WWW.RSMU.RU

Факультет МБФ

Направление Медицинская кибернетика

Курс 2

Дисциплина Информатика, медицинская информатика

Тема Лекция. Введение в Интернет. История создания. Типовые сервисы

Дата занятия 22.04.2020, 09:00-10:40, 12 неделя

Концепция Интернета

Введение в Интернет. История создания. Типовые сервисы

WWW.RSMU.RU

История Интернета

В 60-х годах RAND Corporation и несколько учебных заведений - в их числе

Массачусетский технологический институт и Калифорнийский университет в Лос-

Анжелесе разработали новый сетевой протокол. Он должен был обеспечить

высокоскоростную связь между двумя устройствами в сети даже в случае отказа

одного из промежуточных сетевых соединений.

Эта технология заинтересовала Министерство обороны США, поскольку могла

гарантировать непрерывное функционирование линий связи в кризисных

ситуациях. В 1969 году Агентство перспективных исследований МО США

приступило к созданию первой сети на основе новой технологии. Первоначально

сеть Агентства перспективных исследований (Advanced Research Projects Agency

Network, ARPANET) объединяла лишь четыре суперкомпьютера, находящихся на

территории США.

К средине 70-х годов ARPANET разрослась до масштабов всемирного

"сообщества" взаимосвязанных сетей.

В конце 70-х годов стандартным протоколом связи в сети Интернет стал

Протокол Управления Передачей/Протокол Интернета (Transmission Control

Protocol/Internet Protocol, TCP/IP).

В 80-х годах на смену ARPANET как открытой сети научного профиля пришла

высокоскоростная сеть NSFNET, созданная Национальным научным фондом США.

Сеть NSF быстро приобрела популярность среди частных компаний и

общественных организаций.

WWW.RSMU.RU

Что такое Интернет

Развитие технологии позволило практически всем компьютерам работать в сети

совместно. Так возникла интерсеть (англ. Internet). Отсюда самое общее значение

слова Интернет - "совокупность компьютеров, объединенных в глобальную сеть".

Фактически Интернет представляет собой сеть, состоящую из сетей. Он

объединяет миллионы компьютеров, программ, баз данных, файлов и, конечно,

людей, причем все эти составные части находятся в постоянном взаимодействии.

Любые два компьютера можно соединить в сеть. Две сети, будучи соединены

между собой, превращаются в интерсеть, которая позволяет разнородным

системам, платформам и средам общаться друг с другом.

В мире существуют многие тысячи компьютерных сетей. Некоторые из них

включены в Интернет, некоторые нет. Одни сети являются закрытыми, другие -

общедоступными. Обмен данными во всей этой паутине кабелей и компьютеров

становится возможным благодаря коммуникационным протоколам. Таким

протоколом для Интернета служит TCP/IP.

Часто вместо термина "Интернет" используется термин "Всемирная паутина"

(World Wide Web, WWW или просто Web). На самом деле WWW-только одна из

служб Интернета. Среди других служб можно назвать Gopher, FTP и Telnet

(эмуляция удаленного терминала). Однако именно WWW с удобным графическим

интерфейсом - наиболее популярный и быстро растущий компонент Интернета.

Оценить темпы роста Интернета вряд ли возможно. Считается, что ежемесячно

число пользователей Интернета увеличивается на 10%

WWW.RSMU.RU

Что такое Интернет

Взаимодействие компьютеров, оснащенных разными операционными системами,

обеспечивает стандартный протокол TCP/IP.

Основа интернета - региональные коммерческие сети, соединенные между собой.

Каждая такая сеть называется Точкой входа в Интернет (Network Access Point,

NAP).

Каждая региональная NAP соединена высокоскоростными каналами с двумя (как

минимум) другими региональными NAP. Тем самым временное отключение любой

точки входа не повлияет на работоспособность Интернета в целом.

