Рабочая программа учебной дисциплины «интернет-технологии»
Скачать 0.94 Mb.
|
2. История развития ИнтернетСейчас сотням миллионов пользователей Интернет трудно представить, что вся история этой глобальной информационной супермагистрали умещается всего лишь в 45 лет, а активное ее освоение не “яйцеголовыми” технарями и учеными, а обычными пользователями ведется не более 5-6 лет! Однако это так. Дату зарождения Интернет многие связывают с созданием в 1969 г. ее прародительницы сети ARPANET, когда был введен в эксплуатацию первый узел этой сети в Лос-Анжелесе, США. Тогда никто не задумывался о будущей великой роли этого события - решался чисто утилитарный научный вопрос о разработке технологии гарантированной доставки компьютерных данных при возможных военных, террористических и других атаках на информационную и коммуникационную инфраструктуру, а также об облегчении сотрудничества между собой различных научно-исследовательских учреждений. Не случайно заказчиком исследования являлосьУправление преспективных исследований (Advanced Research Projects Agency - ARPA) оборонного ведомства США. На первом этапе сеть ARPANET была достаточно замкнутой структурой: кроме военных и оборонных учреждений и университетов, подключиться к ресурсам сети могли в ограниченном количестве только исследовательские группы. Затем в сети появилась поддержка передачи и управления файлами и вскоре электронная почта. Именно электронная почта и возможности динамической маршрутизации (программно-технологическое средство, позволяющее самостоятельно выбирать маршрут движения файлов и сообщений в сети и находить запасные пути в случае разрушения отдельных линий связи или фрагментов сети) явились первыми ласточками будущей суперсети. В это же время, наряду с ARPANET начали появляться и другие сети; возникла потребность в их соединении и информационном взаимодействии. Управление APRA (в то время уже - DARPA, добавилась на первое место буква владельца - D (defence) - оборона) приняло решение о разработке системы правил и технологии межсетевого взаимодействия. Это решение было оформлено как специальный проект - Internet Project, главным решением которого было создание независимо от конкретной сети протокола передачи данных, используемого для приема/передачи информации компьютерами сети. Поэтому, следующей важной датой развития Интернет является 1972 год, в котором были опубликованы спецификации протоколов TCP и IP. Для множественного взаимодействия и в качестве базового протокола была выбрана совокупность из двух основных протоколов: IP (Internet Protocol) - межсетевого протокола и TCP (Transmission Control Protocol) - протокола управления передачей. Как правило говорят и протоколах TCP/IP, которые и стали определяющей чертой Интернет. Хотя в течение последующих десяти лет число машин, объединенных в сеть на базе этих протоколов, не превышало 1000, дальнейшее развитие резко пошло по нарастающей. Следующий рубеж (10000 сетевых компьютеров) был достигнут всего за 4 года, а уже дальше компьютеры практически перестали считать в виду полной бесперспективности этого занятия - Интернет вышел в массы. Подлинный бум в развитии Интернет пришелся на 1993-95 годы в связи с продвижением технологии World Wide Web (“Всемирной паутины”), когда число пользователей и серверов удваивалось за месяцы! В 1993 году произошли события, которые подтвердили перспективность технологий Интернет как “технологий номер 1” для будущего столетия - к Сети подключились Белый Дом, Всемирный банк, множество коммерческих компаний и целый регион - Россия и другие страны бывшего СССР. Сейчас на повестке дня стоит уже проект суперсети нового поколения Internet-II со значительно увеличенной пропускной способностью каналов и серверов, при этом базирующейся на технологиях и решениях своей предшественницы. 3. Гетерогенные сетиГетерогенные сети – это сети, состоящие из различных операционных систем и приложений, имеющие смешанную топологию и работающие по различным протоколам. Такие сети создают множество проблем связанных с администрированием, проектированием и управлением. Есть два подхода к взаимодействию в таких сетях:
