Дәрістер кешені Дәріс №1. Интернет технологиясына кіріспе

Спутниктік және оптикалық-талшықты арналардың қуатты үйлесімі АҚШ - та Бірыңғай цифрлық кеңістік құруға мүмкіндік берді. 1990 жылдардың ортасына дейін Интернет салыстырмалы түрде тар академиялық қауымдастыққа қол жетімді болды және оның мазмұны байлық пен әртүрлілікпен ерекшеленбеді. Электрондық пошталармен алмасу, мәтіндік хабарламалар арқылы қызықты жаңалықтар топтарында сөйлесу, telnet серверлерінің шектеулі санына қол жеткізу және FTP файлдарын алу (File Transfer Protocol – файлдарды беру протоколы) 1991 жылға дейін Gopher пайда болғанға дейін энтузиастардың көп бөлігі болды, бұл бағдарлама алғаш рет ғаламдық желілер арқылы қажетті серверлердің мекен-жайларын білместен еркін жүруге мүмкіндік берді. Алғашқыда 1991 жылы Еуропалық ядролық зерттеулер орталығында (European Center for Nuclear Research, CERN) жасалған жаңа қосымшаны – дүниежүзілік желіні (World Wide Web – WWW) әзірлеу туралы хабарландыру да ерекше назар аудармады. CERN маманы Тим Бернерс-Ли жасаған Гипермәтінді беру протоколы (HyperText Transmission Protocol-http) бір-бірінен алыс зертханаларда жұмыс істейтін физиктер арасында ақпарат алмасуға арналған. Алайда, 1992-93 жылдары WWW әлі де қара және ақ мәтіндік ресурс болды. 1993 жылы Ұлттық суперкомпьютерлік қосымшалар орталығында (National Center for Supercomputing Applications, NCSA) Mosaic – тің World Wide Web-браузеріне алғашқы графикалық интерфейс жасалғаннан кейін жағдай айтарлықтай өзгерді. Mosaic соншалықты танымал болды, бағдарламаны жасаушылардың бірі Марк Андриссен Netscape браузерінің аналогы Netscape браузерін жасаумен айналысатын Netscape компаниясын құрды. Кең ауқымды пайдаланушылардың интернетті кеңінен қолдануы іс жүзінде 1994 жылы жаңа браузер – Netscape Navigator құрумен басталды. Оның пайда болуы бүкіләлемдік ғаламтор ақпаратына қол жеткізуді жеңілдетіп қана қоймай, ең бастысы виртуалды ғаламда деректердің барлық түрлерін орналастыруға мүмкіндік берді. Мәтіндік қара-ақ қосымшалардың орнына графика, анимация, аудио және бейне деректерге толы көп түсті орта келді. Мұндай орта бірден көп пайдаланушыларды тартты, бұл өз кезегінде ұйымдар мен жеке азаматтардың өз деректерін желіде орналастыруға ынталандырды. Нәтижесінде жабық спираль пайда болды, оның әрбір келесі айналымы алдыңғыдан едәуір асады. Бұл процесс әлі де жалғасуда, жаңа елдерді жаулап алуда. 2002 жылдың шілдесінде желі 172 миллионнан астам хостты құрады (түпнұсқа IP-мекен-жайы бар компьютерлер), ал пайдаланушылар саны 689 миллионнан астам адамға, әлемнің 170-тен астам елінен келді, бұл сол кезде Жер тұрғындарының 9% құрады. Компанияның деректері бойынша Nua.com 1 миллиард шекара 2005 жылы өтті. 2. Технологиялық негіз Интернет техникалық тұрғыдан алғанда, Интернет бүгінде планетаның әртүрлі бөліктерінде орналасқан миллиондаған компьютерлер болып табылады, олар бір-бірімен талшықты-оптикалық, спутниктік немесе телефон арналарымен байланысады. Желіде бірыңғай орталық және бірыңғай әкімшілік жоқ. Оның қызметін жалпы үйлестіруді әртүрлі елдердің ең беделді сарапшылары мүше болып табылатын халықаралық ұйымдар жүзеге асырады. Мысалы, Internet Research Task Force TCP/IP хаттамалар тобының даму проблемаларымен, Internet Engineering Task Force – жаңа стандарттар мен хаттамалар проблемаларымен, Internet Corporation for Assigned Names and Numbers – мекенжай кеңістігін жаһандық ауқымда бөлумен айналысады. Интернетті пайдаланушылар үшін жалпыға ортақ қызығушылық тудыратын негізгі мәселелерді алдымен жоғары білікті сарапшылар талқылайды, содан кейін мақұлданған жағдайда ең беделді желілердің басшылығы бірлесіп қабылдайды. Қалғандары инновацияларға қосылуға немесе оларды елемеуге құқылы, осылайша оқшауланған кезде. Ғаламдық желілерде деректерді беру пакеттік коммутация технологиясына негізделген. Әрбір жіберілген файл кішкене бөліктерге бөлінеді, олар жіберуші де, қабылдаушы компьютердің де мекен-жайы бар пакетке орналастырылады. Пакеттер желі арқылы өздігінен жүреді, бұл олардың қайтарымсыз жоғалу мүмкіндігін жоққа шығарады: егер бір пакет жоғалса, оны оңай қайта жіберуге болады. Әр пакет басқаларға тәуелсіз және мыңдаған ұқсас заттармен араласатындықтан, көптеген пайдаланушылар бір уақытта бір телефон кабелінде жұмыс істей алады, оны мүлдем байқамайды. Бұл, басқалармен қатар, Интернет арқылы деректерді берудің салыстырмалы түрде арзандығын қамтамасыз етеді, мысалы, электрондық поштаны жіберу құны тең көлемдегі хабарламаны факс арқылы жіберу құнымен салыстырғанда шамалы. Ғаламдық компьютерлік желілер бастапқыда олардың жеке бөлімдерінің істен шығуы бүкіл жүйенің толық тоқтауына әкелмейтіндей етіп жасалды. Осы себепті бастапқыда идеология таңдалды, оған сәйкес желінің барлық түйіндері бір-біріне қатысты тең құқықтарға ие болды. "Негізгі" компьютерлердің болмауы бүкіл жүйені тұрақты етеді, өйткені мұндай орталықтардың істен шығуы бүкіл желінің бұзылуына әкелуі мүмкін. Жұмыстың тұрақтылығына Ғаламдық желілердегі деректер ағынын басқаруға негізделген бағыттау жүйесі арқылы қол жеткізіледі. Бұл жүйе автоматтандырылған режимде пакеттік ағындарды компьютерден компьютерге көрсетілген мекен-жайлар бойынша жіберуді реттейді. Оның негізгі элементтері желілік тораптарда орналасқан маршрутизаторлар болып табылады, олар желілік орта мен байланыс арналарының компьютерлерінің ағымдағы жағдайы туралы үнемі жаңартылып отыратын ақпаратты қамтиды. Бағыттау кестелеріне сүйене отырып, деректер ағындары уақытша зақымдалған жерлерді айналып өтіп, қазіргі уақытта оңтайлы жолдармен мақсатқа бағытталған. Дәл осы технология ғаламдық желінің жоғары тұрақтылығын қамтамасыз етеді, онда Жеке түйіндер мен байланыс желілері істен шығуы мүмкін, бірақ бүкіл желі зақымдалған жерлерді айналып өтіп, деректерді автоматты түрде жеткізе отырып, жұмыс қабілеттілігін жоғалтпайды. Интернетке кіретін әрбір желі өзінің технологиялық, ұйымдастырушылық және қаржылық мәселелерін шешуге өз бетінше қамқорлық жасайды. Олардың меншігінде немесе жалдауында деректерді беру үшін қажеттінің бәрі бар: байланыс арналары, ақпараттық ағындарды реттеуді жүзеге асыратын қуатты серверлер мен маршрутизаторлар. Желілердің бюджеті тұтас ұйымдар да, жеке азаматтар да болып табылатын түпкі пайдаланушылардан алынатын төлем есебінен қалыптастырылады. Интернетке қол жеткізудің белгілі бір жеткізушісімен (Internet Service Provider – ISP) келісімшарт жасасқан соңғы пайдаланушы әрбір жағдайда провайдер ұсынатын жергілікті желіге ғана қосылады. Қалғанының бәрі-виртуалды әлем бойынша кедергісіз