Фундаментальные основы Интернет

© КНЭТУ, каф. ЭКИС,доц. Шклярский С.М. Web-Web-программирование программирование

Фундаментальные Фундаментальные основы Интернетосновы Интернет

1. Протоколы межсетевого обмена

2. Принципы адресации в Интернет

3. Службы и сервисы Интернет

4. Принципы доступа к сетевой информации

5. Основы гипертекствых технологий

© КНТЭУ - 2011, каф. ЭКИС, доц. Шклярский С.М.Фундаментальные основы Интернет

И Н Т Е Р Н Е Т

Сеть 1

Сеть k

Сеть n

Сеть m

MS Networking

Novell NetwareIBM SNA

UNIXwareИнтернет – это сеть сетейИнтернет – это сеть сетей

Рис.1


Проблема совместимости программных, информационных и технических ресурсов Сети решается путем применения всеми участниками межсетевого обмена специальных правил, процедур и соглашений – протоколов.

Формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений которыми обмениваются сетевые компоненты, называются протоколами.


7

6

5

4

3

2

1

Прикладной

Представительный

Сеансовый

Транспортный

Сетевой

Канальный

Физический

7

6

5

4

3

2

1



Сеансовый


Сетевой

Канальный

Физический

21

3 Разбиение на пакетыСборка пакетов

Сеть передачи данных

Горизонтальная составляющая эталонной модели OSI

Определение:Процесс вложения данных более высокого уровня в пакеты нижнего уровня называется инкапсуляцией

Определение:Процесс вложения данных более высокого уровня в пакеты нижнего уровня называется инкапсуляцией


Отличие протокола от интерфейса заключается в том, что протокол определяет правила взаимодействия компонент одинаковых уровней разных узлов сети, в то время, как интерфейс определяет правила взаимодействия смежных уровней одного узла.

Согласованный набор протоколов и интерфейсов разных уровней, достаточный для организации межсетевого взаимодействия, называется стеком протоколов.

Наиболее распространенные сетевые протоколы (стеки):• TCP/IP – Internet;• IPX/SPX - Novell;• NetBios (SMB) - Microsoft


Стек TCP/IP состоит из 4-х уровней:• Прикладной (приложений)• Транспортный• Сетевой• Уровень соединения

OSI

7

6

5

432

1

Приложений


СеансовыйТранспортный

Сетевой

КанальныйФизический

Прикладной1

2

3

4

Сетевой

Соединения


TCP/IP

Стек TCP/IP является упрощенной, адаптированной для сети Интернет модификацией семиуровневой модели OSI.


HTTP FTP SMTP POP NNTP

TCP UDP

RIP, OSPF,…IP

Ethernet, Token Ring, PPP, …

Прикладной уровень

Транспортный уровень

Сетевой уровень

Физический уровень

Протоколы

Структура стека протоколов Структура стека протоколов TCP/IPTCP/IP


Отвечает за обмен данными различных форматов и включает протоколы содержательной обработки данных.

Прикладной уровеньПрикладной уровень

Отвечает за установку связи между серверами Internet, осуществляет гарантированную доставку пакетов получателю.

Транспортный уровеньТранспортный уровень

Обеспечивает передачу информации смежными узлами Сети. (маршрутизация)

Сетевой уровеньСетевой уровень

Отвечает за целостность передачи данных между двумя соседними устройствами в Сети.

Уровень соединенийУровень соединений


Отправитель

Получатель

Коммутатор

Сервер-маршрутизатор

Специализированный маршрутизатор

Специализированный маршрутизатор


Сетевой

Транспортн.



Сетевой




Сетевой




Сетевой


Сетевой



Сетевой


Отправитель

Получатель

Коммутатор

Маршрутизатор

Рабочая станция/серверКАК ЭТО ВСЕ РАБОТАЕТКАК ЭТО ВСЕ РАБОТАЕТ


2. 2. Принципы адресации в ИнтернетПринципы адресации в Интернет

Объекты, которые участвуют в межсетевом обмене:

• Процессы• Хосты• Сети

Уровни абстракции сетевых объектов:

Процессы

Сети

Хосты

Уровень абстракции


Хост – это компьютер или любое другое активное сетевое оборудование которое (а) имеет уникальный сетевой адрес; (б) способно выполнять сетевые процессы.

Сеть – это группа хостов, объединенная единой средой и технологией передачи данных.

Процесс – это, выполняемая по некоторому алгоритму, содержательная обработка информации.


Последовательность сетевых соединенийПоследовательность сетевых соединений

Хост-хост

Сеть-сеть

Процесс-процесс

1

2

3



Сеть-сеть

Хост-хост


2

3

4

Сетевой



Соответствие уровней сетевых соединений стеку TCP/IP

Соединения Протоколы TCP/IP


Каждый компьютер в сети TCP/IP имеет адреса трех уровней:

• физический;• сетевой;• символьный.

