1. Комп'ютерні мережі

1 Основні відомості

Локальна мережа являє собою набір комп'ютерів, периферійнихпристроїв (принтерів і т. п.) і комутаційних пристроїв, з'єднанихкабелями. Як кабелю використовуються "товстий" коаксіальний кабель,
"Тонкий" коаксіальний кабель, вита пара, волоконно-оптичний кабель.
«Товстий» кабель, в основному, використовується на дільницях великийпротяжності при вимогах високої пропускної здатності. Волоконно -оптичний кабель дозволяє створювати протяжні ділянки безретрансляторів при недосяжною за допомогою інших кабелів швидкості інадійності. Однак вартість кабельної мережі на його основі висока, і томувін не знайшов поки що широкого розповсюдження в локальних мережах. В основномулокальні комп'ютерні мережі створюються на базі "тонкого" кабелю або крученийпари.

Спочатку мережі створювалися за принципом "тонкого" Ethernet. В основійого - кілька комп'ютерів з мережевими адаптерами, з'єднаніпослідовно коаксіальним кабелем, причому всі мережеві адаптери видаютьсвій сигнал на нього одночасно. Недоліки цього принципу виявилисяпізніше.

Зі зростанням розмірів мереж паралельна робота багатьох комп'ютерів на однуєдину шину стала практично неможливою: дуже великі стали взаємнівпливу один на одного. Випадкові виходи з ладу коаксіального кабелю
(наприклад, внутрішній обрив жили) надовго виводили всю мережу з ладу. Авизначити місце обриву або виникнення програмної несправності,
"обійшов" мережа, ставало практично неможливо.

Тому подальший розвиток комп'ютерних мереж відбувається на засадахструктурування. У цьому випадку кожна мережа складається з наборувзаємопов'язаних ділянок - структур.

Кожна окрема структура являє собою кілька комп'ютерів змережевими адаптерами, кожен з яких з'єднаний окремим дротом - крученийпарою - з комутатором. При необхідності розвитку до мережі просто додаютьнову структуру.

При побудові мережі за принципом витої пари можна прокласти більшекабелів, ніж встановлено в даний момент комп'ютерів. Кабель проводитьсяне тільки на кожне робоче місце, незалежно від того, чи потрібен він сьогодні йоговласнику чи ні, але навіть і туди, де сьогодні робочого місця немає, алеможлива поява у майбутньому. Переїзд або підключення нового користувача впідсумку потребують лише зміни комутації на одній або декількох панелях.

Структурована система дещо дорожче традиційної мережі за рахунокзначної надмірності при проектуванні. Але зате вона забезпечуєможливість експлуатації на протязі багатьох років.

Для мереж, побудованих за цим принципом, з'являється необхідність успеціальному електронному обладнанні. Одне з таких пристроїв - хаб --є комутаційним елементом мережі. Кожен хаб має від 8 до 30роз'ємів (портів) для підключення або комп'ютера, або іншого хаба. Докожному порту підключається тільки один пристрій. При підключеннікомп'ютера до хабу виявляється, що частина електроніки мережного інтерфейсузнаходиться в комп'ютері, а частина - в хабі. Таке підключення дозволяєпідвищити надійність з'єднання. У звичайних ситуаціях, крім посиленнясигналу, хаб відновлює преамбулу пакету, усуває шумові перешкоди іт. д.

Хаби є серцем системи і багато в чому визначають її функціональністьі можливості. Навіть у найпростіших хабах існує індикація станупортів. Це дозволяє негайно діагностувати проблеми, викликаніпоганими контактами в роз'ємах, пошкодженням проводів і т. п. Істотнимвластивістю такої структурованої мережі є її високаперешкодостійкість: при порушенні зв'язку між двома її елементами,решта продовжують зберігати працездатність. Завдання з'єднаннякомп'ютерних мереж різних організацій, часто створених на основірізних стандартів, викликала поява спеціального устаткування (мостів,маршрутизаторів, концентраторів і т. п.), що здійснює такевзаємодія.