саяхатты қамтамасыз ететін аппараттық және бағдарламалық жасақтама: клиент үшін желіден желіге кез-келген ауысу толығымен мөлдір болады. Желілердің өздері арасындағы қаржылық өзара есеп айырысулар әр түрлі елдердің пошта ведомстволары арасындағы қатынастарды толығымен қайталайды: бір елде бір клиенттен төлем ала отырып, пошта қызметтері бір-біріне жіберілген хат-хабарлардың көлеміне сүйене отырып, өзара есеп айырысуды жүргізеді. Біз компьютерлік желінің анықтамасын енгіземіз: желі-бұл деректерді беру құралдарымен біріктірілген компьютерлер жиынтығы. Жалпы жағдайда деректерді беру құралдары келесі элементтерден тұруы мүмкін: байланыс компьютерлері, байланыс арналары (спутниктік, телефон, сандық, талшықты-оптикалық, радио және басқалар), коммутациялық жабдықтар, қайталағыштар, әртүрлі сигнал түрлендіргіштері және басқа элементтер мен құрылғылар. Компьютерлік желінің архитектурасы желілік элементтердің аппараттық және бағдарламалық жасақтамасын құру және жұмыс істеу принциптерін анықтайды. Қазіргі заманғы желілерді әртүрлі критерийлер бойынша жіктеуге болады: компьютерлердің қашықтығы, топологиясы, мақсаты, көрсетілетін қызметтер тізімі, басқару принциптері (орталықтандырылған және орталықтандырылмаған), коммутация әдістері (коммутациясыз, телефон коммутациясы, тізбекті коммутация, хабарламалар, пакеттер және датаграммалар және т. б.), тарату ортасының түрлері және т. б. Интернет-бұл бүкіл әлем бойынша ақпараттық ағындардың таралуын қамтамасыз ететін көптеген ішкі желілердің бірлестігі. Сондай-ақ, ғаламдық желі деп аталатын Интернет жүздеген миллион пайдаланушыларға қызмет көрсететін ондаған миллион түйіндік компьютерлерден тұрады. Интернет-бұл ғаламдық компьютерлік желі. Ресми түрде, бұл 1995 жылы 24 қазанда федералды ақпараттық желілер кеңесі (Federal Networking Council) берген Internet анықтамасында жазылған: "интернет – бөліктері Internet Protocol (IP) протоколына немесе оның кейінгі кеңейтімдеріне негізделген, Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/ IP) хаттамаларының кешенін, олардың кейінгі кеңейтімдерін немесе басқа IP-үйлесімді хаттамаларды қолдана отырып, байланыс орнатуға қабілетті және жоғары деңгейдегі байланыс қызметін қамтамасыз ететін, пайдаланатын немесе қол жетімді ететін бірегей мекенжай кеңістігі арқылы бір-бірімен логикалық түрде өзара байланысты ғаламдық ақпараттық жүйе". Басқаша айтқанда, Интернет – бұл бірыңғай байланыс протоколына негізделген желілердің өзара байланысы – TCP/IP. Егер сіз интернетті пайдаланушының көзқарасынан қарасаңыз, онда ол ақпарат алмасудың Ғаламдық құралы ретінде, белгілі бір "ақпараттық супермагистраль"ретінде пайда болады. Ол, бір жағынан, пайдаланушыларға бір – бірімен сөйлесуге, виртуалды қауымдастықтар құруға, екінші жағынан, Интернеттегі ақпаратты пайдалануға немесе ee-ді басқаларға ұсынуға мүмкіндік береді. Бүгінгі таңда осы анықтамаларға қосымша жаңасын қосуға болады: Интернет – бұл қуатты және перспективалы бизнес құралы. Барлық осы анықтамаларға интернет өзінің құрамдас бөліктеріне қарыз, олардың әрқайсысы соңғы Пайдаланушы осы әдемі құралдың барлық мүмкіндіктеріне қол жеткізу үшін қолданылатын технологияларды терең білместен және терең білместен қажетті бірқатар функцияларды орындайды. Әдетте желілерде басқа желілік