Физический или MAC-адрес (Media Access Control) – это адрес сетевого адаптера хоста, входящего в локальную сеть.

Для всех существующих технологий локальных сетей МАС-адрес имеет длину 6 байтов:

• Старшие 3 байта – идентификатор фирмы производителя;• младшие 3 байта назначаются уникальным образом самим производителем.

00-00-01-В2-55-CF – производитель Ксерокс


Сетевой или IP-адрес, длиной 4 байта состоит из двух частей:1. номера сети. 2. номера узла в этой сети.

192.168.2.7 – ip-адрес файлового сервера ITS-PUBLIC

Символьный идентификатор – это специальным образом построеное имя, которое назначается сетевым администратором или группой администраторов и включает имя хоста, название организации, ее местоположение и т.д.



Сеть-сеть

Хост-хост


2

3

4

Сетевой



Соединения Стек TCP/IP

Символьные адреса

IP – адреса

MAC – адреса

Адресация

Соответствие уровней адресации стеку TCP/IP и соединениям


Символьная идентификация – наиболее распространенный среди пользователей Интернет вид адресации.

Система имен доменов (DNS) является частью идеологии Интернет и базируется на использовании специальным образом организованной базы имен.Является доминирующей системой символьной идентификации Интернет.

Система имен доменов - это распределенная база данных, поддерживающая иерархическую систему имен для идентификации узлов в сети Internet. Служба DNS предназначена для автоматического поиска IP-адреса по известному символьному имени узла.


Домен - это централизованно администрируемая область пространства доменных имен системы Интернет, которая обслуживается набором серверов доменных имен (DNS-сервера). Доменное имя - это символьное имя, под которым регистрируются домены в Интернет.

Распределенная база данных доменных имен располагается на специальных компьютерах – DNS-серверах.

DNS-сервер (сервер доменных имен) - это служба Сети, которая функционирует на одном или группе компьютеров и в задачи которой входит:

• Поиск ip-адреса компьютера(хоста) по его имени (разрешение имени);

• Поиск имени хоста по его ip-адресу (разрешение адреса);

• Кеширование (буферизация) ip-адресов.


Структура распределенной базы данных доменных имен

.net

……

.ua

Корневой домен

198.41.0.4

128.9.0.107

.com

….dp

.kiev

Зона домена .ua

195.230.10.2

212.113.0.5 .irk

….org

.msk

Зона домена .ru

142.18.2.5

98.212.51.3

.org

.kpi

.knteu

Зона домена .kiev

195.230.142.4

123.18.26.8 ……

….mts

.sgu

Зона домена .irk

208.12.152.2

… …

…

… …

209.66.103.53


.Ru

.Irk

……

….mts

.sgu

Зона домена .irk

208.12.152.2

.net

……

.ua

Корневой домен

198.41.0.4

128.9.0.107

198.41.0.4

.com

….dp

.kiev

Зона домена .ua

195.230.10.2

212.113.0.5195.230.10.2

.org

.kpi

.knteu

Зона домена .kiev

195.230.142.4

123.18.26.8209.66.103.53

195.230.142.4

195.230.142.4

Web-сервер КНТЭУ

?

?

??

Кеш

КАК ЭТО ВСЕ РАБОТАЕТКАК ЭТО ВСЕ РАБОТАЕТ


Унифицированный указатель ресурсов URL (Uniform Resource Locator) - это специальная запись символического адреса объекта (ресурса) в Internet.

http://www.isn-knteu.org.ua/index.shtmМетод доступа

Web-сервер

домен

Web-страница

Посредством URL задается местонахождение ресурса и метод доступа к нему


3. 3. Службы и сервисы ИнтернетСлужбы и сервисы Интернет

Модель «клиент-сервер

В модели «клиент-сервер» один компьютер (сервер), всегда находится в активном состоянии в ожидании запросов других компьютеров (клиентов) на выполнение какой-либо вычислительной работы (доступ к данным, обработка запроса и т.д.).

1. представление (front-end) - реализует функции ввода и отображения данных;

2. обработка (business-logic) - объединяет чисто прикладные функции, характерные для предметной области;

3. хранение (resource manager) - управляет доступом к данным, контролирует целостность БД и т.д.


Типы моделей:


Сервисы и службы прикладного уровня.

HTTP FTP SMTP POP NNTP

IP-пакеты


ТранспортныйTCP

Web-сервер FTP-сервер Мэйл-сервер Сервер новостей

порты

служба

Сервис


Порт – специальная точка входа (адрес) транспортного уровня, который отвечает за доставку пакетов определенному протоколу прикладного уровня.

