Тема лекции:«Прикладная информатика в Интернет»

Определение Internet
(повторение материала)
Internet – это глобальная компьютерная сеть (отдаленного доступа, WAN), основанная на использовании «связки» протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). IP-протокол – это протокол сетевого уровня, обеспечивающий разбивку передаваемой информации на отдельные пакеты и выбор свободной в текущий момент промежуточной сети для осуществления передачи информации. Ответственность за безошибочную передачу и выстраивание принятых пакетов в исходной последовательности несёт TCP (протокол транспортного уровня).

Подключение к Internet
Технологии и каналы проводной связи
Низкоскоростная связь по телефонным (коммутируемым) каналам посредством модема ) со скоростью не выше 60Kbps.
Скоростная связь по телефонным каналам по технологии ADSL, ADSL2, ADSL2+ — асимметричной цифровой абонентской линии со скоростью обмена до 5-24 Mbps.
Связь по витой паре, twisted pair - TP — виду кабеля связи из одной или нескольких (чаще 4-х) пар изолированных проводников, скрученных между собой, покрытых пластиковой оболочкой. Скорость обмена - от 100 Mbps (CAT 5) до 10 Gbps (CAT 7).
Оптоволоконная связь по стеклянным или пластиковым нитям, используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Источником света может быть лазер или светодиод. Обеспечивается наивысшая скорость обмена - до 100 терабит в секунду.
Связь по обычным проводам электропитания – PLC (Power Line Communications), или HomePlug, отличающихся высоким уровнем помех, что существенно снижает скоростные показатели. Существующие стандарты такой связи обеспечивают пропускную способность 5-14 Mbps.

Кабель витой пары в разновидностях:
незащищенная витая пара (UTP — Unshielded twisted pair) — отсутствует защитный экран вокруг отдельной пары;
фольгированная витая пара (FTP — Foiled twisted pair) — также известна как F/UTP, присутствует один общий внешний экран в виде фольги;
защищенная витая пара (STP — Shielded twisted pair) — присутствует защита в виде экрана для каждой пары и общий внешний экран в виде сетки;
фольгированная экранированная витая пара (S/FTP — Screened Foiled twisted pair) — внешний экран из медной оплетки и каждая пара в фольгированной оплетке;
незащищенная экранированная витая пара (SF/UTP — Screened Foiled Unshielded twisted pair) — двойной внешний экран из медной оплетки и фольги, каждая витая пара без защиты.

Кабели витой пары
Витая пара категории CAT6 со скоростью передачи данных до 1 Гбит/с
Витая пара категории CAT7 (S/FTP) со скоростью передачи данных до 10 Гбит/с
Кабель подключается к сетевым устройствам при помощи разъёма 8P8C (8 Position - 8 Contact). 8P8C зачастую ошибочно называется RJ-45.

Оптоволоконный кабель
Связка оптоволокон

Преимущества оптоволоконной связи:
наивысшая скорость передачи данных (около 100 терабит в секунду в одном оптоволокне);
полная нечувствительность кабеля к внешним электрическим помехам;
полное отсутствие перекрёстных и взаимных помех;
относительно небольшие (по сравнению с объёмом передаваемой информации) размеры и вес;
хорошая гибкость кабеля и простота монтажа;
значительно более высокая информационная безопасность;
неустаривающая линия связи, способная к модернизации за счёт обновления только оконечного оборудования;
высокая пожаробезопасность из-за отсутствия электрического напряжения и безопасных (в смысле возгорания) материалов изготовления кабелей.

Недостатки оптоволоконной связи:
сложная технология изготовления и, соответственно, относительно высокая стоимость кабеля;
сложность сращивания отдельных отрезков кабеля;
недостаточная механическая прочность кабеля.
В настоящее время намечается переход корпоративных каналов проводной связи с витой пары (категории «6а») на полностью оптические решения внутри зданий – по принципу FTTD (Fiber To The Desk – «оптика до рабочего стола»).