1 Локальна мережа

Переважна частина комп'ютерів західного світу об'єднана в ту чи іншумережу. Досвід експлуатації мереж показує, що близько 80% всієї пересилаєтьсяпо мережі інформації замикається в рамках одного офісу. Тому особливуувагу розробників стали залучати так звані локальніобчислювальні мережі (LAN). Локальні обчислювальні мережі відрізняються відінших мереж тим, що вони звичайно обмежені помірною географічноїобластю (одна кімната, одна будівля, один район).

Існує два типи комп'ютерних мереж: однорангові мережі та мережі звиділеним сервером. Однорангові мережі не передбачають виділенняспеціальних комп'ютерів, що організують роботу мережі. Кожен користувач,підключенні до мережі, виділяє в мережу будь-які ресурси (дисковийпростір, принтери) і підключається до ресурсів, наданих в мережуіншими користувачами. Такі мережі прості в установці, налагодженні; вониістотно дешевше мереж з виділеним сервером. У свою чергу мережі звиділеним сервером, незважаючи на складність налаштування і відноснудорожнечу, дозволяють здійснювати централізоване управління.

1. Глобальні мережі

Для підключення до віддалених комп'ютерних мережах використовуються телефоннілінії.

Процес передачі даних по телефонних лініях повинен відбуватися у форміелектричних коливань - аналога звукового сигналу, у той час як укомп'ютері інформація зберігається у вигляді кодів. Для того, щоб передатиінформацію від комп'ютера через телефонну лінію, коди повинні бутиперетворені в електричні коливання. Цей процес носить назвумодуляції. Для того щоб адресат зміг прочитати на вашому комп'ютері те,що йому відправлено, електричні коливання повинні бути перетворені назадв машинні коди - демодуляція. Пристрій, який здійснюєперетворення даних з цифрової форми, в якій вони зберігаються вкомп'ютері в аналогову (електричні коливання), в якій вони можуть бутивіддані по телефонній лінії, і назад називається модем (скорочено від
Модулятор-Демодулятор). Комп'ютер в цьому випадку повинен мати спеціальнутелекомунікаційну програму, яка управляє модемом, а такожвідправляє і отримує послідовності сигналів переданої інформації.

1. Міжнародна мережа INTERNET

Одна з перших версій INTERNET була розроблена в сімдесятих роках
Департаментом Оборони США, щоб дати можливість досліднимінститутів, що працював над особливо важливими для оборони в той час проблемами,обмінюватися інформацією. До того ж передбачалося, що цей спосіб зв'язкудозволить зберегти обмін інформацією між ними у разі такої світовоїкатастрофи, як ядерна війна. У той час мережа мала назву ARPAnet - поімені організації фінансувати ці розробки. Основна операційнасистема була Unix. У 80-х роках, коли персональні комп'ютери почалиотримувати все більш широке поширення в США, з'явилися мережі, які зв'язалиміж собою дослідні центри університетів. Поєднавши мережі,університети отримали можливість спілкуватися між собою, подібно обороннимінститутів у сімдесятих роках. Проте ця нова зв'язок мала додатковеякість: користувач університетської мережі, перебуваючи вдома або в школі,підключенні до мережі, отримував також доступ до будь-якого місця, до якого цямережа була підключена. Такий зв'язок отримала назву "межсеть" (internet),і, таким чином, з'явилася мережа INTERNET, яку назвали основною мережею,межсетью або мережею мереж.

Кожен користувач INTERNET має свій мережевий адресу. Існуєкомпанія (в штаті Вірджинія), яка стежить за INTERNET адресами з тим,щоб серед користувачів не з'явилося два однакових адреси.