Некоторые стандартные порты:80 – гипертекстовый протокол (HTTP);

21 – протокол передачи файлов (FTP);25 – протокол передачи почты (SMTP);110 – протокол чтения почты (POP);119 – протокол новостей (NNTP)

Сервис – это базовая функция прикладного уровня, имеющая (a) один протокол; (б) один стандартный порт.

Служба – это, построеннная на базе одного или нескольких сервисов сетевая информационная компонента, основанная на технологии «клиент-сервер». (эл. магазины, аукционы и т.п.)


4. 4. Принципы доступа к сетевой информацииПринципы доступа к сетевой информации

Функции поисковых сервисов WWW:

• Сбор, накопление и поддержка в актуальном состоянии информации о Сетевых ресурсах.

• Прием, обработка запросов пользователей и выдачарезультатов.

Поисковая система – это сервер или группа серверов,на которых функционирует поисковая машина и средства актуализации информации о Сетевых ресурсах.

Поисковый каталог – это, организованый в виде иерархической структуры, список ссылок на Сетевые ресурсы.


Поисковые системы

Каталоги

Глобальные

Локальные

Региональные

Специализированные

Сетевогобазирования

Локальногобазирования

Метапоисковые системы

Классификация поисковых сервисов в WWW


Глобальные поисковые системы и каталоги содержатссылки на информационные ресурсы по всему адресному пространству Internet.

• Google.com - поисковая система• List.ru - поисковый каталог• Yahoo.com - поисковый портал

Региональные поисковые системы и каталоги содержатссылки на информационные ресурсы по адресному пространству Internet, ограниченому некоторым регионом (Россия, Украина).

• Search.aol.com - поисковая система компании AOL• Yandex.ru - поисковая система Рунет• www.meta-ukraine.com - поисковая система Уанет


Специализированные поисковые системы и каталоги содержат ссылки на информационные ресурсы из определенной предметной области (медицина, политика …)

• softseek.com – поиск программ• ditto.com – поиск графических файлов• cnn.com – политика, новости• doctor.ru - медицина

Локальные поисковые системы и каталоги содержат ссылки на информационные ресурсы внутри конкретной организации и ее локальной сети.

• rada.gov.ua – поиск законодательных актов насерверах ВР Украины• 195.230.142.4/library – поиск книг в каталоге библиотеки КНТЭУ


Метапоисковые системы – это службы, которые не имеют собственных поисковых средств, а для поискаинформации прибегают к помощи одной или нескольких классических поисковых систем.

Метапоисковые системы сетевого базирования – этосервера в Internet. (El.visti.net)

Метапоисковые системы локального базирования – этоспециализированные программы, которые размещаютсяна компьютере пользователя и выполняют поиск в Сети,путем переадресации запроса на классические поисковые системы. (Copernic-2000)


клиентПоисковая машина

Индексбазы данных

web

Webадмин.Активная

актуализацияАктивная

актуализация

Пассивнаяактуализация

Пассивнаяактуализация

Роботиндексировщик

Структура поисковой системы (ПС)


Клиент - это хост, с которого поступил запрос на поиск конкретного информационного ресурса.

Поисковая машина - служит для трансляции запроса клиента в формальный запрос системы, поиска ссылок и выдачи результатов этого поиска пользователю.

Индекс базы данных - основной массив данных ПС, служит для поиска адреса информационного ресурса.Является системообразующей компонентой ПС

Робот-индексировщик - специальная программа для сканирования Интернет и поддержания базы данных индекса в актуальном состоянии.


Упрощенная структура индекса базы данных ПС

10,345,800,…Кучма

…

1,3,5,3000,…Бин Ладен

1,2,5,10,525…Буш

СсылкиСлова

www.deti.ru/title.htm50000000

…

www.vesti.ru/index.htm2

www.cnn.com/bush.htm

1

URLN

Словари БД База URL

10,345,800,…Кучма

…

1,3,5,3000,…Бин Ладен

1,2,5,10,525…Буш


10,345,800,…Windows

…

1,3,5,3000,…iPad

1,2,5,10,525…Обама


Ем

кост

ь сл

овар

я

Ем

кост

ь и

ндек

са Б

Д


Размер индекса базы данных ПС – это количествоадресов ресурсов сети, ссылки на которые содержатсяв базе данных ПС.

Размер словаря ПС – это количество слов, словосочетанийи фраз, которым поcтавлен в соответствие хотя-бы одинадрес из базы URL.

Период обновления индекса БД – это среднее время междудвумя посещениями роботом индексировщиком одного итого же ресурса в Сети.

Обучаемость – это свойство роботов-индексировшиковпроводить селективный отбор информационных ресурсов (устранение повторов, игнорирование “грязных” ресурсов и т.д)


55. Основы гипертекстовых технологий. Основы гипертекстовых технологий

В основе World Wide Web (WWW) лежит понятие гипертекста.

