§1.2. Структура, информационные ресурсы и принципы работы в сети Интернет
Интернет – это всемирная компьютерная сеть, объединяющая миллионы компьютеров по всему миру. Фактически Интернет является конгломератом многих глобальных, региональных, университетских и учрежденческих сетей, а также сетей, обслуживаемых коммерческими провайдерами. В таблице представлена история создания и развития сети Интернет.
История создания и развития компьютерной сети Интернет
Джон Ликлайдер (John Licklider) концепция «Галактической сети» (Galactic Network);
Проект по созданию сети, связывающей компьютеры оборонительных учреждений в Управлении перспективных исследований и разработок Министерства обороны США (Advanced Research Projects Agency, ARPA)
Создание сети ArpaNet, в основе функционирования которой лежали принципы, на которых позже был построен Интернет;
Появилось первое приложение ¾ электронная почта (E-Mail). Рэй Томлинсон (Ray Tomlinson);
Разработан стек протоколов для сетевого взаимодействия TCP/IP.
ARPAnet полностью перешла на стек протоколов TCP/IP;
Создана NFSnet (сеть Национального научного фонда США (NFS). Основу сети составили пять СуперЭВМ;
Создан NFSnet Backbone (базовая часть или хребет сети).
К NFSnet присоединяются Канада, Дания, Финляндия, Франция, Норвегия и Швеция. 1990 год ¾ ликвидирована ARPAnet
В Европейской лаборатории физики частиц (European Laboratory for Participle Physics,CERN) Тимоти Бернерсом-Ли (Timothy Berners-Lee) разработана служба «Всемирная паутина» (World Wide Web, WWW).
К NFSnet подключилась Россия
В Интернет нет центрального управляющего органа, а следовательно, выход любого узла из строя или появление нового узла не оказывают никакого влияния на общую работоспособность сети. Однако архитектура коммуникационной системы Интернет имеет вполне определенный иерархический характер. В этой иерархической архитектуре ограниченный набор дорогостоящих магистральных каналов с высокой пропускной способностью, составляющих так называемую опорную или базовую сеть, соединяет между собой сети со средней пропускной способностью, к которым, в свою очередь, подключаются отдельные организации. Понятно, что для сети такого масштаба и организации очень остро стоит проблема адресации и маршрутизации.
Связь между компьютерами в Интернет осуществляется посредством комплекса сетевых протоколов ТСР\IР. Для идентификации компьютеров (host-узлов), подключенных к Интернет, и межсетевой маршрутизации пакетов каждому из компьютеров присваивается уникальный четырехбайтный адрес (IP-адрес). Запись IP-адреса состоит из четырех сегментов, разделенных точками. Каждый сегмент представляет собой десятичное число в диапазоне от 0 до 255, что соответствует одному байту. Примером записи IP-адреса является строка: 197.25.17.34. Числа 0,127 и 255 зарезервированы для специальных нужд и не могут быть использованы в обычном IР-адресе.
Сегменты IP-адреса делятся на две части. Левая – сетевая часть IP-адреса – обозначает сеть или иерархию подсетей, на нижнем уровне которой находится адресуемый компьютер. Правая – машинная часть IP-адреса – указывает на конкретный номер host-компьютера в сети нижнего уровня иерархии. Количество сегментов в сетевой и машинной части IP-адреса зависит от того, к какому классу сети он принадлежит.
Номера сетей выделяются административным центром InterNIC (Network Information Center) научным организациям, учебным заведениям, коммерческим структурам и пр. по их официальным запросам. Данные номера являются постоянными, или статическими. При этом, присваивание номеров конкретным машинам пользователей происходит непосредственно в самих организациях.
Каждый Интернет-провайдер, компания, предоставляющая доступ в Интернет индивидуальным клиентам (Internet service provider, ISP), предварительно получив комплект постоянных номеров сетей в NIC и создав на их базе набор (пул) IP-адресов, выделяет клиенту при каждом его подключении один из них. В этом случае, IP-адрес клиента рассматривается как временный, или динамический. Данный механизм использования адресов Интернет в условиях множества непостоянных клиентов сети позволяет экономить ограниченное пространство статических адресов, которое в настоящее время составляет примерно два миллиона.