Гомогенные сети - это сети в которых функционируют узлы под управлением только одной операционной системы и включено оборудование толь одного типа. Развитие стандартов взаимодействия ЭВМ в области аппаратуры и программного обеспечения ускоряет рост, как вычислительных сетей, так и подсетей связи. Такие организации, как IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) поддерживают основную цель Международной Организации по Стандартизации (International Standards Organization - ISO) - обеспечение общемирового сетевого взаимодействия. Эти организации дорабатывают различные отраслевые стандарты, реализованные ведущими производителями сетевого оборудования и программного обеспечения до придания им статуса международных. Наиболее быстро в этом направлении продвигаются модемные сети ЭВМ. В них сетевая информация обрабатывается без какого-либо влияния на способность ЭВМ выполнять другую работу. Сегодняшние системы связи, изготовленные различными производителями, дают возможность пользователям выполнять обмен сообщениями в рамках электронной почты, использовать файлы и базы данных друг друга. Лекция 2. Адресация в сети «Интернет». Протокол TCP/IP Вопросы для изучения:
1. Модель OSIЭталонная модель OSI, иногда называемая стеком OSI представляет собой 7-уровневую сетевую иерархию (рис. 1) разработанную Международной организацией по стандартам (International Standardization Organization - ISO). Эта модель содержит в себе по сути 2 различных модели:
В горизонтальной модели двум программам требуется общий протокол для обмена данными. В вертикальной - соседние уровни обмениваются данными с использованием интерфейсов API.  Рис. 1 Из того, что протокол является соглашением, принятым двумя взаимодействующими объектами, в данном случае двумя работающими в сети компьютерами, совсем не следует, что он обязательно представляет собой стандарт. Но на практике при реализации сетей стремятся использовать стандартные протоколы. Это могут быть фирменные, национальные или международные стандарты. Международная Организация по Стандартам (International Standards Organization, ISO) разработала модель, которая четко определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какую работу должен делать каждый уровень. Эта модель называется моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) или моделью ISO/OSI. В модели OSI взаимодействие делится на семь уровней или слоев (рис. 1.1). Каждый уровень имеет дело с одним определенным аспектом взаимодействия. Таким образом, проблема взаимодействия декомпозирована на 7 частных проблем, каждая из которых может быть решена независимо от других. Каждый уровень поддерживает интерфейсы с выше- и нижележащими уровнями. Модель OSI описывает только системные средства взаимодействия, не касаясь приложений конечных пользователей. Приложения реализуют свои собственные протоколы взаимодействия, обращаясь к системным средствам. Следует иметь в виду, что приложение может взять на себя функции некоторых верхних уровней модели OSI, в таком случае, при необходимости межсетевого обмена оно обращается напрямую к системным средствам, выполняющим функции оставшихся нижних уровней модели OSI. Приложение конечного пользователя может использовать системные средства взаимодействия не только для организации диалога с другим приложением, выполняющимся на другой машине, но и просто для получения услуг того или иного сетевого сервиса, например, доступа к удаленным файлам, получение почты или печати на разделяемом принтере. Физический уровень.Этот уровень имеет дело с передачей битов по физическим каналам, таким, например, как коаксиальный кабель, витая пара или оптоволоконный кабель. К этому уровню имеют отношение характеристики физических сред передачи данных, такие как полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и другие. На этом же уровне определяются характеристики электрических сигналов, такие как требования к фронтам импульсов, уровням напряжения или тока передаваемого сигнала, тип кодирования, скорость передачи сигналов. Кроме этого, здесь стандартизуются типы разъемов и назначение каждого контакта. Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом. Канальный уровень.На физическом уровне просто пересылаются биты. При этом не учитывается, что в некоторых сетях, в которых линии связи используются (разделяются) попеременно несколькими парами взаимодействующих компьютеров, физическая среда передачи может быть занята. Поэтому одной из задач канального уровня является проверка доступности среды передачи. Другой задачей канального уровня является реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок. Для этого на канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами (frames). Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра, помещая специальную последовательность бит в начало и конец каждого кадра, чтобы отметить его, а также вычисляет контрольную сумму, суммируя все байты кадра определенным способом и добавляя контрольную сумму к кадру. Когда кадр приходит, получатель снова вычисляет контрольную сумму полученных данных и сравнивает результат с контрольной суммой из кадра. Если они совпадают, кадр считается правильным и принимается. Если же контрольные суммы не совпадают, то фиксируется ошибка. В протоколах канального уровня, используемых в локальных сетях, заложена определенная структура связей между компьютерами и способы их адресации. Хотя канальный уровень и обеспечивает доставку кадра между любыми двумя узлами локальной сети, он это делает только в сети с совершенно определенной топологией связей, именно той топологией, для которой он был разработан. К таким типовым топологиям, поддерживаемым протоколами канального уровня локальных сетей, относятся общая шина, кольцо и звезда. Примерами протоколов канального уровня являются протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN. Сетевой уровень.Этот уровень служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей с различными принципами передачи информации между конечными узлами. Рассмотрим функции сетевого уровня на примере локальных сетей. Протокол канального уровня локальных сетей обеспечивает доставку данных между любыми узлами только в сети с соответствующейтиповой топологией. Это очень жесткое ограничение, которое не позволяет строить сети с развитой структурой, например, сети, объединяющие несколько сетей предприятия в единую сеть, или высоконадежные сети, в которых существуют избыточные связи между узлами. Для того, чтобы, с одной стороны, сохранить простоту процедур передачи данных для типовых топологий, а с другой стороны, допустить использование произвольных топологий, используется дополнительный сетевой уровень. На этом уровне вводится понятие "сеть". В данном случае под сетью понимается совокупность компьютеров, соединенных между собой в соответствии с одной из стандартных типовых топологий и использующих для передачи данных один из протоколов канального уровня, определенный для этой топологии. Таким образом, внутри сети доставка данных регулируется канальным уровнем, а вот доставкой данных между сетями занимается сетевой уровень. Сообщения сетевого уровня принято называтьпакетами (packets). При организации доставки пакетов на сетевом уровне используется понятие"номер сети". В этом случае адрес получателя состоит из номера сети и номера компьютера в этой сети. Сети соединяются между собой специальными устройствами, называемыми маршрутизаторами.Маршрутизатор- это устройство, которое собирает информацию о топологии межсетевых соединений и на ее основании пересылает пакеты сетевого уровня в сеть назначения. Для того, чтобы передать сообщение от отправителя, находящегося в одной сети, получателю, находящемуся в другой сети, нужно совершить некоторое количество транзитных передач (hops) между сетями, каждый раз выбирая подходящий маршрут. Таким образом, маршрут представляет собой последовательность маршрутизаторов, через которые проходит пакет. Транспортный уровень.На пути от отправителя к получателю пакеты могут быть искажены или утеряны. Хотя некоторые приложения имеют собственные средства обработки ошибок, существуют и такие, которые предпочитают сразу иметь дело с надежным соединением. Работа транспортного уровня заключается в том, чтобы обеспечить приложениям или верхним уровням стека - прикладному и сеансовому - передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется. Модель OSI определяет пять классов сервиса, предоставляемых транспортным уровнем. Эти виды сервиса отличаются качеством предоставляемых услуг: срочностью, возможностью восстановления прерванной связи, наличием средств мультиплексирования нескольких соединений между различными прикладными протоколами через общий транспортный протокол, а главное - способностью к обнаружению и исправлению ошибок передачи, таких как искажение, потеря и дублирование пакетов. Как правило, все протоколы, начиная с транспортного уровня и выше, реализуются программными средствами конечных узлов сети - компонентами их сетевых операционных систем. В качестве примера транспортных протоколов можно привести протоколы TCP и UDP стека TCP/IP и протокол SPX стека Novell. Сеансовый уровень.