Технологии и каналы беспроводной связи
Wi-Fi, Wireless Fidelity — «беспроводная точность» — технология и стандарт на сетевое оборудование типа Wireless LAN. Разработан консорциумом Wi-Fi Alliance на базе стандартов IEEE 802.11. «Wi-Fi» — торговая марка «Wi-Fi Alliance». Технологию назвали Wireless-Fidelity по аналогии с Hi-Fi. Установка Wireless LAN рекомендовалась там, где развёртывание кабельной системы было невозможно или экономически нецелесообразно. Для предотвращения несанкционированного доступа к Wi-Fi сети используется шифрование.

Преимущества Wi-Fi:
Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, может уменьшить стоимость развёртывания и расширения сети. Места, где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями.
Обеспечивается мобильность пользователя, не привязывая его проводами к определённому местоположению.
Wi-Fi-устройства широко распространены на рынке.
А устройства разных производителей могут взаимодействовать на базовом уровне сервисов.
Wi-Fi — это набор глобальных стандартов. В отличие от сотовых телефонов, Wi-Fi оборудование может работать в разных странах по всему миру.
Принятие стандарта IEEE 802.11n обеспечивает увеличение скорости обмена до 300 Мбит/с.

Недостатки Wi-Fi (начало):
Высокое по сравнению с другими стандартами потребление энергии, что уменьшает время жизни батарей и повышает температуру мобильного устройства.
Wi-Fi имеют ограниченный радиус действия. Типичный домашний Wi-Fi маршрутизатор стандарта 802.11b или 802.11g имеет радиус действия 45 м в помещении и 90 м снаружи. Микроволновка или зеркало, расположенные между устройствами Wi-Fi, ослабляют уровень сигнала. Расстояние зависит также от частоты.
Уменьшение производительности сети во время дождя.
Перегрузка оборудования при передаче небольших пакетов данных из-за присоединения большого количества служебной информации.

Недостатки Wi-Fi (окончание):
Самый популярный стандарт шифрования WEP может быть относительно легко взломан даже при правильной конфигурации (из-за слабой стойкости алгоритма шифрования). Несмотря на то, что новые устройства поддерживают более совершенный протокол шифрования данных WPA, многие старые точки доступа не поддерживают его и требуют замены. Принятие стандарта IEEE 802.11i (WPA2) в 2004 году сделало доступной более безопасную схему в новом оборудовании. Многие организации используют дополнительное шифрование (например, VPN) для защиты от вторжения.
Малая пригодность для работы приложений использующих медиа-потоки в реальном времени (например, протокол RTP, применяемый в IP-телефонии).

Технологии и каналы беспроводной связи
WiMAX, Worldwide Interoperability for Microwave Access (читается вайма́ксэкс) — телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов). Основана на стандарте IEEE 802.16, который так же называют Wireless MAN. Название «WiMAX» было создано WiMAX Forum — организацией, которая была основана в июне 2001 года c целью продвижения и развития WiMAX. Форум описывает WiMAX как «основанную на стандарте технологию, предоставляющую высокоскоростной беспроводной доступ к сети».

Технологии и каналы беспроводной связи
GPRS, General Packet Radio Service — пакетная радиосвязь общего пользования — надстройка над технологией мобильной связи GSM, осуществляющая пакетную передачу данных. GPRS позволяет пользователю сети сотовой связи производить обмен данными с другими устройствами в сети GSM и с внешними сетями, в том числе Интернет. GPRS предполагает тарификацию как по объёму переданной/полученной информации, так и по времени, проведённому в режиме онлайн. Технология обеспечивает достаточно высокую скорость передачи данных, теоретический максимум которой составляет 14,4 Мбит/c.

Технологии и каналы беспроводной связи
Технология спутниковой связи, требующая использования специального оборудования: PCI-карты тюнера (в нашей стране широко распространены изделия с маркой SkyStar), спутниковая антенна-тарелка диаметром 90-120 см с принимающей головкой и прочее оборудование. Скорость приёма информации по спутниковому каналу невысокая - 250-500 Кбит/с.
Преимущество технологии – возможность использования в регионах, отдалённых от городов. Недостатки – значительные затраты на оборудование и существенные временные задержки в прохождении сигнала от спутника, не позволяющие реализовывать интерактивные сеансы.