1. Можливості INTERNET

Існує 7 основних шляхів використання INTERNET:
1. Електронна пошта. За допомогою поштових програм Outlook Express і

Netscape Messenger
2. Відправлення та отримання файлів за допомогою FTP (File Transfer Protocol)
3. Читання та надсилання текстів в USENET
4. Пошук інформації через GOPHER і WWW (World Wide Web)
5. Дистанційне управління - запит і запуск програм на віддаленому комп'ютері.
6. Chat-розмова за допомогою мережі IRC та Електронної пошти
7. Ігри через INTERNET

Програми Outlook Express, GOPHER, Netscape Messenger, що забезпечуютьокремі функції INTERNET, називаються "клієнтами". Вони зручні ввикористанні і надають дружній інтерфейс для користувачів
INTERNET. Системи WWW, FTP вимагають знання операційної системи UNIX.

2. Електронна пошта

Відправлення та отримання листів залишається поки що найбільш популярним видомвикористання INTERNET. Існує система LISTSERV, що дозволяє створюватигрупи користувачів із загальною груповий адресацією. Таким чином, лист,спрямоване на груповий адресу, буде отримано усіма членами групи.
Наприклад, існує LISTSERV Netterain, що поєднує групу фахівців,навчальних користування INTERNET. Вони об'єдналися для того, щоб обмінятисяідеями або задати питання своїм колегам, щоб дати знати, що з нимиможна зв'язатися за електронною поштою. У разі якщо відомо, щоконкретна особа або компанія мають адресу в INTERNET, але сам адресу невідомий, існують способи дізнатися його за допомогою системи NETFIND.

2 Відправлення та отримання файлів

FTP - одна з найпоширеніших протоколів передачі файлів по
INTERNET. На початку це була термінальна програма з командним рядком, тозараз багато FTP-клієнти можуть похвалитися зручним інтерфейсом і купоюдодаткових можливостей таких як:
. Підтримка докачки
. Підтримка ННТР
. Список черг

3 Читання та надсилання текстів

USENET - це мережа інформаційних серверів. У Usenet близько 200.000конференцій (це каталог, куди стікаються повідомлення на певну тему),практично на будь-яку тему відведена своя власна група. Серверапостійно обмінюються між собою інформацією, в результаті відбуваєтьсяприродно оновлення новин.

4 Пошук інформації (browsing - безладне читання)

Користувач шукає інформацію в INTERNET або з будь-якою метою, абопросто оглядається навколо, щоб знати, що є в наявності. Мореінформації представлено в INTERNET, так що можна витратити величезнукількість часу, просто переходячи c одного сайту на інший і визначаючи,яка інформація є в наявності. Ефект вибуху справило поява такихзасобів управління пошуком інформації як GOPHER і WWW. GOPHER використовуєсистему меню, щоб дозволити користувачам здійснювати вибір інформації.
WWW використовує метафору web - павутина, тому що ця система дозволяє вільнопереміщатися всередині системи, побудованої на основі гіпертексту (НТТР).

5 Віддалене управління

Ця можливість дуже корисна, коли під час виконання певної роботи намаленькому комп'ютері, потрібні ресурси великих систем. Існуютькілька різних типів віддаленого виконання. Деякі з них працюютьна основі команд, що подаються крок за кроком. Таким чином, запитполягає в тому, щоб деяка специфічна команда або їхпослідовність були виконані на деякому комп'ютері. Більш розвиненіверсії будуть самі вибирати систему і комп'ютер, які будуть до тогомоменту вільними. Існує також віддалений виклик процедури, якийдозволяє програмі запускати підпрограму на іншому комп'ютері і потімвикористовувати результат її роботи.

6 Можливість розмовляти з багатьма людьми за допомогою IRC

IRC (Internet relay chat) - це зв'язка великих мереж (Efnet, Dalnet,
Undernet та ін), у кожній з яких сотні chat'ов і десятки тисячкористувачів. Офіційний відлік історії IRC ведеться з 1988 року. Саметоді фінський студент Джако, якийсь час, поговоривши на Багатолінійні
BBS'ках, поставив собі за мету створити щось схоже, але більш глобальногомасштабу. Тоді й з'явилася перша сітка IRC - Efnet.

