Sieci komputerowe

INTERNET to sieć komputerowa o światowym zasięgu łącząca sieci lokalne, sieci rozległe i wszystkie komputery do nich podłączone. Do komunikacji wykorzystywanych jest wiele protokołów.

Internet i World Wide Web to nie synonimy!!!!

Historia

1945 - Vannevar Bush publikuje w Atlantic Monthly artykuł "As We May Think", gdzie przedstawione zostają idee leżące u podstaw hipertekstu.

1957 - ZSRR wystrzeliwuje Sputnika.

1958 - W odpowiedzi USA formuje agencje ARPA (Advanced Research Projects Agency, agencja rozwoju zaawansowanych projektów).

1961 - Leonard Kleinrock z [MIT] jest twórcą pierwszej teorii przełączania pakietów - "Information Flow in Large Communication Nets" - 31 maja. Dokument ten jest dostępny pod adresem http://www.lk.cs.ucla.edu/LK/Bib/REPORT/PhD/

1965 - ARPA sponsoruje badania nad sieciami komputerowymi. Pierwsze bezpośrednie połączenie (linią telefoniczną, 1200bps) pomiędzy komputerem TX-2 w Laboratorium Lincolna w MIT a System Development Corporation w Santa Monica. Po dodaniu komputera DEC (Digital Equipment Corporation) w ARPA stworzono "Eksperymentalną Sieć".

1966 - Pierwszy plan stworzenia sieci ARPANET.

Rysunek przedstawiający ideę działaniasieci Ethernet wykonany w 1976 roku przez dr Roberta M. Metcalfe’a.

1969 - ARPANET powstaje jako 4-węzłowa sieć połączona liniami o przepustowości 50kbps. Pierwszymi wysłanymi pakietami była próba zalogowania się na zdalny system. Zakończyła się zawieszeniem systemu kiedy litera G z wyrazu LOGIN została wysłana.

1971 - 15 węzłów, 23 terminale dla końcowych użytkowników. Ray Tomlinson tworzy pierwszy program pocztowy wykorzystujący sieć ARPANET

1972 - Program pocztowy zostaje zmodyfikowany, od tego roku używany jest znak @ oddzielający nazwę użytkownika od adresu węzła. Następuje pierwsza tekstowa pogawędka na żywo przez sieć.

1983 - Kompletne przejście z NCP na TCP

1984 - Propozycja stworzenia systemu DNS. Ponad 1000 węzłów w sieci.

1985 - 15 marca zostaje zarejestrowana pierwsza domena komercyjna - symbolics.com.

A w najbliższej przyszłości...

Protokoły sieciowe

Protokół sieciowy wyjaśnia cały uprzednio uzgodniony przez nadawcę i odbiorcę proces wymiany danych na określonej warstwie modelu sieciowego. W uproszczonym czterowarstwowym modelu sieciowym można wyróżnić następujące protokoły:

Protokoły warstwy fizycznej: Ethernet

Protokoły warstwy sieciowej: protokół internetowy (IP) będący częścią zestawu protokołów TCP/IP Protokoły warstwy transportu: protokół sterowania transmisją w sieci (TCP/IP) i protokół datagramów użytkownika (UDP), które są częścią zestawu protokołów TCP/IP Protokoły warstwy aplikacyjnej: protokół przesyłania plików (FTP), prosty protokół przysłania poczty (SMTP), usługi nazewnicze domen (DNS), telnet, protokół przesyłania hipertekstu (HTTP), prosty protokół zarządzania siecią (SNMP), które także są częścią zestawu protokołów TCP/IP

Kilka najlepiej znanych zestawów protokołów to:zestaw protokołów IPX/SPX („międzysieciowa wymiana pakietów”/„sekwencyjna wymiana pakietów”) używany przez system Novell Netware NetBIOS i NetBEUI („rozszerzony interfejs użytkownika podstawowego sieciowego systemu wejścia/wyjścia”) zaprojektowane przez firmę IBM, wykorzystywany m.in. przez system operacyjny Microsoftu. Ponadto NetBIOS może być tunelowany dowolnym innym protokołem np. IPX lub TCP/IP zestaw protokołów TCP/IP („protokół kontroli transmisji”/„protokół internetowy”) używany powszechnie w Internecie oraz sieciach lokalnych mających do niego dostęp

warstwa 4 – Aplikacyjna – poczta, transmisja plików, telnetwarstwa 3 – Transportu – TCP (Transmission Control Protocol) – protokół sterujący transmisjąwarstwa 2 – Sieciowa – IP (Internet Protocol) – protokół internetowywarstwa 1 – Fizyczna – Ethernet (karta sieciowa i połączenia sieciowe)

