Пакетная передача, коммутация пакетов

— Мне кажется, что вокруг Интернета слишком много шума. — Васина рожица полна сарказма. — Что в нём особенного? Два компьютера соединяются по телефону и вместо речи обмениваются файлами.

Да, удобно! Но о какой информационной революции идёт речь? Это обычный телефон! Получается что паровоз, который возил людей, стал перевозить железные болванки, а все вокруг попадали от восторга!

Петя не сердится на брата. Очень часто Васины “наивные” вопросы заставляют его самого лучше разобраться в предмете обсуждения.

Петя. Нет, Вася. Интернет — это не телефон! Хотя бы потому, что каналами передачи информации в Интернете служат не только телефонные линии.

Вася. Телефония тоже не стоит на месте! Сотовая связь, например, не пользуется традиционными телефонными линиями, но остаётся всего лишь “продвинутым” телефонным средством. Чем же Интернет принципиально отличается от телефона?

Петя. Попробую объяснить.

Во-первых, в Интернете по телефону и другим каналам связи передаются не файлы, а пакеты. Исходное сообщение “нарезается” на части, каждая часть снабжается заголовком, который содержит адрес отправителя, адрес получателя, номер части, другую служебную информацию, и образовавшийся пакет запускается в сеть в самостоятельное “плавание”. Достигнув сервера назначения, пакеты, принадлежащие одному сообщению, собираются в единое целое.

Деление сообщения на пакеты позволяет использовать канал связи для одновременной передачи по нему нескольких сообщений: вместо длительной передачи одного большого файла по каналу передаются короткие пакеты, принадлежащие разным сообщениям. Получается, что сеть одновременно обслуживает всех пользователей, никто не простаивает в очереди.

Вася. Да, но общее время передачи каждого сообщения не уменьшается, а увеличивается, так как пакеты содержат дополнительную служебную информацию, да и разбиение на пакеты, и сборка исходного сообщения требуют дополнительного времени.

Петя. Верно, но передача маленьких порций работает гораздо надёжнее, чем передача больших.

Вася. Почему?

Петя. Крупные порции передаются долго, и, следовательно, возрастает вероятность отказа канала или возникновения в нём помех во время передачи сообщения.

Вася. Если на линии связи возникают помехи, которые искажают передачу, то файл всё равно будет запорчен независимо от того, передаётся он целиком или частями!

Петя. Верно! Но при пакетной технологии не надо заново передавать весь файл, достаточно повторить передачу только “испорченных” частей-пакетов.

Вася. Понятно! Значит, для надёжности размер пакета надо делать очень маленьким?

Петя. Слишком маленькие пакеты — тоже плохо! Каждый пакет в дополнение к исходным данным содержит служебную информацию, а это увеличивает общее время передачи. Плюс время разбиения на пакеты в стартовой точке и время сборки сообщения в конечном пункте.

Вася. Каковы же размеры пакетов, циркулирующих в сети Интернет?

Петя. Стандартный размер пакета в Интернете составляет 576 байт. С пакетами такой длины обязаны работать все сети TCP/IP (это прописано в стандартах TCP/IP). Реально могут использоваться и другие длины пакета, например, 1500 байт.

Вася. Ещё один вопрос: как сервер отличит “хороший” пакет от “испорченного”?

Петя. В заголовок пакета перед отправкой в сеть записывается контрольная сумма, которая отвечает за целостность пакета. На принимающем сервере контрольная сумма вычисляется заново, и результат сравнивается с записью в заголовке. Если значения совпадают, пакет признаётся “хорошим”.

Вася. Что представляет собой контрольная сумма?

Петя. Как конкретно в IP-пакете вычисляется контрольная сумма, я не знаю (существуют разные алгоритмы), но могу рассказать общую идею.

Компьютерные данные (в том числе и сообщение, предназначенное для передачи в сеть) представляют собой цепочку двоичных цифр (нулей и единиц). Контрольная сумма — это сумма этих цифр.

