Mediul Internet (1) Rețele de calculatoare și mediul InternetMarin Vlada
În ultimii ani Internet-ul are o influență tot mai mare asupra societății umane. Vă vom prezenta în continuare câteva dintre tehnologiile și standardele care au făcut posibilă apariția unei astfel de rețele. De asemenea veți putea afla și cum funcționează acestă rețea.
Rețele de calculatoare Apariția calculatoarelor conectate în rețea a reprezentat o performanță privind utilizarea calculatoarelor în procesarea informațiilor. Multiplele avantaje oferite de rețelele de calculatoare sunt:
Dezvoltarea rețelelor de calculatoare (mici sau mari) a contribuit la elaborarea și utilizarea unor aplicații cu un impact mare asupra vieții economice și sociale din întreaga societate:
Astăzi, vechiul model al unui singur calculator (sistem de calcul) care rezolvă problemele (cererile) unui număr de utilizatori, este înlocuit cu modelul nou al unui sistem de calculatoare interconectate. Unul sau mai multe calculatoare dintr-o rețea reprezintă calculatoare centrale (FS - File Server) care controlează și gestionează prin intermediul unui sistem de operare întreaga activitate de calcul din rețea. Aceste calculatoare centrale formează nucleul rețelei. Calculatorul central poate fi un calculator obișnuit pe care este instalat un sistem de operare pentru rețea: Netware, Unix, Linux, OS/2, Windows NT/2000. Calculatorul central controlează toate resursele comune (unități de discuri, unități de dischete, imprimante, plottere, modemuri, fișiere etc.), asigură securitatea datelor și sistemului, realizează comunicații între stațiile de lucru. Din punct de vedere hardware, o rețea de calculatoare este constituită din:
Stația de lucru (Workstation) este un calculator obișnuit care lucrează sub un sistem de operare obișnuit (Windows, Dos, Unix, Linux etc.) și care este folosit de utilizatori obișnuiți. Stațiile de lucru (terminale) reprezintă componentele de bază ale unei rețele de calculatoare. O stație de lucru are în configurare o placă de rețea (de exemplu NIC - Netware Interface Card) care realizează interfața cu rețeaua, fiind conectate cu restul componentelor din rețeaua de calculatoare. Sistemele de operare în rețea trebuie să recunoască aceste componente de conectare. De aceea, firmele constructoare oferă drivere corespunzătoare pentru sistemele de operare utilizate cel mai frecvent. Pe lângă sistemul de operare destinat acțiunilor la nivelul stației de lucru, există programe speciale de comunicații în rețea (de exemplu, pentru sistemul de operare NetWare există Netware Shell) care permit comunicarea stației de lucru cu calculatorul central și cu toate celelalte stații de lucru conectate la rețea. Aceste programe speciale permit ca toate stațiile de lucru din rețea să utilizeze programele și fișierele de date de pe calculatorul central în funcție de prioritățile recunoscute utilizatorului respectiv.
Tipuri de rețele de calculatoareRețelele de calculatoare sunt de mai multe feluri în funcție de numărul stațiilor de lucru și de aria lor de răspândire:
Topologii (structuri) de rețele localeTopologia (structura) unei rețele de calculatoare reprezintă modul de conectare a stațiilor de lucru față de Server. Modul de conectare va determina traseul pe care va circula informația în rețea, prin urmare o structură a comunicațiilor în rețea. În general, există trei tipuri de topologii pentru rețelele LAN:
În domeniul topologiilor pentru rețele de calculatoare s-au realizat și unele standardizari, dintre care amintim:
Mediul Internet și Rețeaua (The Net)Spre deosebire de rețelele comerciale de calculatoare pentru servicii (CompuServe, America Online, GEnie etc.), mediul Internet este un ansamblu de rețele de calculatoare la nivel mondial care realizează conectarea a milioane de calculatoare și care reprezintă:
Din punct de vedere arhitectural, mediul Internet este de fapt o rețea gigantică de rețele de calculatoare răspândită la nivel mondial și care înglobează diverse produse harware și software ce gestionează o mare colecție de baze de date ce conțin informații și servicii de toate tipurile, acestea fiind accesibile de la orice calculator (terminal) conectat la rețea în orice loc și la orice moment.
ComentariuMediul Internet este cel mai mare sistem informatic din lume, perfect legal și în multe cazuri gratuit. Resursele pe care le oferă sunt imense și ele se schimbă aproape zilnic, așa cum se schimbă tehnologiile informatice.
În România, după 1990, rețeaua Internet a cunoscut o expansiune deosebită prin apariția diverselor legături interne și internaționale, constituite în diverse rețele. La început a apărut rețeaua din mediul universitar (nodul central fiind UPB - Universitatea Politehnică București) și rețeaua din mediul cercetării (nodul central fiind ICI - Institutul de Cercetări în Informatică). Rețeaua locală UPB este nodul central al rețelei RoEduNet (The Romanian Education Network) la care sunt conectate rețele din peste 100 de instituții de învățământ și de cultură din București și din țară. În prezent, majoritatea centrelor universitare din țară au rețele locale conectate la Internet. De asemenea, multe școli generale și licee din București și din țară sunt conectate la Internet. Majoritatea instituțiilor guvernamentale și neguvernamentale, institute de cercetare și proiectare, marile biblioteci din țară, firme cu diverse activități sunt conectate la Internet. Cererea pentru conectarea la rețeaua Internet a determinat apariția furnizorilor de servicii Internet atât pentru domeniul public, cât și pentru domeniul comercial.