Сеансовый уровень обеспечивает управление диалогом для того, чтобы фиксировать, какая из сторон является активной в настоящий момент, а также предоставляет средства синхронизации. Последние позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке, вместо того, чтобы начинать все с начала. На практике немногие приложения используют сеансовый уровень, и он редко реализуется. Уровень представления.Этот уровень обеспечивает гарантию того, что информация, передаваемая прикладным уровнем, будет понятна прикладному уровню в другой системе. При необходимости уровень представления выполняет преобразование форматов данных в некоторый общий формат представления, а на приеме, соответственно, выполняет обратное преобразование. Таким образом, прикладные уровни могут преодолеть, например, синтаксические различия в представлении данных. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных, благодаря которому секретность обмена данными обеспечивается сразу для всех прикладных сервисов. Примером протокола, работающего на уровне представления, является протокол Secure Socket Layer (SSL), который обеспечивает секретный обмен сообщениями для протоколов прикладного уровня стека TCP/IP. Прикладной уровень.Прикладной уровень - это в действительности просто набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу, например, с помощью протокола электронной почты. Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называетсясообщением (message). 2. Протокол TCP/IP TCP/IP - это средство для обмена информацией между компьютерами, объединенными в сеть. Не имеет значения, составляют ли они часть одной и той же сети или подключены к отдельным сетям. Не играет роли и то, что один из них может быть компьютером Cray, а другой Macintosh. TCP/IP - это не зависящий от платформы стандарт, который перекидывает мосты через пропасть, лежащую между разнородными компьютерами, операционными системами и сетями. Это протокол, который глобально управляет Internet, и в значительной мере благодаря сети TCP/IP завоевал свою популярность. TCP/IP - это аббревиатура термина Transmission Control Protocol/Internet Protocol (Протокол управления передачей/Протокол Internet). В терминологии вычислительных сетей протокол - это заранее согласованный стандарт, который позволяет двум компьютерам обмениваться данными. Фактически TCP/IP не один протокол, а несколько. Именно поэтому вы часто слышите, как его называют набором, или комплектом протоколов, среди которых TCP и IP - два основных. Программное обеспечение для TCP/IP, на вашем компьютере, представляет собой специфичную для данной платформы реализацию TCP, IP и других членов семейства TCP/IP. Обычно в нем также имеются такие высокоуровневые прикладные программы, как FTP (File Transfer Protocol, Протокол передачи файлов), которые дают возможность через командную строку управлять обменом файлами по Сети. Причина, по которой TCP/IP столь важен сегодня, заключается в том, что он позволяет самостоятельным сетям подключаться к Internet или объединяться для создания частных интрасетей. Вычислительные сети, составляющие интрасеть, физически подключаются через устройства, называемые маршрутизаторами или IP-маршрутизаторами. Маршрутизатор - это компьютер, который передает пакеты данных из одной сети в другую. В интрасети, работающей на основе TCP/IP, информация передается в виде дискретных блоков, называемых IP-пакетами (IP packets) или IP-дейтаграммами (IP datagrams). Благодаря программному обеспечению TCP/IP все компьютеры, подключенные к вычислительной сети, становятся "близкими родственниками". По существу оно скрывает маршрутизаторы и базовую архитектуру сетей и делает так, что все это выглядит как одна большая сеть. Точно так же, как подключения к сети Ethernet распознаются по 48-разрядным идентификаторам Ethernet, подключения к интрасети идентифицируются 32-разрядными IP-адресами, которые мы выражаем в форме десятичных чисел, разделенных точками (например, 128.10.2.3). Взяв IP-адрес удаленного компьютера, компьютер в интрасети или в Internet может отправить данные на него, как будто они составляют часть одной и той же физической сети. Уровни сетей и протоколы TCP/IP  3. IP Адрес. IP-адрес (aй-пи адрес, сокращение от англ. Internet Protocol Address) — уникальный идентификатор (адрес) устройства (обычно компьютера), подключённого к локальной сети или интернету. IP-адрес представляет собой 32-битовое (по версии IPv4) или 128-битовое (по версии IPv6) двоичное число. Удобной формой записи