В силу того, что числовые IP-адреса host-узлов, обеспечивающие межсетевую маршрутизацию пакетов на втором уровне протоколов ТСР\IР, не очень удобны для пользователей (отметим, что аппаратные адреса сетевых устройств первого уровня протоколов ТСР\IР полностью скрыты от них), IP-адреса были дополнены иерархической системой символических адресов компьютеров, работа с которой обеспечивается в Интернет особой сетевой службой доменных имен DNS (Domain Name System).
Доменная система имен – это весьма сложная распределенная база данных, содержащая информацию о компьютерах (в основном, о компьютерах-серверах), включенных в Интернет. К информации данной базы относятся символьные адреса (имена) компьютеров, их числовые IP-адреса, данные для маршрутизации почты и многое другое. Основной задачей службы DNS при сетевом взаимодействии является поиск адресуемых компьютеров с преобразованием символьных адресов в числовые IP-адреса и наоборот.
Пространство имен доменной системы представляет собой дерево с корневым каталогом. Под корневым каталогом располагаются домены верхнего уровня, ниже – второго и так далее. Таким образом, доменная система имен выполняет еще одну функцию – обеспечивает иерархическую организацию адресов компьютеров, входящих в сеть, по принципу отличному от иерархии их физического подключения.
Например, для доменного имени «info.isea.ru»: ru является именем домена верхнего уровня, isea – именем домена второго уровня, a info – именем домена третьего уровня. При этом в качестве домена самого нижнего уровня выступает символическое имя компьютера.
Имена домен DNS верхнего уровня строго определены и могут быть трех- или двух-символьными. Первый тип домен верхнего уровня исторически предназначался для организаций, расположенных на территории США, и информировал об их организационно-политической принадлежности.
К трехсимвольным доменам DNS верхнего уровня относятся следующие:
СОМ – коммерческие организации;
NET – организации, предоставляющие сетевые услуги;
GOV – правительственные учреждения;
ORG – некоммерческие организации;
INT – международные организации.
Двухсимвольные домены DNS верхнего ypoвня предназначаются для других стран и совпадают с кодами ISO. Например, RU – Россия, US – США, СА – Канада, DE – Германия, FR – Франция.
Имена доменов второго уровня на территории США выделяются административным центром сети Интернет InterNIC. В Европе заявки на получение доменных имен второго уровня принимает RIPE (Reseaux IP Europeens). При таком централизованном выделении имен второго уровня дается гарантия того, что выданный домен второго уровня уникален в пределах соответствующего домена первого уровня. Организация вправе самостоятельно делить полученный домен второго уровня на поддомены, обеспечивая при этом уникальность новых имен на нижних уровнях иерархии.
В России регистрация доменных имен осуществляется Всероссийским научно-исследовательским институтом развития открытых систем (ВНИИРОС).
Пользователи, подключенные к Интернет, получают доступ ко всем ресурсам сети. Они могут с помощью программных средств telnet, rlogin и т. п. осуществить регистрацию и выполнить свою работу на одном из удаленных многопользовательских компьютеров сети; совместно с другими пользователями объединять свои файловые системы в рамках распределенной в пространстве сетевой файловой системы NFS (Network File System) или воспользоваться услугами доступной практически в любой точке земного шара электронной почты E-mail, которая почти по всем параметрам превосходит обыкновенную почту.
В Интернет существует множество, так называемых, FTP-серверов, на которых хранится огромное количество файлов. Пользователь, соединившись с одним из таких серверов с помощью сетевой службы FTP (File Transfer Protocol), получает возможность поиска на сервере и переноса на собственный компьютер необходимой ему информации. Правда, иногда, для того чтобы копировать файлы, необходимо иметь пользовательский бюджет на данном сервере, но многие FTP-серверы позволяют регистрироваться под пользовательским именем anonymous и с адресом электронной почты в качестве пароля (такие серверы называются анонимными FTP-серверами).
Для облегчения поиска необходимой информации в Интернет существует отдельная сетевая служба Archie. Данная служба обеспечивает поиск по ключевым словам в специальной регулярно обновляемом базе данных о файлах, доступных по анонимному FTP.