7 Ігри через INTERNET

Ні для кого вже не секрет, що ігри займають значну частину життяінших людей. Грати можна проти комп'ютера (цікаво, але не дуже),проти одного супротивника (особу) за допомогою модему і можна грати протибагатьох противників за допомогою локальних мереж або INTERNET. Заразіснує багато серверів, які призначені виключно для ігортаких як: Quake, Quake II, Team Fortress, Warcraft II, Starcraft ібезліч інших. Для того щоб якість гри було прийнятним необхіднозабезпечити стабільну і високошвидкісний зв'язок з INTERNET.

8 Захоплююча подорож

INTERNET настільки великий, і повний ресурсів, що основна проблема (абозадоволення), з якою стикаються користувачі, є пошук потрібнихїм даних. На додаток до електронної пошти, систем FTP і USENET, тутОсь кілька корисних інструментів, які були створені спеціальнодля допомоги мандрівникам по "інформаційної магістралі".

9 WWW

Оскільки концепція павутини включає в себе основні принципиорганізації INTERNET'а, це гарна піч, від якої можна сьогоднітанцювати в пошуках чогось нового. Щоб використовувати WWW ефективно,можна запитати використання графічного клієнта типу Internet Explorerабо Netscape Communicator. Можна, звичайно, використовувати WWW у текстовомурежимі (режим лінійного пошуку), але при цьому втрачається функціональністьграфічного режиму. Internet Explorer або Netscape Communicator єграфічним інтерфейсом користувача WWW, який дозволяєкористувачеві вказувати, вибирати і здійснювати переходи в INTERNET звикористанням гіпертекстових зв'язків, званих URL (Universal Resource
Locators - універсальні локатори ресурсів). Велика кількість організацій,шкіл і людей створюють власні елементи WWW, так звані Home Pages
(домашні сторінки), які можуть мати гіпертекстові зв'язку зінформацією, що знаходиться на тому ж комп'ютері, або яка може бутизнайдена на будь-якому комп'ютері в INTERNET.

10 GOPHER

Інформаційна система, відома як Gopher, дозволяє користувачевівідправитися в пошуках, що цікавить його інформацією, використовуючи систему менюpoint & click (вкажи і «кликни»). Концепція Gopher розроблена в університеті
Міннесота. Спеціальна система Veronica була розроблена для того, щобздійснювати пошук назви документів, що зберігаються на серверах Gopher.

Gopher це розподілена служба доставки документів. Він дозволяєкористувачам запитувати, шукати та отримувати інформацію, розміщену врізних місцях. Інформація подається користувачеві у вигляді серійвкладених меню. Незважаючи на те, що окремі файли або навіть цілі опціїменю можуть знаходитися в різних місцях, для користувача все виглядає,як якщо б це перебувало в одному місці.

Бажаємий інформацією може бути текстовий або двійковий файл, список
(прозваний телефонною книгою), зображення або звук. Крім того, Gopherдозволяє скористатися іншими інформаційними системами (WWW, WAIS,
Archie, WHOIS) і мережевими послугами (USENET, FTP). Gopher часто виявляєтьсябільш зручним cредcтвом навігації в директоріях FTP і читання файлів. Сервер
Gopher містить необхідну інформацію для обслуговування користувачів.
Крім того його зв'язок з іншими Gopher серверами створює широку мережевукооперацію у формі глобальної Gopher мережі (Gopherspace).

11 Veronica

Veronica була створена для вирішення проблеми пошуку у швидко розвивається
Gopher мережі. Veronica забезпечує швидкий пошук по ключах більш ніж уп'ятистах Gopher меню, що забезпечує доступ до інформації безздійснення послідовного перебору всіх меню, пункт за пунктом.
Доступ до засобів Veronica здійснюється з самих верхніх рівнів Gopherменю, так що не потрібно відкривати нових програм або здійснюватидодатковий зв'язку. Реалізовано два методи пошуку: метод простогологічного пошуку і метод логічного пошуку за фрагментами. Пошук побудь-якого метод супроводжується підказками для користувача. Пошукздійснюється тільки за каталогами і меню. Повнотекстовий пошук в Gopherмережі відсутня. Пошук через систему Veronica є незалежним від типуінформації, що зберігається під заголовками, що використовуються для пошуку.