«… под гипертекстом понимается непоследовательная запись текста, когда от разветвляется, что позволяет читателю делать выбор для быстрого интерактивного чтения с экрана)…»

Впервые термин “гипертекст” предложил Теодор Нельсон на 20 конференции ACM в 1965 г.:

… by 'hypertext' mean nonsequential writing - text that branches and allows choice to the reader, best read at an interactive screen.


Принципы гипертекстовой организации информации заложил Ванневар Буш. В 1945 г. он разработал гипотетическую машину Memex, в которой предложил механизм перекресных ссылок для доступа к информации, аналогичный современному гипертексту.

В Memex документы хранятся совместно с вспомогательными полями, описывающими некие ассоциативные связи информации.

Гипертекст – это форма представления информации, когда совместно с содержательной составляющей в тексте хранятся: (а) адреса других частей текста; (б) метки, на которые ссылаются из других частей текста.


1 2 43 5

Линейныйтекст

Гипертекст

метки

ссылки


В линейном тексте переход от одной его части (страницы, фрагмента и т.д.) к другой происходит последовательно.Единственное средство быстрого доступа в линейном тексте – индексация. (например: оглавление книги)

При гипертекстовой форме хранения содержательная информация снабжается вспомогательными полями, которые позволяют осуществлять прямой переход на необходимый фрагмент по ссылке на него.Необходимым условием перехода является наличие метки.

Метки и ссылки – невидимые, вспомогательные поля Метки и ссылки – невидимые, вспомогательные поля гипертекстагипертекста


Модели структурирования информации в Internet

Иерархическая (древовидная). Заключается в организации информационных связей в виде упорядоченного дерева.

…

… … …

Ресурсы 1-го уровня




Древовидная организация информации получила свою практическую реализацию в системе Gopher (1989 г.), которая до 1995 г. являлась наиболее распространенной информационной технологией в Сети.

Объединение Gopher-серверов называется gopher-пространством. В 1994 г. была создана универсальная поисковая машина Veronica, которая могла осуществлять поиск информации по всем серверам gopher-пространства.

Достоинство: простота организации поисковых алгоритмов. Недостаток: ограниченная область применения (библиотечные ресурсы, базы данных издательских систем).


Гипертекстовая модель описывает взаимосвязи информационных ресурсов Сети в виде направленного графа произвольной структуры.

Данная модель реализована в пространстве информационных ресурсов World Wide Web (WWW) и является на сегодняшний день преобладающей, т.к. позволяет структурировать практически любую информацию Internet.Недостаток – сложность управления такой структурой.

р1

р2

pn-1

pn


В 1989 году в Европейской лаборатории физики элементарных частиц (CERN, Швейцария, Женева) Тим Бернерс-Ли разработал компьютерную технологию гипертекстовых документов - World Wide Web, позволяющую пользователям иметь доступ к любой информации, находящейся в сети Internet на компьютерах по всему миру.

1-я web страница: 12 декабря 1991 г.


Первый web сервер запущен в эксплуатацию в 1991 г. в Стенфордском ускорителе элементарных частиц (SLAC) на мэйнфрейме NeXT.

В феврале 1993 г. программист Национального центра суперкомпьютерных вычислений (NCSA) Марк Андриссен разработал полнофункциональную версию браузера для Unix-систем под названием Mosaic.

Сейчас объединяет более 350 организаций и компаний по всему миру.

Декабрь 1994 г. – образован консорциум W3C, как центр координирующий разработки в области World Wide Web


Консорциум W3C – это некоммерческая, неправительственная, организация в задачи которой входит координация и стандартизация работ в области гипертекстовых технологий Интернет.

www. w3c.org

Директор и учредитель – Тим Бернерс-Ли (Tim Berners-Lee)


Web-сайт - это совокупность web-документов, объединенных общей тематикой и ссылками, обеспечивающими возможность перехода с одной страницы на другую.

Web-узел(сервер) – это комплекс аппаратно-программных средств, обеспечивающих функционирование Web-сайта.Имеет по крайней мере один IP-адрес и, как правило, входит в состав локальной вычислительной сети.


Классификация сайтов(по области применения)

Web-сайты

Некоммерческие Коммерческие

Персональные страницы

Сайты некоммерческих

организаций

Торговля аудиторией

Информационная площадка

Online-сервисы

Реального бизнеса

Сетевого бизнеса

Реклама компании

Информационная поддержка продукта

Реализация товара


Сайты реального бизнеса являются продолжением реального бизнеса на Интернет и служат, как вспомогательное средство для осуществления бизнес-операций.

Сайты для бизнеса в Интернет не имеют за собой вещественных реальных торговых площадок и производственных мощностей.


Веб-клиент – это программа или модуль, способный принимать данные по гипертекстовому протоколу и интерпретировать их в виде веб-страницы.

На персональных компьютерах в качестве веб-клиента, как правило, функционирует тот или иной браузер.

Documents

Фундаментальные основы Интернет