Чтобы начать работу в Интернете необходимо заключить договор об обслуживании

у одного из поставщиков услуг Интернета (Internet Service Provider, ISP). В этом

качестве может выступать как небольшая региональная компания, так и глобальная

служба. Существует два метода подключения: постоянное соединение и соединение

через поставщика услуг.

У интернета нет "владельца" в обычном понимании этого слова. Тем не менее

существует организации, которые поддерживают работоспособность Интернета.

Совет по работе Интернета (Internet Activities Board, IAB) отвечает за архитектуру и

структуру Интернета в целом. Он состоит из двух групп - Исследовательской (Internet

Research Task Force, IRTF) и Инженерной (Internet Engineering Task Force, IETF).

Все спецификации, стандарты, а также терминология Интернета отражены в

Проектах стандартов (Internet Drafts, IDs) и Запросах комментариев (Request for

Comments, RFS).

WWW.RSMU.RU

Internet backbone — опорная сеть Интернета

(главные магистрали передачи данных между

огромными, стратегически взаимосвязанными

сетями и основными маршрутизаторами в

Интернете, которые обмениваются интернет-

трафиком между странами, континентами и

океанами).

Nets — региональные коммерческие сети,

соединенные между собой. Каждая такая сеть

называется точкой входа в Интернет. Каждая

региональная сеть соединена как минимум с

двумя другими для повышения надежности.

Service Provider - поставщик услуг интернета

Hosts — пользователи интернета

Структура Интернета

WWW.RSMU.RU

Универсальный указатель ресурса

Каждый ресурс Интернета имеет идентификатор - универсальный

указатель ресурса (Uniform Resource Locator, URL), который

представляет собой адрес интернета

http: // www.microsoft.com/

Метод доступа Имя узла

Первая часть URL указывает, какой метод доступа к

ресурсу использует сервер. Например, для документов

WWW это протокол передачи гипертекстовой информации,

поэтому указатели ресурсов узлов WWW начинаются с

префикса http:. А если узел использует протокол FTP, то

метод доступа (и соответственно префикс URL-ресурса) -

ftp:.

WWW.RSMU.RU

Универсальный указатель ресурса

Каждый ресурс Интернета имеет идентификатор - универсальный

указатель ресурса (Uniform Resource Locator, URL), который

представляет собой адрес интернета

http: // www.microsoft.com/

Метод доступа Имя узла

Вторая часть URL содержит имя хост-компьютера.

Компонент www говорит о том, что указатель относится к

странице WWW, microsoft - имя домена, а поле сом

свидетельствует, что это коммерческий домен Итернета в

США. За именем сервера могут следовать дополнительные

компоненты URL. Обычно это название конкретного ресурса на

узле.

Хост (host) или узел — любое устройство, предоставляющее сервисы формата

«клиент-сервер» в режиме сервера.

Доменное имя — символьное имя, помогающее находить адреса интернет-

серверов.

WWW.RSMU.RU

Имена доменов

Имена доменов, как правило, говорят о том, что находится на узле, а также

указывают на тип организации, владеющей узлом (или поддерживающей его)

Имя домена Тип домена

сом Коммерческие организации США

edu Учебные заведения США

gov Правительственные учреждения США

(кроме Министерства обороны)

mil Учреждения Министерства обороны США

net Поставщики сетевых услуг

org Прочие организации в США

de Домен интернета в Германии

... ....

ru, рф Домен интернета в России

WWW.RSMU.RU

Основные службы

Протокол передачи гипертекста (Hypertext Transfer Protocol, HTTP) - это клиент

серверный протокол, используемый в WWW. Протокол подразумевает

взаимодействие клиента и сервера для выполнения поставленной задачи.

например, пользователь может щелкнуть ссылку на гипертекстовой странице

WWW, вызывая замену текущей страницы новой.

HTTP - Протокол Прикладного уровня. На его основе

построена распределенная система совместного

доступа к гипермедиа-данным, которая используется с

1990 г.