2. . Електронна пошта

Для того щоб мати можливість обмінюватися листами по електроннійпоштою, користувач повинен стати клієнтом однієї з комп'ютерних мереж.
Також як і в телефонних мережах, клієнти комп'ютерних мереж називаютьсяабонентами.

Для кожного абонента на одному з мережних комп'ютерів виділяється областьпам'яті - електронну поштову скриньку. Доступ до цієї області пам'ятіздійснюється за адресою, що повідомляється абонентові, і паролем, якийабонент вигадує сам. Пароль відомий тільки абонентові й мережномукомп'ютера. Ставши абонентом комп'ютерної мережі й одержавши адресу свогопоштової скриньки, користувач може повідомити його друзям, знайомим. Коженабонент електронної пошти може через свій комп'ютер і модем послати листбудь-якому іншому абоненту вказавши в посланні його поштову адресу. Алезробитице можна, тільки повідомивши комп'ютерній мережі свою поштову адресу і пароль
(як доказ того, що це дійсно абонент).

Всі листи, що надходять на деякий поштову адресу, записуються увиділену для неї область пам'яті мережного комп'ютера. Мережний комп'ютер,що містить поштові скриньки абонентів носить назву хост комп'ютера (від host
- Господар). Існують два основних типи електронної пошти. Перший спосіб,називається off-line (поза лінією, поза зв'язком, вимовляється: офлайн),полягає в тому, що при кожному сеансі зв'язку комп'ютера абонента змережним комп'ютером відбувається обмін листами в автоматичному режимі: всізаздалегідь підготовлені листи абонента передаються на мережний комп'ютер, авсі листи, що прийшли на адресу абонента, передаються на його комп'ютер.
Назва off-line підкреслює той факт, що сам процес ознайомлення злистами і їх читання відбувається, коли зв'язок із мережним комп'ютером ужеприпинена.

Другий спосіб, названий, природно, on-line (на лінії, на зв'язку,вимовляється: онлайн), полягає в тому, що абонент під час сеансу зв'язкузі свого комп'ютера одержує можливість звернутися до вмісту свогопоштової скриньки, переглянути його і прочитати листи. Деякі листи можнавидалити не читаючи, на інші листи можна відразу дати відповідь, скориставшиськлавіатурою свого комп'ютера. Можна також послати всі заготовленізаздалегідь листи, які є нічим іншим як текстовими файлами. В режимі on -line абонент не користується автоматичним режимом, а відсилає всі листисам, вказуючи їхні адреси і задаючи відповідну команду мережномукомп'ютера.

Один комп'ютер може обслуговувати кількох абонентів. У разівикористання on-line мережі кожен абонент здійснює зв'язок зкомп'ютерною мережею і виконує необхідні маніпуляції для одержання абовідправлення інформації у відповідності зі своїми завданнями під час сеансузв'язку.

Для абонентів мережі off-line існує можливість мати окремийпоштову скриньку на одному комп'ютері. Кожен абонент користується тільки своїмпоштовою скринькою, а розсилання та отримання листів, зв'язок з телеконференції тазвернення до баз даних для всіх абонентів, які користуються данимикомп'ютером, здійснюються автоматично у момент сеансу зв'язку зкомп'ютерною мережею. Така складна організація обміну інформацією звикористанням одного комп'ютера призводить до необхідності виділенняспеціального адміністратора для координації всього обміну інформацією,здійснення сеансів, зв'язку та виявлення заблукалих листів.