Uproszczony czterowarstwowy model sieci TCP/IP

Adres IPW sieciach TCP/IP adres komputera zwany jest adresem IP. Oryginalny adres IP jest czterobajtową (32 bitową) liczbą. Przyjęła się konwencja zapisu każdego bajtu w postaci dziesiętnej i oddzielania ich kropkami. Ten sposób zapisu zwany jest notacją kropkowo-dziesiętną.

Można jednak niekiedy spotkać inny zapis będący dziesiętnym wyrażeniem 32 bitowej liczby binarnej. Na przykład adres 148.81.78.1 w notacji kropkowo dziesiętnej, będzie w postaci binarnej wyglądał następująco:

10010100010100010100111000000001

zaś dziesiętnie będzie to liczba 2488356353.

Określona liczba bitów 32-bitowego adresu IP jest adresem sieciowym, a reszta adresem hostowym. Adres sieciowy określa sieć LAN, zaś adres hosta konkretną stację roboczą w tej sieci.

Istnieje pięć klas adresów IP: A, B, C, D oraz E, z czego tylko A, B i C są wykorzystywane do adresowania sieci i hostów, a D i E są zarezerwowane do zastosowań specjalnych.

Klasa A obsługuje 126 sieci, z których każda ma ponad 16 milionów hostów (ponieważ pomimo tego, że jest to adres 7-bitowy, to wartości 0 i 127 mają specjalne znaczenie).

Adresy klasy B są przeznaczone dla sieci o rozmiarach do 65534 hostów. Może być co najwyżej 16384 sieci w klasie B.

Adresy klasy C przeznaczone są dla małych organizacji. Każda klasa C może mieć do 254 hostów, a klas może być ponad 2 miliony.

Klasę sieci można określić na podstawie pierwszej liczby w notacji kropkowo-dziesiętnej:klasa A: 1.xxx.xxx.xxx do 126.xxx.xxx.xxxklasa B: 128.zzz.xxx.xxx do 191.zzz.xxx.xxxklasa C: 192.zzz.zzz.xxx do 223.zzz.zzz.xxx

Maska sieciowa (IPv4)

Jest to adres IP, który ma jedynki na pozycjach bitów odpowiadających adresom sieciowym i zera na pozostałych. Klasa adresów sieciowych wyznacza maskę sieciową.

Adresy klasy A mają maskę

1111111100000000000000000000000

czemu w zapisie kropkowo-dziesiętnym odpowiada 255.0.0.0,

adresy klasy B:

11111111111111110000000000000000

(255.255.0.0)

adresy klasy C:

11111111111111111111111100000000

(255.255.255.0)

System nazw domen

Każdy hostowy komputer w sieci TCP/IP ma swój adres IP. Jednak, ponieważ trudno jest zapamiętać adresy IP nawet kilku hostów, więc powstały specjalne serwery tłumaczące adresy domenowe (postaci: it.pw.edu.pl) na adresy kropkowo-dziesiętne (148.81.78.1). Serwery te nazywane są serwerami DNS (Domain Name Server). Serwery dokonujące translacji w drugą stronę, to serwery Rev-DNS. System ten nosi nazwę systemu nazw domenowych (Domain Name System).

Domeny najwyższego poziomu podzielone są na domeny geograficzne (Country Code Domains – dwuliterowe identyfikatory przyznane poszczególnym krajom np. .uk, .de, .jp, .us, itp.) oraz organizacyjne (Generic Domains – przyznawane w zależności od prowadzonej działalności np. .com, .org, .net, .edu, .gov, .mil, .int).

Adres URL (Uniform Resource Locator)

URL jest adresem lokalizującym zasób w Internecie. Składa się z trzech głównych części:

identyfikatora usługiokreśla m.in. następujące typy usług:http://ftp://gopher://telnet://news://

nazwy domenymoże składać się z adresu domenowego lub adresu kropkowo-dziesiętnego np. www.firma.com lub 148.81.78.1. Określa nazwę nadaną serwerowi lub jego adres IP ścieżki dostępunp. /tracking/ - określa ścieżkę katalogową na serwerze prowadzącą do pliku, który ma być sprowadzony.