HTTP разрабатывался как протокол, который должен

был облегчить пользователям доступ к информации в

Интернете. С технической точки зрения, HTTP - это

универсальный объектно-ориентированный протокол

без постоянного соединения (т.е. соединение

устанавливается только на время передачи одного

файла).

Среди особенностей HTTP выделим типизацию

данных. Это свойство HTTP позволяет создавать

системы независимо от типа передаваемых данных

HTTP

WWW.RSMU.RU

Основные службыПользователь щелкнул ссылку на гипертекстовой странице. При этом, с точки

зрения пользователя, текущая страница просто заменяется на новую. Однако в

действительности все несколько сложнее. Клиент-серверный протокол HTTP

выполнил следующие действия:

• Клиентская программа просмотра с

помощью команд протокола HTTP

связывается с HTTP - сервером.

• Через стандартный порт TCP

устанавливается соединение между

клиентом и сервером.

• Как только соединение достигнуто,

серверу передается сообщение-запрос.

Обычно это запрос файла ресурса,

содержащего изображение, аудиозапись,

видеоролик или другой гипертекстовый

документ.

• Сервер отвечает клиенту сообщением, которое содержит запрошенные данные. В

примере на видео - это код, необходимый для создания новой страницы в окне

программы просмотра на компьютере клиента.

• Если клиентская программа просмотра не использует режим сохранения

соединения, сервер закрывает соединение.

H

T

T

P

WWW.RSMU.RU

Основные службы

File Transfer Protocol (FTP) - это протокол, используемый для передачи файлов

между двумя компьютерами в сети TCP/IP. FTP был одним из первых протоколов

сетей TCP/IP и Интернета. Хотя служба WWW заменила большинство его функций

FTP до сих пор является единственным методом копирования файлов с

компьютера-клиента на сервер Интернета.

Клиент FTP передает серверу команды на

чтение и запись файлов, создание и изменение

каталогов на сервере.

В качестве транспортного протокола для

связи и обмена данными между клиентом и

сервером FTP использует протокол TCP.

TCP - протокол с установлением логического

соединения, перед началом передачи данных

между клиентом и сервером устанавливается

сеанс связи. Соединение остается активным в

течение всего FTP-сеанса. Протоколы с

установлением логического соединения

известны своей надежностью и

возможностями коррекции ошибок.

F

T

P

WWW.RSMU.RU

Основные службы

F

T

P

Надежность FTP обеспечивают следующие

особенности протокола TCP:

• Управление потоком - и клиент, и сервер

участвуют в передаче данных, что

устраняет проблемы, которые обычно

возникают из-за переполнения и потери

пакетов.

• Подтверждение приема - компьютер,

посылающий пакеты данных, ожидает

сигнала, который подтверждает прием.

Этот сигнал удостоверяет успешную

доставку пакета компьютеру-адресату.

• Повторная передача - если в течение

определенного времени передающий

компьютер не получает сигнала,

подтверждающего прием, он считает, что

пакет был утерян или поврежден. В этом

случае пакет передается еще раз.

WWW.RSMU.RU

Основные службы

F

T

P

Надежность FTP обеспечивают следующие

особенности протокола TCP:

• Упорядочение - все пакеты нумеруются и

передаются в этом порядке, так что

принимающему компьютеру известно, как

восстановить порядок данных.

• Контрольная сумма - целостность данных

гарантируется контрольной суммой,

которая сопутствует пакету. Если при

передаче происходит повреждение данных,

контрольная сумма укажет на ошибку.

WWW.RSMU.RU

G

o

p

h

e

r

Основные службыGopher - это клиент-серверное программное обеспечение, которое предназначено

для поиска файлов на серверах Gopher в Интернете и копирования найденных файлов

на компьютер клиента. Хотя служба Gopher во многом аналогична FTP, она позволяет

создавать произвольные меню, гипертекстовые ссылки на другие компьютеры или

службы, а также формировать оглавления файлов и каталогов.

Служба Gopher была разработана в 1991 году

в Миннесотском университете, своим названием

она обязана суслику - талисману университета.