12 Адресація

Адреса електронної пошти, так само як і звичайний поштова адреса повиннамістити всю необхідну інформацію для того, щоб лист дійшов доадресата з будь-якої частини земної кулі. Точно так само, як і поштова,електронна адреса складається з двох частин:

розділ "Куди" - містить вказівку на хост комп'ютер;розділ "Кому" - містить облікове ім'я абонента.

У різних системах використовуються різні способи представлення адреси.
Наприклад, у системі INTERNET і сумісних з нею розділи "Кому" і "Куди"розділені знаком "@", причому ліворуч вказується "Кому". Наприклад,

[email protected],

де user - облікове ім'я абонента, а adonis.iasnet.ru - ім'я хост комп'ютера
(adonis) і вказівка, як його знайти. Розділ "Куди" має ієрархічнуструктуру. Рівні ієрархії називаються доменами (domain - володіння, сферадіяльності) і розділені крапками. Кількість доменів в адресі, взагалікажучи, не обмежена. Самий правий домен являє собою домен верхньогорівня. В даному випадку, ru - код Росії. Для всіх країн існуютьдволітерні коди. Наприклад:

. au - Австралія,
. br - Бразилія,
. by - Білорусь,
. ca - Канада,
. cn - Китай,
. de - Німеччина,
. jp - Японія,
. ua - Україна,
. uk - Великобританія,
. us - США.

Домен верхнього рівня не обов'язково є кодом країни. Нижченаведені приклади кількох доменів верхнього рівня, використовуваних у США:

. COM - комерційні організації та бізнес;
. EDU - освітні установи;
. NET - структурні організації системи;
. ORG - неприбуткові організації;
. INT - міжнародний домен.

Домен другого рівня дає уточнення для пошуку хост комп'ютера. Цеможе бути код міста або регіону, у США - штату. У нашому випадку домендругого рівня вказує на комп'ютерну мережу Інституту Автоматизованихсистем (iasnet).

13 Конверт

Для того щоб написане вами лист дійшло до адресата, требапомістити його в конверт, написати адресу і відправити поштою. Адресат,одержавши лист, крім своєї адреси знайде на конверті деякідодаткові дані, які можуть виявитися корисними.

Якщо на конверті вказано зворотну адресу, то він може виявитисяєдиною можливістю для забезпечення відправлення відповіді. Штемпеліпоштових відділень покажуть дати проходження листа через ці установи.

За аналогією з конвертом кожен лист, що приходить по електронній поштізабезпечено "шапкою", що має той же зміст. Залежно від того, якателекомунікаційна система використовується, структура адреси може виглядатипо-різному.

Структура електронного послання в системі INTERNET виглядає такимтак:

From: User Name
Date: 2, November 1998 14:25
To: [email protected]
Cc: [email protected]
Bcc: [email protected]

Subject: Hello

Перший рядок повідомляє адресу й ім'я відправника. Рядок, що починається з
Date, містить дату і час, коли послання було надіслано. Далівказується адреса одержувача. У рядку що починається з Сс вказує адресу,якому надсилається копія листа. У наступному ж рядку вказується адресакористувача, якому оправляється, невидима для адресата, копія листа.
Таких рядків може бути кілька або не бути жодної. У наступному рядкувказується зміст листа, його заголовок (іноді так робиться і ззвичайними листами, наприклад у випадку, коли організація вимагає позначатинаправляються до неї листа, деяким коротким повідомленням, наприклад, "Наконкурс "). У передостанньому рядку вказується ідентифікатор послання, йогоунікальний номер. Якщо цей лист надіслано у відповідь на деякий іншийлист, то номер цього вихідного листа вказується в останньому рядку. Дляпервісних, ініціативних листів цей рядок відсутній.

Однак точний порядок рядків шапки послання може мінятися від системи досистемі. Крім того, в шапку можуть додаватися додаткові рядки,наприклад, Importance - важливість послання. Вказаний у прикладі склад шапкипослання є обов'язковим, тому що всі його компоненти істотні дляправильної доставки послання.