Служба WAIS (Wide Area Information Server) аналогична Archie, однако позволяет проводить более глубокий поиск не только по именам и общим характеристикам файлов, но и по их содержанию.
Сервисная система Gopher связывает все три вышеназванные службы воедино. Средства поиска Gopher хорошо совмещаются с Archie и WAIS, а средства ее пользовательского интерфейса позволяют просматривать и копировать документы, найденные в результате поиска.
Для представления хранимой в Интернет информации в удобной для пользователя форме существует специальная сетевая служба WWW (World Wide Web), которая представляет собой своего рода распределенную по множеству узлов базу различного рода данных, построенную на гипертекстовой технологии. Для поиска в этой базе используются различные поисковые серверы, например, Yandex, Rambler, Lycos, Yahoo и др.
Помимо названных сетевых служб в Интернет существуют и другие службы, в частности, IRC и ICQ, обеспечивающие возможность интерактивного общения удаленных пользователей сети. С помощью IRC (Internet Relay Chat) множество пользователей могут заходить на так называемые «каналы» («комнаты», «виртуальные места», как правило, имеющие тематическую направленность), чтобы «поговорить» с группой людей или с конкретным человеком. Служба ICQ (I Seek You) очень популярный в последнее время Интернет-пейджер, позволяющий в любое время узнать, находится ли некоторый пользователь в сети, «поговорить» с ним, обменяться файлами и т. д.
Воспользоваться услугами всех перечисленных выше сетевых служб можно при наличий у пользователя специальной программы-клиента. Отметим, что некоторые из таких программ-клиентов носят интегральный характер, обеспечивая взаимодействие пользователя с несколькими сетевыми службами. Например, Web-браузер фирмы Netscape позволяет работать, не только с WWW, но и с FTP, с GOPHER и даже с некоторыми другими службами.
4.2. Информационные ресурсы сети Интернет
Информатизация является одним из основных факторов, заставляющим образование совершенствоваться. Изменяются содержание и методы обучения, меняется роль педагога, который постепенно из простого транслятора знаний превращается в организатора деятельности обучаемых по приобретению новых знаний, умений и навыков. Существенным средством информатизации являются образовательные информационные ресурсы, опубликованные в сети Интернет. Неслучайно их корректное, своевременное и уместное использование всеми специалистами, работающими в системе общего среднего образования, является залогом эффективности подготовки школьников. Рассмотрим работу с распределенными информационными ресурсами компьютерных сетей более подробно. Подобные средства ИКТ позволяют привнести в работу учреждения общего среднего образования:
- использование информации, размещенной на учебных и научных сайтах сети Интернет (Web-сайтах), для подготовки учебно-методических материалов. Рефератов и сообщений;
- организацию представительства учебного заведения в сети Инетрнет;
- создание сайта, посвященного содержанию школьной дисциплины и размещение его в сети Интернет;
- размещение личных Web-сайтов учителей и школьников.
- форматированный текст;
- мультимедийные объекты (графика, звук, видеоклипы);
- ссылки на другие Web-страницы или другие информационные ресурсы;
- активные компоненты, способные выполнять работу на компьютере по заложенной в них программе.
- оперативного обеспечения педагогов, обучаемых и родителей актуальной, своевременной и достоверной информацией, соответствующей целям и содержанию образования;
- организации разных форм деятельности обучаемых, связанных с самостоятельным овладением знаниями;
- применения современных информационных и телекоммуникационных технологий (технологий мультимедиа, виртуальной реальности, гипертекстовых и гипермедиа-технологий) в учебной деятельности;
- объективного измерения, оценки и прогноза результативности обучения, сопоставления результатов учебной деятельности школьников с требованиями государственного образовательного стандарта;
- управления учебной деятельностью учащегося, адекватно его уровню знаний, умений и навыков, а также особенностям его мотивации к учению;
- создания условий для индивидуального самостоятельного обучения школьников;
- постоянного и оперативного общения педагогов, обучаемых и родителей, нацеленного на повышение эффективности обучения;
- организации эффективной деятельности учреждений общего образования в соответствии с принятыми в стране нормативными положениями и содержательными концепциями.