Компьютерлерге қызмет көрсетуге арналған бір немесе бірнеше компьютер бар. Мұндай компьютерлер желілік серверлер деп аталады (қызмет көрсету, жеткізу сөзінен). Сервер өз функцияларын орындауы үшін оған сервер бағдарламалық жасақтамасы орнатылуы керек. Әдетте, сервер ретінде жоғары өнімділігі, үлкен оперативті жады және қатты дискілері бар компьютер таңдалады. Серверлердің негізгі міндеттері-деректерді сақтау және сұраныстарды өңдеу. Желінің қалған компьютерлері (серверлерден басқа) жұмыс станциялары деп аталады. Жұмыс станцияларында қатты дискілер және жалпы дискілер болмауы мүмкін. Мұндай жұмыс станцияларын бастапқы жүктеу жергілікті желі бойынша жүргізіледі. Алайда, көп жағдайда желіде де, офлайн режимде де жұмыс істей алатын (желіден ажыратылған) толыққанды компьютерлер жұмыс станциялары ретінде қолданылады. Сервермен желілерде жұмыс станциялары желінің клиенттері ретінде әрекет етеді, сондықтан мұндай желілер клиент-сервер сияқты желілер деп айтылады. Жұмыс станциясының операторы (клиент) сервердің белгілі бір ресурстарына қол жеткізе алады. Серверге сұрау жіберу арқылы ол жауап алады. Осылайша, клиент серверде сақталған бағдарламалар мен деректерді қолдана алады, желілік принтерлерде басып шығара алады, мәліметтер базасымен жұмыс істей алады және т. б. Компьютерлік желі жұмыс істеуі үшін бір жабдық пен байланыс желілері жеткіліксіз. Желіні дұрыс жұмыс істеуге "мәжбүрлейтін" тиісті бағдарламалық жасақтама қажет. Ең алдымен, желіге кіретін әрбір компьютерде Операциялық жүйе орнатылуы керек. Барлық заманауи ОЖ (мысалы, Windows, UNIX) компьютерлік желіде жұмыс істеуді қолдайды. Хабар алмасу компьютерлері бір-бірін қалай түсінеді? Бұл протокол деп аталатын бірдей "тілді" қолданудың арқасында мүмкін. Протокол-бұл құрылғылар арасында ақпарат алмасуға арналған стандарттар жиынтығы. Желіде жұмыс істеген кезде хаттама деректерді беру схемасын және компьютерлердің өзара әрекеттесу тәртібін анықтайды. Әр компьютерде әр түрлі бағдарламалық жасақтама орнатылуы мүмкін, бірақ олар бір деректермен алмасу протоколын қолдауы керек. Интернетке қосылған компьютерлердің негізгі тілі-ОТҚ / 1р көлік протоколы. бұл хаттаманы Интернеттің барлық қатысушылары қабылдайды және оны барлық желілік жабдық өндірушілері қолдайды. Интернетті әртүрлі масштабтағы және өткізу қабілеттілігіндегі желілер құрайды. Ғаламдық желінің "жотасы" деп аталатын Интернеттің негізгі компьютерлері қуатты қымбат байланыс арналарымен үлкен деректер жылдамдығымен байланысады. Пайдаланушылардың компьютерлері телефон желілеріне арнайы құрылғылар — модемдер арқылы қосылады. Модемдерге келетін болсақ, олар компьютерлердің байланыс желілерімен жұптасуын қамтамасыз етеді. Модемдер бір бағытта компьютердің сигналдарын оларды желіге жібермес бұрын кодтайды, ал басқа бағытта олар желіден алынған сигналдарды декодтайды. Клиенттер мен Интернет арасындағы байланыс ISP (Internet Servece Provider — интернет қызметін жеткізуші) немесе провайдерлер деп аталатын ұйымдар немесе жеке тұлғалар болып табылады. Провайдер серверінде Интернетке кіру үшін пайдаланушылар қосыла алатын бірнеше модем кірістері бар. Провайдер пайдаланушыларға, әдетте, келесі интернет қызметтерін ұсынады: - интернеттің ақпараттық ресурстарына қол жеткізу; - электрондық пошта