Предположим, для простоты, что пакет передаётся в виде трёх десятичных цифр, первые две из которых — данные, а последняя — контрольная сумма:

Вася. Разве одной цифры хватит для контрольной суммы в таком пакете? Чему будет равна контрольная сумма при передаче числа 99? Ведь сумма 9+9=18 содержит две цифры!

Петя. В качестве контрольной суммы указывают не саму сумму цифр, а остаток от деления её на число N+1, где N — максимальное число, которое можно записать в поле, отведённом под контрольную сумму.

Вася. В нашем случае N=9, N+1=10, значит, контрольная сумма равна 8 (остаток от деления числа 18 на 10):

Петя. Да, верно! Вот тебе задание для тренировки: пусть в информационном блоке пакета передаются 27 шестёрок. Назови контрольную сумму, если в пакете для неё отводится 2 цифры.

Вася. Сумма цифр информационного блока равна 27*6=162.

Максимальное число, которое можно записать двумя цифрами: 99, значит N=99, N+1=100, и тогда контрольная сумма равна 62 (остаток от деления числа 162 на 100).

Петя. Всё правильно! В реальном Интернет-пакете контрольная сумма вычисляется не для всего пакета, а только для его заголовка и для неё отводится 16 бит, значит, N+1 в этом случае есть двоичное число, в котором за первой единицей следуют 16 нулей:

10000000000000000

В десятичной системе счисления это число равно 65536.

Вася. Думаю, что совпадение контрольных сумм в начальной и конечной точке не гарантирует правильность полученного пакета!

Петя. Да, конечно! Во-первых, контрольная сумма сама записывается с потерями: (62 вместо 162), во-вторых, искажения цифр могут компенсировать друг друга (двоичные данные “01” и “10” дают одну и ту же контрольную сумму, но данные — разные).

Совпадение контрольной суммы не гарантирует правильность полученных данных, а вот несовпадение однозначно говорит об ошибке. Несмотря на неполноту проверки, этот способ контроля достаточно эффективен и широко используется в компьютерной практике (например, архиваторами).

Вася. С контрольной суммой теперь всё понятно.

Но мне кажется, что заголовок пакета, кроме адреса отправителя, адреса получателя, номера части и контрольной суммы должен содержать ещё две записи.

Петя. Интересно, какие?

Вася. Во-первых, нужно знать, на сколько частей разбито сообщение в стартовой точке, чтобы в конечном пункте понять, что все пакеты получены. Во-вторых, нужно уметь различать пакеты, принадлежащие разным сообщениям.

Петя. Молодец! Всё правильно! Такие записи присутствуют в заголовке пакета.

Поле Идентификация содержит число, играющее роль номера сообщения — у всех пакетов, относящиеся к одному сообщению, это число одно и то же.

Порядковый номер пакета содержит поле с соответствующим именем: Номер пакета.

А поле Флаги содержит особую пометку для последнего пакета.

Таким образом, заголовок пакета содержит следующую служебную информацию:

• Идентификация (указывает принадлежность пакета одному сообщению)
• Флаги — статус пакета: обычный или последний
• Номер пакета (для правильной сборки в конечном пункте)
• Время жизни пакета (предотвращает бесконечное циркулирование пакета в сети)
• Контрольная сумма (позволяет распознавать испорченные пакеты)
• Адрес источника
• Адрес приёмника
• Другая служебная информация

Замечание. Петя не совсем точно объяснил Васе содержание поля Номер пакета. В этом поле записывается не номер пакета, а смещение (в байтах) данных, содержащихся в пакете, от начала сообщения. В силу чего и само поле называют не номером пакета, а Смещением пакета. Но смысл этого поля Петя передал совершенно точно: оно играет роль порядкового номера. Более подробно о формате пакета можно прочитать в разделе Академия.

Петя. Продолжая сравнивать Интернет с телефонией, отмечу, что для передачи пакета в Интернете не требуется удерживать связь между отправителем и получателем, как это делается при телефонном разговоре. Это второе существенное свойство передачи данных в Интернете.

При обычном разговоре на телефонных линиях прокладывается маршрут между аппаратами абонентов, и эта связь сохраняется на всё время разговора. Пока вы говорите, никто не может дозвониться ни вам, ни вашему абоненту: линии заняты.