LAN

Sieć lokalna (ang. Local Area Network stąd używany także w języku polskim skrót LAN) to najmniej rozległa postać sieci komputerowej, zazwyczaj ogranicza się do jednego budynku, lub kilku pobliskich budynków

W sieciach lokalnych przewodowych najczęściej używaną technologią jest Ethernet (za pośrednictwem kart sieciowych). Czasem są to bardziej egzotyczne urządzenia jak np. port szeregowy (null-modem), port równoległy czy port podczerwieni.

Sieć bezprzewodowa (ang. Wireless LAN) to sieć lokalna zrealizowana bez użycia przewodów.

Bezprzewodowa karta sieciowaSieci tego typu wykonywane są najczęściej z wykorzystaniem fal radiowych jako medium przenoszącego sygnały ale również z użyciem podczerwieni.

Do zalet sieci bezprzewodowych należy:mobilność - końcówki mogą się przemieszczaćłatwość instalacji - nie trzeba kłaść przewodówelastyczność - łatwe dokładanie nowych końcówekzasięg - od kilku metrów (w budynkach) do kilkudziesięciu kilometrówszybka rozbudowa i modyfikacja struktury sieci

Struktura sieci lokalnej

Urządzenia aktywne w sieci lokalnej

Media Access Control address - sprzętowy adres karty sieciowej Ethernet i Token Ring, unikalny w skali światowej, nadawany przez producenta danej karty podczas produkcji.

Karta sieciowa (NIC - Network Interface Card) służy do przekształcania pakietów danych w sygnały, które są przesyłane w sieci komputerowej. Każda karta NIC posiada własny, unikatowy w skali światowej adres fizyczny, znany jako adres MAC,

Router - urządzenie sieciowe, które określa następny punkt sieciowy do którego należy skierować pakiet danych (np. datagram IP). Ten proces nazywa się routingiem (rutingiem) bądź trasowaniem. Routing IP odbywa się w warstwie trzeciej modelu OSI.

Router używany jest przede wszystkim do łaczenia ze sobą sieci WAN, MAN i LAN.

Przełącznik (switch)

ServerNazwa serwer internetowy obejmuje dwa pojęcia:host - (zazwyczaj) komputer podłączony do sieci, realizujący określone usługi; specjalizowane oprogramowanie uruchomione na tymże sprzęcie, np. serwer HTTP, SMTP, DNS, FTP i wiele innych. Czasem mówiąc serwer internetowy mamy na myśli oba te znaczenia na raz.

Połączenia

Przyłączenie komputera do Internetu możliwe jest w następujący sposób:połączenie kablem z dostawcą Internetu – linia dzierżawiona; połączenie to odbywa się za pomocą routera, połączenie takie umożliwia szybki transfer danych w postaci sygnałów cyfrowychanalogowe połączenie telefoniczne– zwykła linia telefoniczna; połączenie wymaga zastosowania modemu telefonicznego przyłączonego do linii telefonicznej, w tym przypadku transmisja sygnałów odbywa się w postaci ciągłej fali elektrycznej,cyfrowe połączenie telefoniczne– linia telefonii cyfrowej ISDN; połączenie to odbywa się za pomocą routera lub modemu, połączenie takie umożliwia szybki transfer danych w postaci sygnałów cyfrowychcyfrowe połączenie– Stały Dostęp do Internetu (dawniej: Szybki) SDI (technologia HIS); połączenie to odbywa się za pomocą routera lub modemu, połączenie takie umożliwia szybki transfer danych w postaci sygnałów cyfrowychpołączenie radiowe - połączenie wymaga zastosowania modemu radiowego, sygnał przekazywany jest jako fala radiowa,połączenie kablem telewizji kablowej.

Media transmisyjne

Skrętka nieekranowana (UTP – Unshielded Twisted Pair)

Dla przesyłania sygnałów w sieciach komputerowych konieczne są skrętki kategorii 3 (10 Mb/s) i kategorii 5 (100 Mb/s), przy czym powszechnie stosuje się tylko tą ostatnią.

Skrętka foliowana (FTP – Foiled Twisted Pair)

Stosowana jest również w sieciach Gigabit Ethernet (1 Gb/s) przy wykorzystaniu wszystkich czterech par przewodów.