Основные сервисы, информационные системы, службы, ресурсы Internet:
I. Ресурсы режима "off-line".
E-mail (электронная почта).
Группы новостей - UseNet/NewsGroup.
Списки рассылки - Mailing Listings.
II. Ресурсы режима "on-line".
"Всемирная паутина" – WWW.
Архивы файлов – FTP.
"Чат" ("болтовня") – IRC.
Система мгновенной передачи сообщений – Instant Messaging ("электронный пейджер") типа ICQ.
IP-телефония.
Система мгновенной телефонной и видеосвязи типа Skype.
Telnet – технология отдалённого доступа к компьютеру.
Internet-радио.
Internet-телевидение, кино и др.

Адресация компьютеров в Internet
Цифровая IP-адресация
IP-адресация - в виде точечно-цифрового десятичного кода, например:
192.168.100.1 представленного на машинном уровне в виде 32-х разрядного двоичного кода (в действующей версии IP v.4) из двух частей: адреса сети (класса A, B, C или D) и адреса компьютера в данной сети, что позволяет адресовать приблизительно 4 300 000 000 компьютеров.
Именно данный тип адресации используется в протоколах обмена, но такие адреса неудобны пользователям ресурсов Internet.
Перспективным и неизбежным представляется переход к версии
IP-адресации – v.6, использующей 128-разрядный двоичный код.

Адресация компьютеров в Internet
Символьная DNS-адресация
DNS-адресация, символьная, доменной структуры (из 2-х доменов), например:
myserver.ru
где myserver – младший домен - уникальное имя компьютера (сервера, хоста).
ru – старший домен одного из двух типов:
- географический (зональный, национальный, англ., ccTLD –
country code Top Level Domain);
административный (организационный, англ., gTLD - generic TLD).
Примеры ccTLD (их более 240): ru или рф (Россия), ua (Украина), fr (Франция), (Германия), it (Италия).
Примеры gTLD: com, org, net, biz, info, name, museum, coop, aero, pro.
Оба домена могут быть составными, например:
www.host.spb.net
DNS-адресация требует преобразование адреса в IP-адрес на региональных DN-серверах (DNS). Зато DNS-адресация удобна для пользователей. Поэтому она чаще всего и используется.

Адресация ресурсов в Internet (URL)
URL (Uniform Resource Locator) – единообразный указатель ресурса, упрощенно, адрес документа в Internet. Пример:
http:// server.net / rus / index.html #anchor
где http – наименование протокола прикладного уровня (другие протоколы: ftp, news);
server.net – адрес компьютера;
rus – путь в дисковой памяти этого компьютера;
index.html – имя файла (Web-страницы);
anchor – имя «якоря»-метки на Web-странице.

WWW -"Всемирная паутина"
(World Wide Web, 3W, Web)
WWW – распределённая гипертекстовая база данных, отдельные документы которой называются страницами. Гипертекст – это определённым образом организованный текст, содержащий гиперссылки, в качестве которых может использоваться слово, словосочетание, графический объект и «карта» с несколькими областями. Гиперссылки выделяются особым цветом и изменением вида указателя мыши при наведении на гиперссылку. Основное назначение гиперссылки – обеспечение перехода щелчком мышью к другому информационному ресурсу (внутреннему или внешнему). Такие переходы принято называть навигацией или серфингом. Кроме текста, списков и таблиц, гипертекст может содержать вставки из графических объектов, звуковых и видеороликов, хранящихся в виде отдельных файлов. Web-сайт – это несколько Web-страниц, связанных между собой гиперссылками и общей тематикой. Web-портал – это ёмкий сайт, в рамках которого реализуются сразу несколько проектов (сервисов) и пр.

WWW -"Всемирная паутина"
Ресурсы сервиса:
интерактивные каталоги (общего назначения и
специализированные);
поисковые и метапоисковые системы;
порталы различного назначения;
экспертные узлы;
почтовые веб-серверы;
электронные энциклопедии, словари и т.п.;
социальные сети;
форумы;
блоги («живые» дневники) и пр.
Вся электронная коммерция реализована в основном по технологии Web.