Такую связь называют связью с коммутацией каналов (или линий).

Передача пакетов происходит по-другому. Связь между исходной и конечной точкой не устанавливается, каждый сервер по пути следования передаёт пакет соседу. Получается, что ответственность за прохождение данных в сети Интернет возлагается на сами данные. Информация, содержащаяся в заголовке пакета, управляет работой каждого передающего сервера.

Такую связь называют связью с коммутацией пакетов.

Вася. Это очень похоже на обычную бумажную почту. Адресная часть на конверте управляет прохождением письма от отправителя к адресату.

А не может пакет заблудиться в сети?

Петя. Такое возможно. Кроме того, пакет может быть случайно уничтожен из-за неисправностей на сервере или в каналах связи.

Вася. Значит, конечный сервер, отдаст пользователю сообщение с пропусками?

Петя. Если через определённое время какие-то пакеты сообщения получены не будут, сервер назначения пошлёт на исходный сервер просьбу переслать недостающие части заново.

Вася. Получается, что передача информации в Интернете имеет две главных особенности:

• Пакетная передача. На исходном сервере сообщение разделяется на части-пакеты. Каждый пакет снабжается служебным заголовком, который содержит адрес отправителя, адрес получателя, номер пакета, контрольную сумму и другую служебную информацию. На конечном сервере из полученных пакетов сообщение восстанавливается.
  
  
• Коммутация пакетов. Пакеты передаются в сеть ближайшему серверу по пути следования. Информация, содержащаяся в заголовке пакета, сама управляет прохождением пакета к пункту назначения.

Петя. Ты всё понял правильно. Самыми важными частями заголовка пакета являются адреса отправителя и получателя. О том, как устроен Интернет-адрес, интересно поговорить отдельно.

Адресация в Интернете

Доменная адресация

Петя. Электронные адреса в Интернете строятся по иерархическому принципу. Иерархия — это зависимость по подчинению, или включению одних объектов в другие.

Обычные почтовые адреса тоже имеют иерархическую структуру:

Иерархия удобна тем, что исключает повторение адреса для разных почтовых пользователей.

Дом с номером 1, как правило, есть на любой улице. Но это не страшно — название улицы входит в состав почтового адреса. Становится неважным и то, что улица Строителей есть и в Москве, и в Санкт-Петербурге, ведь в адресе указывается город. Город Павловск есть и в Воронежской области, и в Ленинградской, но это не мешает доставке писем, ведь в адресе указывается область.

Интернет-адреса (электронные адреса) строят подобным образом.

Иерархическую систему электронных адресов называют доменной (от domain — область, район).

Для каждой страны выделяется свое обозначение (первая часть адреса, домен страны) и предоставляется полная свобода для выбора обозначений других частей.

Страна регистрирует вторую часть адреса для крупных организаций и объединений пользователей, предоставляя им право решать вопрос о выборе обозначений для остальных адресных частей.

Таким образом, каждый сервер Интернета получает свой уникальный сетевой адрес. Провайдер сервера назначает адреса своим клиентам, добавляя к своему собственному адресу дополнительную часть — домен пользователя.

Вася. А какой адрес в сети у нашего компьютера?

Петя. Наш адрес kuk.pereslavl.ru. Адрес строится справа налево, и его части отделяются друг от друга точками:

Адреса в Интернете могут иметь следующий вид:

Вполне возможен, например, такой адрес:

Или такой:

Вася. А какая страна имеет домен “com”?

Петя. Такой страны нет… Исторически сложилось так, что изначально в США были только тематические домены:

Когда Интернет стал распространяться по всему миру, появились домены для обозначения разных стран, в том числе и территориальный домен США, а тематические домены закрепились для интернационального использования.

Ниже приводятся названия доменов некоторых стран:

IP-адресация

Яков Наумович Зайдельман — добрый товарищ Куков — известен своим ворчливым нравом и въедливым характером. Впрочем, его ворчливость и въедливость проявляются исключительно в профессиональном отношении, когда ему приходится принимать участие в научных дискуссиях. В обычном общении он приятный собеседник.

