Глобальная компьютерная сеть в геоинформатике

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

ВВЕДЕНИЕ

      В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные сети можно разделить на три основных класса:

• глобальные сети (WAN – Wide Area Network);
• региональные сети (MAN – Metropolitan  Area Network);
• локальные сети (LAN – Local Area Network).

      Глобальная  вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные вычислительные сети позволят решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.

      Региональная вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов внутри большого города, экономического региона, отдельной страны. Обычно расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет десятки – сотни километров.

      Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов локальной вычислительной сети. Обычно такая сеть привязана к конкретному месту. К классу локальных вычислительных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов и т.д. Протяженность такой сети можно ограничить пределами 2 - 2,5 км.

      Объединение глобальных, региональных и локальных вычислительных сетей позволяет создавать многосетевые иерархии. Они обеспечивают мощные, экономически целесообразные средства обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. Локальные вычислительные сети могут входить как компоненты в состав региональной сети, региональные сети – объединяться в составе глобальной сети и, наконец, глобальные сети могут также образовывать сложные структуры.

      Персональные  компьютеры, ставшие в настоящее  время непременным элементом любой системы управления, привели к буму в области создания локальных вычислительных сетей. Это, в свою очередь, вызвало необходимость в разработке новых информационных технологий.

      Практика  применения персональных компьютеров  в различных отраслях науки, и производства показала, что наибольшую эффективность от внедрения вычислительной техники обеспечивают не отдельные автономные ПК, а локальные вычислительные сети. 
 
 

 

       ГЛАВА 1. ГЛОБАЛЬНАЯ КОМПЬЮТЕРНАЯ СЕТЬ ИНТЕРНЕТ В ГЕОИНФОРМАТИКЕ

     1.1. История создания и этапы развития сети Интернет

      Ранние  эксперименты по передаче и приему информации с помощью компьютеров  начались еще в 50-х годах и имели  лабораторный характер. Лишь в конце 60-х годов на средства Агентства  Перспективных Разработок министерства обороны США (DARPA – Defense Advanced Research Project Agency) была создана первая сеть национального масштаба. По имени агентства она получила название ARPANET. Эта сеть связала несколько крупных научных, исследовательских и образовательных центров. Ее основной задачей стала координация групп коллективов, работающих над едиными научно-техническими проектами, а основным назначением стал обмен электронной почтой и файлами с научной и проектно-конструкторской документацией.

      Сеть  ARPANET заработала в 1969 году. Немногочисленные узлы, входившие в нее в то время, были связаны выделенными линиями. Прием и передача информации обеспечивались программами, работающими на узловых компьютерах. Сеть постепенно расширялась за счет подключения новых узлов, а к началу 80-х годов на базе наиболее крупных узлов были созданы свои региональные сети, воссоздающие общую архитектуру ARPANET на более низком уровне (в региональном или локальном масштабе).

      Всякий  раз, когда мы говорим о вычислительной технике, нам надо иметь в виду принцип единства аппаратного и программного обеспечения. Пока глобальное расширение ARPANET происходило за счет механического подключения все новых и новых аппаратных средств (узлов и сетей), до Интернета в современном понимании этого слова было еще очень далеко. По-настоящему рождением Интернета принято считать 1983 год. В этом году произошли революционные изменения в программном обеспечении компьютерной связи. Днем рождения Интернета в современном понимании этого слова стала дата стандартизация протокола связи TCP/IP, лежащего в основе Всемирной сети по нынешний день.

      Здесь требуется уточнить, что в современном  понимании TCP/IP – это не один сетевой протокол, а два протокола, лежащих на разных уровнях (это так называемый стек протоколов). Протокол TCP – протокол транспортного уровня. Он управляет тем, как происходит передача информации. Протокол IP – адресный. Он принадлежит сетевому уровню и определяет, куда происходит передача.

     1.2. Организационная структура сети Интернет

      Internet представляет собой глобальную компьютерную сеть. Само ее название означает "между сетей". Это сеть, соединяющая отдельные сети.

      Логическая  структура Internet представляет собой некое виртуальное объединение, имеющее свое собственное информационное пространство.

      Internet обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами, которые входят в сети, подключенные к ней. Тип компьютера и используемая им операционная система значения не имеют. Соединение сетей обладает громадными возможностями. Internet предоставляет в распоряжение своих пользователей множество всевозможных ресурсов.

      Основные  ячейки Internet – локальные вычислительные сети. Это значит, что не просто устанавливает связь между отдельными компьютерами, а создает пути соединения для более крупных единиц – групп компьютеров. Если некоторая локальная сеть непосредственно подключена к Internet, то каждая рабочая станция этой сети также может подключаться к Internet. Существуют также компьютеры, самостоятельно подключенные к Internet. Они называются хост – компьютерами (host – хозяин). Каждый подключенный к сети компьютер имеет свой адрес, по которому его может найти абонент из любой точки света.

      Система адресации в Internet

      Internet самостоятельно осуществляет передачу данных. К адресам станций предъявляются специальные требования. Адрес должен иметь формат, позволяющий вести его обработку автоматически, и должен нести некоторую информацию о своем владельце.

      С этой целью для каждого компьютера устанавливаются два адреса: цифровой IP-адрес (IP – Internetwork Protocol – межсетевой протокол) и доменный адрес.

      Оба эти адреса могут применяться  равноценно. Цифровой адрес удобен для обработки на компьютере, а  доменный адрес – для восприятия пользователем.