Skrętka ekranowana (STP – Shielded Twisted Pair)

FFTP – każda para przewodów otoczona jest osobnym ekranem z folii, cały kabel jest również pokryty folią.SFTP – każda para przewodów otoczona jest osobnym ekranem z folii, cały kabel pokryty jest oplotem.

Kabel współosiowy (koncentryczny)

Cienki Ethernet (Thin Ethernet) –Stosowany nadal zwłaszcza tam, gdzie istnieje potrzeba połączenia na odległość większą niż 100 m.Gruby Ethernet (Thick Ethernet) –Nie stosowany obecnie, lecz można go spotkać jeszcze w bardzo starych sieciach.

Zalety:jest mało wrażliwy na zakłócenia i szumy;nadaje się do sieci z przesyłaniem modulowanym (szerokopasmowym)jest tańszy niż ekranowany kabel skręcanyKabel światłowodowy

Zalety:większa przepustowość w porównaniu z kablem miedzianym, a więc możliwość sprostania przyszłym wymaganiom co do wydajności transmisjimałe straty, a więc zdolność przesyłania informacji na znaczne odległościniewrażliwość na zakłócenia i przesłuchy elektromagnetycznewyeliminowanie przesłuchów międzykablowychmała masa i wymiaryduża niezawodność poprawnie zainstalowanego łącza i względnie niski koszt, który ciągle spada

Sieć miejska

Sieć miejska zwana MAN (ang. Metropolitan Area Network) to duża sieć komputerowa której zasięg obejmuje aglomerację lub miasto. Tego typu sieci używają najcześciej połączeń światłowodowych do komunikacji pomiędzy wchodzącymi w jej skład rozrzuconymi sieciami LAN. Sieć miejska jest przykładem sieci WAN.

Sieć rozległa

Sieć rozległa (ang. Wide Area Network, WAN) - Sieć łącząca sieci lokalne, inne sieci rozległe, jak również pojedyncze komputery. Odbywa się to przy pomocy urządzeń sieciowych takich jak rutery oraz urządzeń dostępowych takich jak modemy.

Przykładami sieci rozległych są sieci miejskie, sieci korporacyjne, oraz Internet.

Główne cechy sieci WAN:Łączą ze sobą urządzenia rozmieszczone na dużych obszarach geograficznychW celu ustanowienia łącza lub połączenia między dwoma miejscami korzystają z usług operatorów telekomunikacyjnych, np. TP S.A., NASK, EnergisWykorzystują różne odmiany transmisji szeregowej.

Arpanet (ang. Advanced Research Projects Agency Network) - pierwsza sieć rozległa oparta na rozproszonej architekturze i protokole TCP/IP. Jest bezpośrednim przodkiem Internetu. Istnieje do dzisiaj.

Arpanet powstała jako inicjatywa Departamentu Obrony (Pentagonu) rządu USA. W 1957 roku po szoku wywołanym wysłaniem sputnika w kosmos przez ZSRR powołano rządową agencję ARPA, której zadaniem było obserwowanie i wspieranie inicjatyw powstających na uczelniach w USA, które miały szczególne znaczenie dla obronności USA.

Sieć wirtualna

Sieć wirtualna (ang. Virtual Local Area Network, VLAN) jest siecią komputerową wydzieloną logicznie w ramach innej, większej sieci fizycznej.

Do tworzenia VLAN-ów wykorzystuje się konfigurowalne lub zarządzalne przełączniki, umożliwiające podział jednego fizycznego urządzenia na większą liczbę urządzeń logicznych, poprzez separację ruchu pomiędzy określonymi grupami portów. Komunikacja między VLAN-ami jest możliwa tylko wtedy, gdy w VLAN-ach tych partycypuje port należący do routera.