Понятно, что никому не нравится критика! Но Вася и Петя за долгие годы привыкли к ЯНЗ (так называют Якова Наумовича товарищи) и очень рады, когда он принимает участие в их обсуждениях.

Вот и сегодня ЯНЗ появился у Куков как раз в разгар разговора об адресах в Интернете. И сразу начал с критики.

ЯНЗ. То, что вы рассказали об адресах, не имеет отношения к реальным основам маршрутизации сообщений.

— Привет и тебе, Яша! — Только и могли в ответ сказать ошеломлённые Куки.

ЯНЗ. Реально при пересылке информации в Интернете используются не символьные, а числовые адреса. Каждый компьютер в сети имеет свой собственный номер, который называется IP-адресом.

Замечание. На самом деле Интернет начинался именно с доменной системы адресации, таблицы маршрутизации состояли из строк, в которых для каждого доменного адреса указывалось, какому соседнему узлу нужно передать пакет для его продвижения к пункту назначения. Но такие таблицы строились, когда сеть работала по протоколу UUCP (смотрите ответ на вопрос “Как работает сеть по протоколу UUCP?” в разделе FAQ). Сейчас, когда Интернет работает по протоколу TCP/IP, в таблицы маршрутизации заносятся числовые адреса, о которых собирается рассказать ЯНЗ. В этом смысле, Яков Наумович, конечно прав: в современном Интернете маршрутизаторы работают только с числовыми IP-адресами!

ЯНЗ. IP-адрес — это целое число от 0 до 4 294 967 295. Отсюда видно, что теоретически в Интернет может входить не более чем примерно 4 миллиарда компьютеров. Это число кажется очень большим, но уже сейчас ощущается нехватка свободных IP-адресов для подключения к сети новых компьютеров.

Дело в том, что некоторые IP-адреса имеют специальный смысл и не могут использоваться для обычных сетевых подключений. Кроме того, имеется много “мёртвых” адресов, которые были когда-то выделены, но в настоящее время не используются. Найти и вернуть такие адреса довольно сложно. Поэтому сейчас разрабатываются новые правила IP-адресации, которые позволят решить эти проблемы.

Вероятно, Васе покажется странным столь некруглое число возможных IP-адресов. На самом деле число это очень даже круглое, только чтобы увидеть это, надо записать его в двоичной системе. Для записи IP-адреса используется 32 бита, и указанное число — это просто максимально возможное значение, для записи которого хватает 32 бит.

Но человеку неудобно запоминать длинные последовательности бит или соответствующие им десятичные числа. Поэтому для записи IP-адресов обычно применяют специальный формат: 32 бита, образующие IP-адрес, разбиваются на 4 байта, каждый байт записывается в виде десятичного числа от 0 до 255. Получается 4 небольших десятичных числа, которые отделяются точками.

Например, IP-адрес сервера Переславля, услугами которого пользуется Роботландия, — 193.232.174.1. Получается что-то вроде номера телефона, который несложно запомнить.

Но даже такая форма записи человеку не очень удобна. Хотя IP-адрес содержит много интересной информации (например, можно довольно точно определить, где находится соответствующий компьютер, это похоже на то, как по номеру телефона часто можно узнать район города), но эта информация понятна только специалистам.

Поэтому в дополнение к числовой адресации используется описанная вами доменная система. Доменные имена удобнее для запоминания, они содержат информацию в более понятном для человека виде. Но реальная пересылка всё равно ведётся по IP-адресам.

Специальные серверы — они называются DNS-серверы (Domain Name System, доменная система имён) — хранят список доменных имён и соответствующих им IP-адресов. Обычный сервер обращается к DNS-серверу, указывая ему доменное имя. В ответ DNS-сервер сообщает IP-адрес, и обычный сервер использует его при отправке в сеть информационного пакета.

Чтобы лучше разобраться в этой двойной адресации, можно продолжить аналогию с обычной почтой.