      Цифровой  адрес содержит полную информацию, необходимую для идентификации компьютера.

      IP-адрес включает в себя три компонента: адрес сети, адрес подсети, адрес компьютера в подсети.

      Каждый  компьютер, подключенный к Интернету, имеет свой уникальный двоичный 32-битовый  Интернет-адрес. Существует формула, которая связывает между собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации, которое несет полученное сообщение:

      N = 2ⁱ.

      Интернет-адрес  несет количество информации I = 32 бита, тогда общее количество различных  Интернет – адресов N равно:

      2³² = 4 294 967 296.

      В связи с информатизацией общества Интернет – адреса начинают постепенно заканчиваться. Чтобы найти выход из этой ситуации, был разработан IPv6 — новая версия протокола IP, призванная решить проблемы, с которыми столкнулась предыдущая версия (IPv4) при её использовании в Интернете, за счёт использования длины адреса 128 бит вместо 32. Поэтому, на текущий момент можно считать, что количество адресов = 2¹²⁸.

      Интернет-адрес  длиной 32 бита позволяет подключить к Интернету более 4 миллиардов компьютеров.

      По  новой технологии «умный дом» к Интернету могут быть подключены не только компьютеры, но и бытовые приборы (холодильники, стиральные машины и др.) и аудио- и видеотехника, которыми можно будет управлять дистанционно. В этом случае 4 миллиардов Интернет – адресов может оказаться недостаточно и придется перейти на более длинный Интернет-адрес.

      Для удобства восприятия двоичный 32-битовый  Интернет-адрес можно разбить  на четыре части по 8 битов и каждую часть представить в десятичной форме. Десятичный Интернет-адрес состоит из четырех чисел в диапазоне от 0 до 255, разделенных точками (например, 213.171.37.202).

      Все серверы Интернета имеют постоянные Интернет – адреса. Однако провайдеры Интернета часто предоставляют пользователям доступ в Интернет не с постоянным, а с временным Интернет – адресом. Интернет-адрес может меняться при каждом подключении к Интернету, но в процессе сеанса остается неизменным, и пользователь может его определить.

      Доменный  адрес определяет область, представляющую ряд хост-компьютеров.

      Доменная система имен имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня — домены второго уровня — домены третьего уровня.

      Домены  верхнего уровня бывают двух типов: географические и административные. Каждой стране мира выделен свой географический домен, обозначаемый двухбуквенным кодом. Например, России принадлежит географический домен RU, в котором российские организации и граждане имеют право зарегистрировать домен второго уровня. Административные домены обозначаются тремя или более буквами и могут быть зарегистрированы во многих странах.

      Доменное  имя сервера Интернета состоит  из последовательности (справа налево) имен домена верхнего уровня, домена второго  уровня и собственно имени компьютера

      Каждый  компьютер, подключенный к Интернету, имеет Интернет-адрес, однако он может не иметь доменного имени. Доменные имена имеют серверы Интернета, но доменные имена обычно не имеют компьютеры, подключающиеся к Интернету периодически.

     1.3. Услуги, предоставленные Интернет

      Электронная почта (e-mail – electronic mail) выполняет функции обычной почты. Она обеспечивает передачу сообщений из одного пункта в другой. Главным ее преимуществом является независимость от времени. Электронное письмо приходит сразу же после его отправления и хранится в почтовом ящике до получения адресатом. Кроме текста оно может содержать графические и звуковые файлы, а также двоичные файлы – программы.

      Электронные письма могут отправляться сразу  по нескольким адресам. Пользователь Internet с помощью электронной почты получает доступ к различным услугам сети. Суть такого подхода заключается в том, что на хост-компьютер отправляется запрос в виде электронного письма. Текст письма содержит набор стандартных формулировок, которые и обеспечивают доступ к нужным функциям. Такое сообщение воспринимается компьютером как команда и выполняется им.

      Для работы с электронной почтой создано  большое количество программ. Их можно  объединить под обобщающим названием  mail. Так, для работы пользователей в MS DOS применяется программа bml, наиболее распространенной программой для Unix-систем является программа elm. Пожалуй, одна из наиболее удобных и несложных в использовании программ – Eudora для Microsoft Windows. Эти программы выполняют следующие функции:

• подготовку текста;
• чтение и сохранение корреспонденции;
• удаление корреспонденции;
• ввод адреса;
• комментирование и пересылку корреспонденции;
• импорт (прием и преобразование в нужный формат) других файлов.

      При отправлении сообщений по электронной почте необходимо указывать в адресе не только имя хост-компьютера, но и имя абонента, которому сообщение предназначено.

      Формат  адреса электронной почты должен иметь вид:

      имя пользователя@адрес хост-компьютера

      WORLD-WIDE-WEB (Всемирная информационная сеть)

      WWW является одной из самых популярных информационных служб Internet. Две основные особенности отличают WWW: использование гипертекста и возможность клиентов взаимодействовать с другими приложениями Internet.

      Гипертекст  – текст, содержащий в себе связи с другими текстами, графической, видео- или звуковой информацией.

      Внутри  гипертекстового документа некоторые  фрагменты текста четко выделены. Указание на них с помощью, например, мыши позволяет перейти на другую часть этого же документа, на другой документ в этом же компьютере или даже на документы на любом другом компьютере, подключенном к Internet.

      Все серверы WWW используют специальный язык HTML (Hypertext Markup Language – язык разметки гипертекста). HTML-документы представляют собой текстовые файлы, в которые встроены специальные команды.