Usługi w sieciFTP (File Transfer Protocol) – protokół transmisji plików umożliwiający obustronną ich transmisję pomiędzy systemem lokalnym i zdalnym

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) – protokół przesyłania hipertekstu odpowiedzialny za transmisję stron WWW

Usługi pocztowe e-mail

E-mail został wymyślony w roku 1965, autorami pomysłu byli Louis Pouzin, Glenda Schroeder i Pat Crisman - wówczas jednak usługa ta służyła jedynie do przesyłania wiadomości od jednego użytkownika danego komputera do innego użytkownika tej samej maszyny, a adres e-mailowy w zasadzie jeszcze nie istniał. Usługę polegającą na wysyłaniu wiadomości od użytkownika jednego komputera do użytkownika innego wymyślił w roku 1971 Ray Tomlinson, on również wybrał znak "@" (at) do rozdzielania nazwy użytkownika od nazwy maszyny

POP (Post Office Protocol) – protokół pocztowy służący do odbioru poczty z serwera i transmisję jej do maszyny lokalnej

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – podstawowy protokół transmisji poczty stosowany do wysyłania poczty z maszyny lokalnej na serwer

SNMP (Simple Network Managament Protocol) – protokół zarządzania siecią. Służy do zdalnej administracji urządzeniami sieciowymi, które udostępniają tą usługę

SSH (Secure Shell) – bezpieczny protokół terminala sieciowego udostępniający funkcję szyfrowania przesyłanych danych. Jest zalecany do wykorzystania zamiast Telnetu.

Telnet – protokół terminala sieciowego umożliwiający logowanie się oraz zdalną pracę na odległym komputerze przy wykorzystaniu terminala tekstowego. Cechą charakterystyczną jest transmisja otwartym tekstem, a więc możliwość łatwego podsłuchania tejże transmisji.

WWW

World Wide Web jest hipertekstowym, multimedialnym, sieciowym (TCP/IP) systemem informacyjnym opartym na publicznie dostępnych, otwartych standardach IETF, W3C i ISO. Pierwotnym i w chwili obecnej nadal podstawowym zadaniem WWW jest publikowanie informacji.

World Wide Web Consortium, w skrócie W3C to organizacja, która zajmuje się ustanawianiem standardów pisania i przesyłu stron WWWZostała założona w 1994 roku przez Tima Berners-Lee, wynalazcę WWW oraz autora pierwszej przeglądarki internetowej i serwera www

HTML/XHTML/XForms - czyli podstawowy język znaczników stosowany do pisania stron WWW. CSS - czyli Kaskadowe Arkusze Stylu. DOM - Document Object Model - czyli ustanowienie jednolitego systemu w jaki przeglądarki zarządzają wyświetlaniem i indeksowaniem elementów stron WWW XML - język znaczników na podstawie, którego tworzone są aplikacje XML-a. HTTP - czyli protokół przesyłania stron WWW. SVG - czyli Scalable Vector Graphics - ogólny format grafiki wektorowej, która ma zastąpić Flasha. SMIL/TimeText - Synchronized Multimedia Integration Language czyli język, przy pomocy którego będzie można swobodnie manipulować plikami multimedialnymi i tekstem. XSL/XSLT/XPath/XPointer - style, transformacje i inne techniki z tym związane. WAI - dostępność stron WWW.

Wyszukiwarki internetowe (ang. search engines) to programy oraz strony internetowe, których zadaniem jest ułatwienie użytkownikom Internetu znalezienie informacji w sieci.Wyszukiwarki są konieczne ze względu na ogrom słabo zorganizowanej informacji

Katalogi

Wyszukiwarki oparte na analizie treści strony

Wyszukiwarki oparte na analizie topologii sieci

Wyszukiwarki oparte na zasadzie aukcji miejsc

IRC (Internet Relay Chat) – protokół służący do prowadzenia rozmów za pomocą terminala tekstowego

Rozmowy w czasie rzeczywistym

komunikatory internetowe, takie jak ICQ, Jabber, Gadu-Gadu czy Tlen

usługi multimedialne – takie jak radio internetowe i telewizja internetowatelekonferencje faksowanie

Sklepy Internetowe

Aukcje Internetowe on-line

Wortale Internetowe

Portale Internetowe

Projekty internetowe to nieformalne grupy użytkowników internetu, którzy łączą swoje wysiłki w celu osiągnięcia jakiegoś celu.

encyklopedia tworzona siłami woluntariuszy

SETI@home to projekt internetowy koordynowany przez University of Berkely, będący częścią programu SETI(Search for Extraterrestrial Intelligence) którego celem jest poszukiwanie w kosmicznym szumie radiowym sygnałów od pozaziemskich cywilizacji. Zrzesza ok 8 milionów internautów i jest największym na świecie projektem internetowym wykorzystującym moc obliczeniową komputerów domowych.

Telefonia internetowa

Praca on-line

Piwnice k/Torunia RT32