В почтовом адресе есть индекс, который однозначно указывает почтовое отделение. Если индекс правильный, то ни область, ни город можно не указывать. Но человеку неудобно запоминать числа, он может ошибиться, поэтому кроме индекса мы пишем и обычный адрес.

Автоматы по сортировке писем читают на конверте индекс, а живые почтальоны — обычный адрес. В компьютерных сетях роль индекса играют IP-адреса, а аналог обычного — доменный адрес.

ЯНЗ на секунду замолчал, чтобы перевести дух, и Петя сумел вставить в разговор своё слово.

Петя. Отмечу независимость двух систем адресации. Не существует алгоритма, который мог бы из доменного адреса вывести соответствующий ему IP- адрес и наоборот. DNS-серверы для перевода доменного адреса в IP-адрес используют обычную таблицу: в одном её столбце расположены доменные, а в другом числовые адреса. Из этого следует, например, что одному и тому же IP-адресу вполне могут соответствовать несколько доменных адресов — сообщения не будут теряться в сети.

ЯНЗ. Верно. Независимость числовой и символьной адресации особенно удобна, когда пользователь меняет провайдера. Он меняет IP-адрес, а доменное имя может сохранить прежним.

Более подробно о формате IP-адреса можно прочитать на странице Академия.

Протоколы Интернета

Вася внимательно выслушал монолог ЯНЗ, реплику брата и как всегда задал один из своих наивных вопросов.

Вася. Что означает приставка “IP” в обозначении адреса Интернета? Почему вы говорите IP-адрес?

ЯНЗ уже открыл было рот, чтобы продолжить свою лекцию, но лихой Петя сумел опередить его.

Петя. Дело в том, что IP — это название основного протокола Интернета (Internet Protocol), по которому выполняется передача информационных пакетов в сети. Сами информационные пакеты тоже называют IP-пакетами.

Вторым базовым протоколом Интернета является протокол TCP (Transmission Control Protocol, протокол управления передачей).

Протокол TCP разбивает информацию на порции и нумерует их, чтобы при получении можно было правильно собрать исходное сообщение. Далее протокол IP снабжает порции адресами отправителя и получателя, контрольной суммой, другой служебной информацией и отправляет образовавшиеся IP-пакеты в сеть.

В конечной точке протокол TCP проверяет, все ли части сообщения получены. Так как разные пакеты приходят в конечную точку разными путями, порядок их получения может быть нарушен. После получения всех частей TCP сортирует их в правильном порядке и собирает в единое целое.

На следующем рисунке условно показана работа протоколов TCP и IP при передаче сообщения.

ЯНЗ. Так как протоколы TCP и IP работают совместно, то обычно говорят о них как об одном базовом протоколе Интернета, называя его TCP/IP.

Вася. Меня смущает, как Петя описывает работу сети: “протокол разбивает, нумерует…”. Как будто-то протокол — это человек или программа, а ведь протокол — это свод правил, если я правильно понял?

Петя. Ты прав! Мои выражения — фигуры речи! Я использовал их, чтобы не говорить длинно: “сетевое программное обеспечение согласно протоколу TCP разбивает информацию на порции и нумерует их…”!

Вася. Ладно! Используй и дальше свои фигуры, теперь буду понимать, что за ними скрывается!

Маршрутизация пакетов в Интернете

— Всё, о чём мы говорили, мне понятно. — Вася по привычке почесал свой вихрастый затылок. — Но понятно по отдельности. Подобно протоколу TCP, мне трудно сложить цельную картину из отдельных частей при явной недостаче их количества. У меня ощущение, что Интернет — чертовски сложная штука!

— Не буду с этим спорить, — согласился Петя. — Интернет гораздо легче использовать, чем разобраться во всех его технических деталях. Но такое положение вещей является обычным. Включая телевизор, ты не часто задумываешься, каким образом говорящая голова попадает в твой ящик! Но если ты сможешь объяснить это хотя бы в общих чертах, тебя будут считать культурным человеком.

ЯНЗ. А может быть, в будущем ты станешь сетевым специалистом, и тогда все нюансы этой технологии станут для тебя ясными до самых глубин.