Furnizori de servicii publice
Furnizori de servicii comercialeAstăzi, furnizorii de servicii comerciale sunt în număr mare, de aceea vom aminti numai câțiva: PC-NET Data Network, EUnet Romania, EuroNET Romania, Kappa Servexim, IIRUC-RoLink, Web Club, Dynamic Network Technologies, Electronum.
Evoluția și dezvoltarea Internet-uluiÎn anul 1968 guvernul S.U.A a dorit interconectarea pe o întindere mare a unui număr mare de calculatoare (de diverse tipuri și dimensiuni), în scopul cooperării dintre universități și departamentele militare ale țării în cadrul unor proiecte de cercetări comune. Din aceste motive a luat ființă agenția ARPA (Advanced Research Projects Agency) a cărei activitate s-a concretizat în anul 1970 prin proiectele:
În anul 1975 s-a realizat standardizarea unor protocoale (limbaje de comunicare între calculatoarele interconectate) obținându-se standardul TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) utilizat pentru legarea în rețea a calculatoarelor de la majoritatea universităților americane importante și de la departamentele de apărare din S.U.A. Astfel, a apărut rețeaua de calculatoare DARPA Internet, apoi DARPANET și care a reprezentat nucleul unei gigantice rețele de calculatoare pe care o numim astăzi mediul Internet. După anul 1980, deja au început să se lege la acest nucleu tot mai multe rețele locale, principalele legături Internet realizându-se prin organizația NSF (National Science Foundation), gestionate de compania ANS (Advanced Network and Services) în cooperare cu firmele IBM, MCI și un consorțiu de universități din Michigan. De asemenea, în această perioadă s-a realizat și interconectarea cu rețele de pe continentul european prin intermediul comunicațiilor prin satelit. Trebuie să precizăm faptul că în anii '80 s-au constituit rețele indepentente care ulterior s-au conectat la rețeaua Internet (prin sisteme numite gateways - porți electronice de legătură) : - rețeaua Usenet, a luat ființă pentru a conecta calculatoarele Universității Duke cu cele ale Universității din Carolina de Nord (implementată de Tom Truscott și Jim Ellis în 1980);
Din anul 1992, administrarea mediului Internet este realizată de organizația internațională ISOC (Internet Society) care este sponzorizată de membrii comunității Internet din S.U.A., Europa și de pe alte continente. Organizația ISOC are următoarele organisme administrative:
Arhitectura și funcționarea Internet-uluiDin punct de vedere arhitectural, rețeaua Internet este constituită dintr-o mare varietate de sisteme de calcul: PC-uri, mainframe-uri, supercalculatoare, rețele de calculatoare LAN, MAN sau WAN.
Funcționarea rețelei Internet se realizează prin intermediul unor noduri (server-calculator) care oferă cu ajutorul unor protocoale exploatarea eficientă a resurselor mediului Internet, noduri ce se numesc furnizori de servicii.
Un utilizator poate accesa serviciile Internet dacă are acces la un terminal (calculator - stație de lucru) conectat la rețeaua Internet, adică la un nod din rețea. Terminalul se poate afla acasă, la școală, la facultate, la bibliotecă, la serviciu, la un Internet-café etc. Din punct de vedere arhitectural, în sistemul Internet sunt recunoscute trei tipuri de noduri:
Din punct de vedere funcțional, în sistemul Internet sunt operaționale trei tipuri de calculatoare (servere):
Mediul Internet
Un utilizator poate avea acces la serviciile Internet numai dacă lucrează la un calculator conectat la un nod din rețeaua Internet. Conectarea la un astfel de nod (server) se realizează fizic prin intermediul unei firme specializate care poate folosi două metode:
În vederea utilizării serviciilor poștei electronice (e-mail), cu acordul administratorului nodului respectiv, utilizatorul primește un cont (nume) de utilizator (login name) și o parolă (password) de conectare ce va fi recunoscută în mediul Internet. În felul acesta, utilizatorul conectat la Internet va avea acces la toate serviciile oferite de Internet, inclusiv la aplicațiile mari și complexe din domeniile: științific, învățământ, cercetare, economic, comercial, sportiv, artistic etc. Accesarea serviciilor mediului Internet se realizează de la calculatorul utilizatorului conectat la Internet, care trebuie să funcționeze sub unul dintre sistemele Windows 95/98/NT/2000, Linux, Unix etc. și să aibă instalate o serie de programe de navigare precum Netscape Navigator sau Microsoft Internet Explorer. În această comunitate de rețele de calculatoare interconectate, pentru realizarea serviciilor oferite, mediul Internet are la bază sistemele de operare Unix sau Linux, sisteme ce oferă facilități moderne pentru comunicarea în rețea (servicii de interconectare):