Пользователь - клиент Gopher - работает с

системой меню, которые позволяют получать

файлы, переключаться между каталогами, а

также содержат ссылки на другие серверы

Gopher. В качестве транспортного протокола

служба Gopher применяет TCP. Это означает,

что перед передачей данных между клиентом и

сервером устанавливается коммуникационная

сессия. Однако, в отличие от службы FTP,

Gopher не поддерживает соединение в

промежутках между запросами. Протоколы

такого типа известны как протоколы с

непостоянным соединением.

WWW.RSMU.RU

G

o

p

h

e

r

Основные службы

Надежность Gopher обеспечивают следующие

особенности протокола TCP:

• Управление потоком - и клиент, и сервер

участвуют в передаче данных, что

устраняет проблемы, которые обычно

возникают из-за переполнения и потери

пакетов.

• Подтверждение приема - компьютер,

посылающий пакеты данных, ожидает

сигнала, который подтверждает прием.

Этот сигнал удостоверяет успешную

доставку пакета компьютеру-адресату.

• Повторная передача - если в течение

определенного времени передающий

компьютер не получает сигнала,

подтверждающего прием, он считает, что

пакет был утерян или поврежден. В этом

случае пакет передается еще раз.

WWW.RSMU.RU

G

o

p

h

e

r

Основные службы

• Упорядочение - все пакеты нумеруются и

передаются в этом порядке, так что

принимающему компьютеру известно, как

восстановить порядок данных.

• Контрольная сумма - целостность данных

гарантируется контрольной суммой,

которая сопутствует пакету. Если при

передаче происходит повреждение данных,

контрольная сумма укажет на ошибку.

WWW.RSMU.RU

Доменная система имен

До 1980 года в состав сети входило всего несколько сотен компьютеров.

Соответствия между их именами и IP-адресами хранились в текстовом

файле hosts.txt на компьютере Информационного центра сети. Другие

компьютеры по мере необходимости копировали этот файл с компьютера

SRI-NIC (Stanford Research Institute's Network Information Center).

По мере увеличения количества компьютеров в сети:

• файл hosts.txt стал слишком большим;

• теперь его приходилось обновлять несколько раз в день;

• так как весь трафик сети, связанный с разрешением имен, проходил

через SRI-NIC, поддержка файла hosts.txt стала узким местом всей

сети;

• сетевой трафик через узел SRI-NIC стал практически

неуправляемым

• файл hosts.txt использовал линейное пространство имен

Эти и другие проблемы заставили начать поиск механизма, который мог бы

заменить файл hosts.txt. В результате была создана доменная система имен

(Domain Name System, DNS). Она представляет собой распределенную базу

данных, которая использует иерархическую структуру.

WWW.RSMU.RU

Доменная система имен

Назначение базы данных DNS - преобразование имен компьютеров в IP-

адреса. Клиенты DNS называются определителями (resolvers), а серверы -

серверами имен (name severs).

Доменная система имен напоминает телефонную книгу. Пользователь

ищет имя человека (или название организации). с которым он хочет

связаться, и по имени находит номер телефона. Так же и компьютер в сети

передает серверу доменных имен имя компьютера, а сервер имен

преобразует это имя в IP-адрес.

Определители

Функции определителей - передавать запрос от приложения серверу имен, а

ответ сервера на запрос - приложению. Запрос имени включает задание и

дополнительные данные, которые нужно разрешить. Задание, например,

может состоять в поиске IP-адреса, узла WWW. Определитель часто

встраивается в приложение или выполняется как библиотечная процедура

WWW.RSMU.RU

Доменная система имен

Назначение базы данных DNS - преобразование имен компьютеров в IP-

адреса. Клиенты DNS называются определителями (resolvers), а серверы -

серверами имен (name severs).

Доменная система имен напоминает телефонную книгу. Пользователь

ищет имя человека (или название организации). с которым он хочет

связаться, и по имени находит номер телефона. Так же и компьютер в сети

передает серверу доменных имен имя компьютера, а сервер имен

преобразует это имя в IP-адрес.