— Ещё один вопрос для повышения моей культуры, — Вася поднял руку, как на школьном уроке, — как информация прокладывает себе путь от начального сервера к конечному?

Ведь создаётся впечатление, что пакет бросают на произвол судьбы, и ему самому приходится прилагать усилия для выбора правильного направления. Кажется просто невероятным, что информация в итоге добирается до станции назначения.

— Ты не одинок в своих сомнениях! — Петя снова опередил ЯНЗ, захватив лекционную трибуну. — Где-то я читал, что представители телефонной компании AT&T тоже не признавали идею сети, основанной на коммутации пакетов. Они заявляли, что это никогда не будет работать! Сеть, в которой информация сама находит маршрут — это утопия. Так говорили они и предлагали проверенный старый способ — коммутацию линий.

Однако сети с коммутацией пакетов успешно работают, информация находит пункт назначения, как бы ни казалось это невероятным.

Прохождение пакета по сети можно представить следующим образом. Вообрази, что в совершенно незнакомом городе нужно пройти пешком из пункта А в пункт Б. Карты города нет, но на каждом перекрёстке стоит постовой, который показывает нужное направление.

Вася. Похоже, с такими постовыми появляется шанс дойти до конечного пункта! Понятно на что ты намекаешь: город — это Интернет, перекрёсток — это сервер Интернета, путник — это IP-пакет. А кто является постовым?

Петя. Роль постовых, указывающих направление, в Интернете выполняют маршрутизаторы — специальные устройства с компьютерной “начинкой” или специальное программное обеспечение, установленное на сервере Интернета.

Маршрутизаторы связаны между собой по иерархическому принципу построения адресов в сети. Они хранят таблицы соединений серверов, постоянно обновляя (обычно каждые 30 секунд).

Вася. А как маршрутизаторы получают информацию для построения своих таблиц?

Петя. Маршрутизаторы посылают запросы в сеть. Соседние серверы “откликаются” и сообщают о своих непосредственных соединениях с другими серверами. На основе этой информации обновляются адресные таблицы.

Вася. Признаюсь, что все сказанное тобой не помещается в моей голове и норовит вылезти из неё как булавки из тряпичной головы Страшилы!

Петя. Попробую рассказать подробнее. Когда сервер получает пакет, он смотрит на адрес получателя в его заголовке и “думает”, куда бы переслать полученную информацию. Адреса своих клиентов сервер знает, и если сообщение — для них, проблем нет.

Вася. Этот случай простой, и здесь все ясно.

Петя. Если сообщение не “местное”, сервер проверяет, свои таблицы соединений и ищет в них получателя сообщения.

Вася. Если в таблицах получатель есть, маршрутизатор сообщает первый пункт следования, извлекая его из соответствующей табличной строки. Это понятно.

Петя. Если получатель в таблицах не найден, маршрутизатор передает запрос другому маршрутизатору, своему предку по иерархической адресной лестнице, и тот ищет получателя среди своих потомков или, в свою очередь, запрашивает маршрутизатор своего родителя.

Вася. И как это ни удивительно, в конце концов, маршрут в сети будет проложен?

Петя. С большой степенью вероятности — да! Если, конечно, адрес получателя вообще существует.

Пусть, например, в сети показанной на рисунке пакет нужно передать из пункта А в пункт Б.

Сервер А не видит получателя среди своих потомков и передает запрос родителю — серверу 4. Сервер 4 не находит адресата на сервере 3 и передаёт запрос на сервер 5. Сервер 5 находит получателя среди своих потомков — маршрут проложен.

Службы Интернета

Потенциал Интернета очень велик, возможности впечатляют. Мы находимся в самом начале развития этой молодой коммуникационной области.

Под Интернет-службой или Интернет-сервисом понимают комплекс, состоящий из программных продуктов и протоколов, надстроенных над базовыми протоколами TCP/IP. Назначение служб: предоставить пользователям ту или иную сетевую услугу.

В отличие от протоколов TCP/IP, которые называются базовыми протоколами, протоколы, реализующие службы Интернета, называют прикладными протоколами. Прикладные протоколы надстраиваются над базовыми протоколами по иерархической схеме:

К прикладным протоколам Интернета относится, например, протокол FTP, позволяющий передавать и получать по сети файлы.

Ниже приводится краткое описание наиболее популярных сервисов (служб) Интернета.

Сервис Telnet — удалённый терминал

Позволяет превратить ваш компьютер в удалённый терминал другого компьютера.

Слово терминал означает “концевик”, оконечное устройство. В компьютерном деле под терминалом понимают устройство, оснащённое клавиатурой и монитором, при помощи которого можно управлять компьютером.

Сервис Telnet позволяет передавать информацию, которая вводится на вашей клавиатуре другому компьютеру на обработку, а результаты отображать на вашем мониторе.

Сервис FTP — передача файлов

На компьютерах, подключённых к Интернету, хранится огромное количество разнообразных файлов (программы, документы, картинки, музыка, фильмы…).

Сервис FTP (File Trasfer Protocol — протокол передачи файлов) позволяет получать и передавать файлы по сети.

Сервис E-mail — электронная почта

Самое дешёвое и самое распространённое средство для обмена информацией.

Вы соединяетесь с почтовым отделением, расположенным на сервере вашего провайдера, пересылаете подготовленные вами письма и получаете пришедшую на ваш адрес корреспонденцию.

Электронные письма могут содержать вложения — файлы произвольного типа.

Сервис News — телеконференции

Служба News (news — новости) работает примерно так же, как электронная почта, но сообщения посылаются не на почтовый ящик конкретного адресата, а в тематическую группу для общего обозрения.

Группы новостей позволяют обмениваться мнениями, задавать вопросы, публиковать ответы, то есть проводить через Интернет электронные конференции.

Сервис IRC — телеконференции в реальном времени (чаты)

Сервис IRC (Internet Relay Chat — беседа через Интернет, чат) похож на сервис News, но письменный диалог ведётся в реальном времени. Подключившись к группе, обсуждающих ту или иную проблему, вы набираете ваше сообщение на клавиатуре, и оно мгновенно становится доступным всем участникам разговора.

Сервис Instant Messaging — мгновенная почта, ICQ

Сервис Instant Messaging (мгновенные сообщения) более известен по названию популярной программы, которая устанавливается на компьютере пользователя — ICQ (фонетическая производная от I Seek You — я ищу тебя).

ICQ автоматически сообщит, какие из ваших абонентов подключены в данный момент к этому сервису. С любым из них можно установить оперативную связь в режиме реального времени, обменяться письменными или голосовыми сообщениями, переслать файлы.

Сервис IP-Phone — Интернет-телефония

Интернет можно использовать для голосовой связи между абонентами, подобно тому, как используется обычный телефон. Голос, вводимый в компьютер с микрофона, преобразуется в звуковые файлы и передаётся по сети. На другой стороне происходит обратное преобразование: собеседник слышит голос партнёра через наушники или динамики, подключённые к компьютеру.

Кроме описанного выше варианта разговора “компьютер-компьютер” возможны варианты:

• “компьютер-телефон” (звонки с компьютера на обычный телефон);
• “телефон-телефон” (звонки с обычного телефона на другой обычный телефон через Интернет).

Сервис Видеоконференции

Изображение, как и звук можно преобразовать в набор компьютерных данных и передать по сети. Так же легко выполняется и обратное преобразование.

Этот сервис позволяет пользователям, компьютеры которых снабжены Web-камерами, динамиками и микрофонами не только разговаривать, но и видеть собеседника на экране монитора.

Сервис WWW — всемирная паутина

Наиболее популярный сервис Интернета — WWW (World Wide Web — всемирная паутина, Web).

В основе Web-технологии лежит понятие гипертекста — иллюстрированного документа с “чувствительными” областями-ссылками. Мышиный щелчок на гиперссылке приводит к показу документа, связанного с данной чувствительной областью.

На рисунке условно показана загрузка нового документа при щелчке на гиперссылке (гиперссылка выделена в тексте цветом и подчёркиванием):

Сервис WWW работает по прикладному протоколу HTTP (HyperText Transfer Protocol — протокол обмена гипертекстовой информацией).

Гипертекстовые документы в Интернете называют Web-страницами. Совокупность Web-страниц, относящихся к одному информационному узлу, называют сайтом.

Показ гипертекстовых страниц осуществляется при помощи браузера — специальной программы на компьютере пользователя. Примеры браузеров: Microsoft Internet Explorer, Firefox, Opera, Netscape.

Эту гипертекстовую страницу сейчас вы смотрите именно через браузер. Ниже расположена гиперссылка (она выделена цветом и подчёркиванием). Щелкните по ней мышкой, и браузер загрузит в в своё окно новый гипертекстовый документ.

Гиперссылка на новый документ

Популярность WWW объясняется привлекательностью формы представления информации (как в бумажных печатных изданиях и мультимедийных компьютерных играх) и удобством её просмотра (благодаря гипертекстовым переходам).

Используя браузер, можно просматривать сайты с презентациями различных компаний, организаций, объединений и личные сайты людей. Одни сайты специализируются на поиске информации в сети, другие предлагают свежие новости, прогноз погоды и программу телепередач.

В WWW-пространстве прописано большое число сайтов, предлагающие товары и различные услуги: от развлекательных до образовательных.

Гипертекстовые страницы, которые составляют сайт, записываются на специальном языке HTML (Hyper Text Markup Language — язык гипертекстовой разметки). Этот язык, не является, строго говоря, языком программирования, хотя он и интерпретируется браузером. Средства HTML служат для указаний браузеру, в каком виде выводить на экран текст и графику, а также позволяют записывать на страницах гиперссылки.

Пример кода HTML и вид страницы, которая строится по этому коду, показаны на рисунке.

Браузер можно использовать для работы с другими службами Интернета. Через Web-страницы можно читать электронную почту, получать доступ к FTP-архивам, работать с группами новостей, использовать практически все другие сервисы Интернета.

Такую возможность обеспечивает важный элемент технологии WWW — единообразный способ адресации ресурсов в сети — URL (Uniform Resourse Locator, дословно: унифицированный указатель ресурса).

Используя URL, на гипертекстовой странице можно размещать ссылки не только на другие гипертекстовые страницы, но и на архивы FTP, группы News, адреса электронной почты, Telnet, практически на все службы сети.

Для записи URL используется следующая формула:

имя_протокола:описание_ресурса

Например, ссылка на главную страницу Яндекса (крупнейшая российская поисковая система) записывается так:

http://www.yandex.ru

Обозначение “www” в описании ресурса дополнительно указывает на его принадлежность WWW-пространству. Приставка “www” формально является частью доменного имени. Это — домен третьего уровня, который самостоятельно выбирает для себя владелец домена второго уровня (yandex). Но адреса сайтов не всегда начинаются с “www”. Для того же Яндекса будет работать и такая ссылка:

http://yandex.ru

Ниже представлен пример ссылки на файл reclam.zip (описание продуктов и услуг Роботландии). Файл расположен в ftp-архиве сервера botik.ru:

ftp://ftp.botik.ru/rented/robot/univer/reclam/reclam.zip

Приставка “ftp” в описании сетевого ресурса является частью доменного имени ftp-архива на сервере botik.ru.

Управление через Интернет

Идея сетевого взаимодействия очень плодотворна, она затрагивает не только сферу общения людей, но и удалённое управление различными устройствами, как в промышленной, так и в бытовой сфере.

Электроника всё больше проникает в наш быт, собственными компьютерами обзаводятся привычные устройства, такие как телевизор, холодильник, стиральная машина. Эти устройства можно объединить в домашнюю бытовую сеть и подключить её к Интернету.

Вероятно, совсем скоро станет привычным управлять своим домом, находясь на работе, в отпуске: проветривать помещение, поливать цветы, кормить домашних животных. Эти и другие “удалённые” проблемы поможет решить Интернет.