мекенжайы;-абоненттің WеЬ-сайты үшін өз торабында қажетті кеңістікті бөлу. Қосымша қызметтер де мүмкін, мысалы, пайдаланушының жеке доменін тіркеу, арнайы байланыс желісін ұсыну және т. б. қазіргі уақытта интернеттің тұрақты дамуының арқасында пайдаланушы өзіне қызығушылық танытатын қызметтер спектрі бар провайдерді таңдай алады. Провайдер электрондық поштаны өңдеу үшін пошта серверінің атын да хабарлайды. Көптеген провайдерлер өз қызметтері туралы ақпарат алу және пайдаланушының шотындағы соманы толтыру үшін қонақтарға тегін қосылуды ұсынады. Осы мақсатта провайдер қонақтарға қосылу үшін серверінің мекен-жайын, атын (1одіп) және паролін (рассвоард) хабарлайды. Интернет пен басқа желілердің басты айырмашылығы-оның TCP/IP хаттамалары, олар желілік компьютерлер арасындағы өзара әрекеттесу хаттамаларының бүкіл тобын қамтиды. TCP / IP-бұл Интернет технологиясы. TCP/IP протоколы екі бөліктен тұрады - IP және TCP. IP хаттамасы (Internet Protocol-желіаралық хаттама) IP-желіде ақпаратты таратуды жүзеге асырады. Ол пакеттерді жеткізуді қамтамасыз етеді, оның негізгі міндеті - пакеттерді бағыттау. Жоғары деңгейлі TCP протоколы (Transmission Control Protocol - беруді басқару протоколы) - бұл жіберуші мен алушы арасында логикалық байланыс орнатылған хаттама. Ол кепілдік берілген ақпаратты жеткізумен екі түйін арасындағы сеанстық байланысты қамтамасыз етеді, берілетін ақпараттың тұтастығын бақылайды, пакеттік ағынның тәртібін сақтайды. TCP / IP Негізгі протоколы бола отырып, сөзсіз артықшылықтар бар: ашықтық, масштабталу, әмбебаптылық және қолданудың қарапайымдылығы, бірақ бұл протоколдар тобының кемшіліктері де бар: ақпаратты қорғау мәселесі, пакеттік берілудің бұзылуы және оларды жылжыту бағытын, мекен-жай кеңістігінің көлемін бақылау мүмкін еместігі. Хаттамалардың жаңа нұсқалары әзірленуде, олар осы кемшіліктерді шешуі керек. Сонымен, ақпараттық тұрғыдан алғанда, Интернет-бұл әртүрлі ақпарат терабайттары бар және көптеген қатынастармен тығыз байланысты веб-сайттар деп аталатын миллиондаған ақпараттық орталықтардың жиынтығы. Әлеуметтік және экономикалық тұрғыдан алғанда, Интернет-бұл қарым-қатынас, коммуникация, ойын-сауық және бизнесті жүргізудің бірыңғай ортасы. Техникалық тұрғыдан алғанда, Интернет-бұл ондаған мың тәуелсіз желілер мен миллиондаған компьютерлердің жиынтығы. Федералды ақпараттық желілер Кеңесі (Federal Networking Council) берген интернеттің анықтамасы: "Интернет - бөліктері IP протоколына (Inetrnet Protocol) немесе оның кейінгі кеңейтімдеріне негізделген, TCP/IP хаттамаларының кешені (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), олардың кейінгі кеңейтімдері немесе IP-мен үйлесетін басқа да хаттамалар арқылы байланысты қолдауға қабілетті және жоғары деңгейдегі коммуникациялық қызметті көпшілік алдында немесе жеке түрде қамтамасыз ететін, пайдаланатын немесе қолжетімді ететін бірегей мекенжай кеңістігі арқылы бір-бірімен қисынды өзара байланысты жаһандық ақпараттық жүйе". Басқаша айтқанда, интернетті бірыңғай байланыс протоколы - TCP/IP негізінде желілердің өзара байланысы ретінде анықтауға болады. Интернет-бұл өзін-өзі ұйымдастыру және өзін-өзі реттеу, техникалық, экономикалық, әлеуметтік және саяси мағынада жоғары тұрақтылық қасиеті бар күрделі техникалық білім.