Серверы имен

Серверы имен принимают запрос от определителей и преобразуют имена

компьютеров (или доменов) в IP адреса. Серверами имен обычно являются

выделенные компьютеры, расположенные по всему миру в стратегических

точках сети. Серверы имен сгруппированы по уровням, эти уровни

называются доменами.

WWW.RSMU.RU

Доменная система имен

Домены

Домен определяет уровень полномочий в иерархической структуре DNS.

Верх иерархии называется корневым доменом (Root Domain). Корневой

домен имеет пустую (нулевую) метку, а для ссылки на него как символ

используется точка.

Следующий уровень иерархии состоит из группы узлов, которые доменами

верхнего уровня (Top-level Domains):

• com - коммерческие организации

• edu - учебные заведения

• org - не коммерческие организации

• net - сети (основа Интернета)

• gov - гражданские правительственные организации

• хх - - двухбуквенные коды стран

Каждый домен верхнего уровня имеет сервер имен, контролируемый

комитетом InterNIC

WWW.RSMU.RU

Доменная система имен

Поддомены

Домены могут содержать и узлы, и другие домены, которые

называются поддоменами. Например, домен компании Microsoft

содержит как компьютеры (например, ftp.microsoft.com), так и

поддомены (например, dev.microsoft.com). Домен dev.microsoft.com

может, в свою очередь, содержать узлы (например,

ntserver.dev.microsoft.com).

Имена узлов

Для ссылки на узел применяется полное доменное имя узла (Fully

Qualified Domain Name, FDQN). Оно состоит из названия узла и

имен всех доменов, в которые входит узел. Например, узел с именем

seattle в домене microsoft.com имеет полное доменное имя

seattle.microsoft.com.

WWW.RSMU.RU

Зоны и серверы имен

Зоны

Зона - это часть DNS, содержащая записи базы данных. Эти записи хранятся в

специальном файле зоны. Один сервер DNS может быть сконфигурирован для

управления одной или несколькими зонами. Каждая зона закрепляется за конкретным

узлом DNS, который называется корневым (root) доменом зоны. Разбиение домена на

несколько файлов зон поможет, в частности, распределить управление доменом или

повысить эффективность репликации данных.

...govedu

com

microsoft.com

domain

microsoft

dev

ftp

ntserver...

microsoft.com

зона

dev.microsoft.com

зона

WWW.RSMU.RU

Зоны и серверы имен

Серверы имен

Серверы DNS хранят информацию о пространстве имен домена. Сервер обычно

отвечает за одну или несколько зон. Основной сервер имен получает данные для зоны

из локальных файлов. Модификация зоны - например, добавление доменов или узлов

- выполняется на уровне основного сервера. Резервные серверы имен получают

данные о зонах по сети от серверов имен, управляющих этими зонами. Передача

информации о зоне через сеть называется передачей зоны.

Применение резервных серверов имен необходимо для обеспечения:

• Избыточности. Для каждой зоны необходим как минимум основной и

резервный сервер имен. Соответствующие компьютеры должны быть

максимально независимы, чтобы гарантировать работоспособность сервера.

• Удаленного расположения серверов.

• Уменьшения нагрузки. Резервные серверы имен уменьшают нагрузку на

основной сервер

Серверы имен

Серверы DNS хранят информацию о пространстве имен домена. Сервер обычно

отвечает за одну или несколько зон. Основной сервер имен получает данные для зоны

из локальных файлов. Модификация зоны - например, добавление доменов или узлов

- выполняется на уровне основного сервера. Резервные серверы имен получают

данные о зонах по сети от серверов имен, управляющих этими зонами. Передача

информации о зоне через сеть называется передачей зоны.

Поскольку информация о каждой зоне хранится в отдельном файле, сервер

определяется как основной или резервный на уровне зоны. Другими словами,

конкретный сервер имен может быть основным сервером имен для одних зон и

резервным сервером для других.

Спасибо за внимание !