IP-адреса (IPv4) является запись в виде четырёх десятичных чисел (от 0 до 255), разделённых точками, например, 192.168.0.1. (или 128.10.2.30 — традиционная десятичная форма представления адреса, а 10000000 00001010 00000010 00011110 — двоичная форма представления этого же адреса). IP-адреса представляют собой основной тип адресов, на основании которых сетевой уровень протокола IP передаёт пакеты между сетями. IP-адрес назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. В случае изолированной сети её адрес может быть выбран администратором из специально зарезервированных для таких сетей блоков адресов (192.168.0.0/16, 172.16.0.0/12 или 10.0.0.0/8). Если же сеть должна работать как составная часть Интернета, то адрес сети выдаётся провайдером либо региональным интернет-регистратором (Regional Internet Registry, RIR). Региональные регистраторы получают номера автономных систем и большие блоки адресов у ICANN, а затем выдают номера автономных систем и блоки адресов меньшего размера локальным интернет-регистраторам (Local Internet Registries, LIR), обычно являющимся крупными провайдерами. Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Маршрутизатор по определению входит сразу в несколько сетей. Поэтому каждый порт маршрутизатора имеет собственный IP-адрес. Конечный узел также может входить в несколько IP-сетей. В этом случае компьютер должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом, IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение. |
Похожие:
 | Рабочая программа учебной дисциплины «интернет-технологии» Учебно-методический комплекс дисциплины «Интернет технологии» разработан в соответствии с требованиями Государственного образовательного... | | Кафедра информационных систем и прикладной информатики Рабочая программа учебной дисциплины «Технологии Интернет» составлена в соответствии с требованиями ооп: 230400. 62 Информационные... |
| Рабочая программа учебной дисциплины информационные технологии в... Рабочая программа учебной дисциплины «Информационные технологии в профессиональной деятельности» разработана на основе Федерального... | | Рабочая программа дисциплины “ компьютерные сети и интернет-технологии”... Целью освоения дисциплины «Компьютерные сети и интернет технологии» является формирование компетенций и навыков применения современных... |
| Рабочая программа дисциплины «Интернет- технологии» ... | | Рабочая программа учебной дисциплины «Компьютерные сети, Интернет и мультимедиа технологии» Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины по выбору профессионального цикла вариативной части основной профессиональной... |
 | Аннотация рабочей программы учебной дисциплины Интернет-технологии Цели дисциплины формирование основных компетенций по созданию и работе сайтами различного назначения, Web-дизайну | | Рабочая программа учебной дисциплины информационные технологии в... Рабочая программа учебной дисциплины (модуля) «Информационные технологии в юридической деятельности» / сост. Черняев С. В. – Оренбург:... |
| Программа по дисциплине «Технологии Интернет» Целью дисциплины является подготовка технических специалистов администраторов Интернет, ответственных за организацию и управление... | | Рабочая программа учебной дисциплины Направление подготовки 100400.... Технологии туристско рекреационного проектирования и освоения территорий: рабочая программа учебной дисциплины / Н. Г. Корнева. Оренбург... |
| Программа учебной дисциплины информатика и информационно-коммуникационные... Информатике и икт (базовый уровень) 2008г для специальностей 220703 «Автоматизация технологических процессов и производств» (химическая... | | Рабочая программа учебной дисциплины информатика и информационно-коммуникационные... Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос)... |
| Рабочая программа дисциплины “ Интернет-технологии и Web -дизайн Рабочая программа составлена в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника... | | Рабочая программа дисциплины “ Интернет-технологии и Web -дизайн Рабочая программа составлена в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника... |
| Рабочая программа дисциплины информационные технологии в юридической... «российская академия народного хозяйства и государственной службы при президенте российской федерации» | | Календарно-тематический план преподавателя на 2009/2010 учебный год... Федеральное государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования |
