oriented Interchange).

2. Примерно в это же время появились локальные компьютерные сети и компьютеры с ОС UNIX, которые, помимо чисто вычислительных задач, стали обслуживать эти сети: в OC UNIX была заложена возможность работать с IP-протоколами, которые содержали: правила инициализации передачи и поддержания работы в сети; описание пакетов данных семейства IP; правила обращения с IP-пакетами (идентификация, проверка целостности, обработка, пересылка, прием и т.д.). Так появились специализированные рабочие станции. Эти решения оказались успешными, стандартизация протоколов позволила подключать к сети компьютеры с различным базовым ПО. Появилось понятие трафика, трактуемое в единицах обмена информацией, которым стали измерять реальную загрузку сети. Технология передачи данных IP-пакетами оказалась чрезвычайно перспективной, однако ее необходимо было дорабатывать, так как скорость передачи данных не могла компенсировать значительные затраты времени на поиск нужной информации в огромных массивах данных.

3. В марте 1989 года Тим Бернерс-Ли, сотрудник организации Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire - CERN (Женева), предложил концепцию распределенной ИС с целью «объединения знаний человечества», которую он назвал «всемирной паутиной» (World Wide Web - WWW). Для ее создания он объединил две существующие технологии - технологию применения IP-протоколов для передачи данных и технологию гипертекста (Hypertext Technology). WWW-технология основана на реализации быстрого перехода от одного фрагмента текста к другому по ссылкам, при этом указанные фрагменты могут располагаться на физически разделенных компьютерных носителях. ИС, построенная на этих принципах, могла объединить множество информационных ресурсов, разбросанных по многочисленным открытым БД. Информационное пространство «всемирной паутины» состоит из документов различного формата, предметных указателей и ссылок. Для перехода по ссылке или поиска по указателю пользователь применяет соответствующий браузер, «понимающий» язык разметки гипертекста. Поисковая система отыскивает по ссылке или ключевым словам в «паутине» нужный каталог, читает его структуру, считывает нужный документ и пересылает его пользователю. Web-сервер автоматически генерирует гипертекстовое представление требуемых файлов по запросам пользователя.

4. В сентябре 1994 года Оливер Мак-Брайан из Колорадского университета (США) разработал одно из первых автоматических средств составления предметного указателя для WWW, названное WWW-Worm. Можно считать, что с этого момента информационное пространство всемирной паутины было, в принципе, сформировано.

Основными элементами технологии WWW являются:

· язык гипертекстовой разметки документов (Hyper Text Markup Language - HTML). Основная идея гипертекста заключается в присутствии внутри ASCII-текста форматирующих полей и ссылок как на части внутри документа, так и на другие документы. Благодаря этому можно просматривать документы в том порядке, в каком требуется, а не последовательно, как при чтении книг. БД гипертекста является частью файловой системы, которая содержит текстовые файлы в формате HTML и связанные с ними графику, мультимедиа и другие ресурсы;

· расширяемый язык разметки (eXtensible Markup Language - XML) - добавился несколько позже и был предназначен для описания систем хранения структурированных данных. Целью создания формата XML было обеспечение совместимости при передаче структурированных данных между разными системами обработки информации, особенно при передаче таких данных через Интернет, а также для создания на его основе более специализированных языков разметки, иногда называемых словарями. Словари, основанные на XML, сами по себе формально описаны, что позволяет программно изменять и проверять документы на основе этих словарей, не зная их семантики. Важной особенностью XML также является применение пространств имен – DNS (см. далее);

· протокол обмена гипертекстовой информацией (Hyper Text Transfer Protocol - HTTP). Предназначен для обмена гипертекстовыми документами и учитывает специфику такого обмена. Так в процессе взаимодействия клиент может получить новый адрес ресурса на сети, запросить встроенную графику, принять и передать параметры и т.п. Управление в HTTР реализовано в виде ASCII-команд. Реально разработчик гипертекстовой БД сталкивается с элементами протокола только при использовании внешних расчетных программ или при доступе к внешним относительно WWW информационным ресурсам, например БД;

· универсальный способ адресации ресурсов в сети (Universal Resource Identifier - URI и Universal Resource Locator - URL). Для получения файла из Интернета браузеру нужно знать, где находится файл и как общаться с компьютером, на котором этот файл находится. Программа-клиент WWW передает имя необходимого файла, его местоположение в Сети (адрес хоста) и метод доступа (обычно протокол HTTP или FTP). Комбинация этих элементов формирует универсальный идентификатор ресурса – URI, который определяет способ записи адресов различных информационных ресурсов. В основу URI были заложены идеи расширяемости, полноты и читаемости. Реализация URI для WWW является способом адресации в сети - URL). Общий формат ссылки URL - <протокол://узел/путь/файл /метка>;

· система доменных имен (Domain Name System - DNS) позволяет именовать информационные ресурсы Интернета для их последующего использования;

· универсальный интерфейс шлюзов[7] (Common Gateway Interface - CGI). Добавлен позже сотрудниками Национального Центра Суперкомпьютерных Приложений (National Center for Supercomputing Applications - NCSA). Спецификация CGI была специально разработана для расширения возможностей WWW за счет подключения всевозможного внешнего ПО. Такой подход логично продолжал принцип простоты разработки и наращивания возможностей WWW. Предложенный и описанный в CGI способ подключения не требовал дополнительных библиотек: сервер взаимодействовал с программами через стандартные потоки ввода/вывода, что упрощает программирование. При реализации CGI чрезвычайно важное место заняли методы доступа, описанные в HTTP.

WWW построена по схеме «клиент-сервер» (см. разд. 4). На рис. 3.1 показано, как разделены функции в этой схеме.

Рис. 3.1. Структура WWW

Клиент выполняет функции интерфейса пользователя и обеспечивает доступ практически ко всем информационным ресурсам Интернета. В этом смысле он выходит за обычные рамки работы клиента только с сервером определенного протокола. Фактически, клиент - это интерпретатор HTML, который в зависимости от команд (разметки) выполняет различные функции. В круг этих функций входит не только размещение текста на экране, но и обмен информацией с сервером по мере анализа полученного HTML-текста, что наиболее наглядно происходит при отображении встроенных в текст графических образов. При анализе URL-спецификации или по командам сервера клиент запускает дополнительные внешние программы для работы с документами в форматах, отличных от HTML.

Другую часть программного комплекса WWW составляет сервер протокола HTTР, БД HTML-документов, управляемая сервером, и ПО, разработанное в стандарте спецификации CGI.

БД HTML-документов - это часть файловой системы, которая содержит текстовые файлы в формате HTML и связанные с ними графику и другие ресурсы. Особое место занимают документы, содержащие элементы экранных форм, – они реально обеспечивают доступ к внешнему ПО.

Прикладное ПО, работающее с сервером, можно разделить на программы-шлюзы и прочие программы.

Прочие программы - это программы, принимающие данные от сервера и выполняющие какие-либо действия: получение текущей даты, реализацию графических ссылок, доступ к локальным БД или просто расчеты.

Интернет является совокупностью эффективных методов коммуникации (на базе современных стандартизированных протоколов связи) и работы с информацией, находящейся на удаленных носителях. Кроме непосредственных функций по транзиту данных любых типов технологии Интернет обеспечивают широкий спектр разнообразных информационных услуг, реализуемых различными службами, например: пересылки и приема сообщений (E-mail); гипертекстовой среды (WWW); передачи файлов (File Transfer Protocol - FTP); удаленного управления компьютером (TERminal NETwork - Telnet); телеконференций (Users Network - Usenet).

Программная индустрия для Web испытывает сейчас настоящий бум: сотни компаний - разработчиков ПО для Web — создают новые технологии и инструментальные средства для навигации, работы в Сети и разработки пользовательских приложений. Инструментальные средства для Интернета включают:

· программы просмотра и навигации (браузеры);

· средства поиска и доставки информации (поисковые машины);

· ПО Интернет и Web-серверов, серверные приложения и расширения;

· средства администрирования в сетях - как правило, поставляются в составе ПО Web-сервера. Они служат для конфигурирования, активации и мониторинга Web-сервисов, для контроля актуальности гиперссылок и связности гипертекстовой структуры, для учета и протоколирования использования серверов, для настройки и сопровождения системы безопасности;

· клиентские приложения и расширения (Web-сервисы);

· средства обеспечения безопасности - могут быть встроены в ПО Интернет-серверов или представлены в виде дополнительных компонентов: комплексов Firewall и Proxy-серверов, выполняющих фильтрацию данных на различных уровнях;

· инструментальные средства разработки Интернет-приложений. Включают:

o редакторы гипертекста - формируют HTML-файлы в режимах программирования или WYSIWYG (What You See Is What You Get). Можно использовать и обычные текстовые редакторы, а также средства, встроенные в браузеры. К этой же группе относятся конверторы, «перегоняющие» офисные документы в гипертекст;

o графические редакторы - служат для создания изображений, включаемых в гипертекст;

o средства разметки карт изображений и конверторы изображений. Первые позволяют разбить изображение на участки и связать гиперссылки с каждым из них, они могут быть встроены в графический редактор. Конверторы изображений обеспечивают преобразование форматов, размеров и цветов, создание специальных эффектов;

o средства мультимедиа (аудио, анимация, видео) - предназначены для создания звукового и музыкального сопровождения, анимационных и видеороликов. Часто воспроизведение файлов мультимедиа осуществляется клиентскими расширениями или специальными Helper-программами;

o средства генерации виртуальной реальности - позволяют запрограммировать трехмерные сцены и управление ими на языке VRML (Virtual Reality Modeling Language). Ввиду того, что процесс воспроизведения виртуальной реальности достаточно сложен, могут потребоваться дополнительные средства автоматизированного проектирования и анимации. Для просмотра Web-страниц с VRML-изображениями необходимо использовать соответствующие браузеры, например, WebSpace от Silicon Graphics или VRML-расширения для Internet Explorer или Netscape Navigator;

o средства и языки программирования серверных и клиентских приложений и расширений. Системы программирования клиентских приложений предназначены для разработки и отладки сценариев (на языках VBScript или JavaScript,) и мобильных приложений (на языке Java), выполняемых на стороне клиента. Наибольшие удобство и производительность разработки дают средства визуального программирования. В качестве средств программирования серверных приложений могут использоваться как обычные системы программирования (Visual Basic, C/C++, Java), так и интерпретаторы команд (UNIX-shell, REXX и др.), интерпретаторы и компиляторы сценариев на JavaScript, VBScript и Perl. Для создания клиентских и серверных расширений используются системы программирования, позволяющие создавать компоненты с использованием механизмов ActiveX или Plug-in, представленных в виде встроенных или дополнительных библиотек интерфейсов.