Mediul Internet utilizează și instrumente (sisteme hipertext) concepute special pentru localizarea, căutarea și vizualizarea în rețea, cum ar fi:
Funcțiile principale ale Internet-ului pot fi clasificate în:
Mediul Internet este conceput și construit în jurul conceptului de niveluri de serviciu și reprezintă o rețea de comutare de pachete (PSN - Packet Switching Network). Comunicarea (transferul) informațiilor în mediul Internet se realizează prin colecții de date numite pachete (packets). Regulile utilizate în mediul Internet pentru a decide cum și unde sunt transmise pachetele, formează așa-numitele protocoale de comunicații care constituie software+ul mediului Internet. Protocoalele reprezintă pentru comunicații ceea ce reprezintă limbajele de programare pentru prelucrarea informațiilor. Mediul Internet cuprinde un set de protocoale de rețea care specifică detaliile comunicațiilor între calculatoarele (nodurile) interconectate, împreună cu convențiile de interconectare a rețelelor și de dirijare a informațiilor în rețea. În prezent, majoritatea rețelelor conectate la Internet funcționează folosind interconectarea TCP/IP (sistemul de operare Unix a fost unul din primele sisteme de operare care au inclus protocolul TCP/IP) care este constituită din protocoalele:
ObservațieExistă și protocoale mai vechi, cum ar fi IPX (firma Novell) și X25.
Funcțiile de prelucrare și comunicație ale mediului Internet se realizează prin intermediul unor procese cooperante. Această funcție de cooperare este evidențiată în modelul arhitectural al sistemelor teleinformatice, la baza cărora se află conceptul de stratificare ce constă într-o ierarhie de niveluri (straturi) funcționale, fiecare nivel oferind utilizatorilor servicii furnizate de nivelul funcțional inferior. Modul de funcționare a mediului Internet este asemănător activităților poștale care se realizează prin oficii și suboficii poștale. Calculatoarele router au rolul suboficiilor poștale care iau decizii asupra modului de dirijare a datelor (pachetelor) la fel cum serviciul poștal direcționeaza scrisorile spre destinație. Un oficiu poștal nu are legătură directă cu toate oficiile poștale dintr-o țară, ci are legătură directă cu unele oficii poștale vecine. Pentru ca un pachet (împachetare de date) să ajungă la destinație, se utilizează o informație de adresă. Un calculator router primește informația de adresă și, pe baza acesteia, decide unde să fie trimis pachetul, stabilind doar "conducta" (pipe) optimă pentru ca pachetul să ajungă la destinația indicată de adresa corespunzătoare pachetului. Regulile utilizate în mediul Internet pentru deciziile privind dirijarea pachetelor sunt constituite în protocoale de comunicație.
Adrese IP și structura DNS (Domain Name System)Fiecare calculator conectat la mediul Internet este identificat printr-o adresă unică, cunoscută sub numele de IP Address, aceasta fiind utilizată la nivelul programelor de prelucrare în rețea. În schimb, la nivelul utilizatorilor cu acces la mediul Internet, identificarea calculatoarelor se face printr-un nume de calculator host gestionat de sistemul DNS. Concepția protocolului TCP/IP este implementată astfel încât schema de adresare permite utilizatorilor și programelor din rețea să identifice în mod unic o rețea sau un calculator host, atât prin intermediul unei adrese IP, cât și prin intermediul unui nume de calculator host. Operațiile de identificare în mediul Internet pot fi clasificate astfel:
Adrese IP (IP Address)Definiție O adresă IP este constituită dintr-un grup de patru numere zecimale separate de caracterul punct ("."), fiecare număr fiind cuprins între 1 și 256=28 (fiecare număr poate fi reprezentat în binar pe un octet), și anume: pornind de la această structură de numere zecimale, protocolul IP construiește (reprezintă) un cod (adresă) în binar pe un cuvânt de 32 biți (4 octeți) ce va fi constituit din:
Din punct de vedere arhitectural, după cum am precizat, în sistemul Internet sunt recunoscute trei tipuri de noduri:
Exemple 1. 1.37.109.4 server de clasa A (nivel înalt) de la Tilburg University (Olanda); 2. 163.1.62.3 server de clasa B (nivel țară) pentru conectarea la diverse biblioteci universitare din întreaga lume (login: HYTELNET); 3. 141.85.128.1 server UPB; 4. 153.226.100.1 server de clasa B (nivel țară) de la Facultatea de Chimie (Panduri); 5. 193.226.51.177 server de clasa C (nivel local) ce reprezintă gateway (gw-chimie) la Facultatea de Chimie din cadrul Universității București și la care sunt conectate host-urile având adresele IP de la 193.226.51.178 la 193.226.51.190; 6. 192.129.3.33 server de clasa C (nivel local) ce reprezinta un router (math) la Facultatea de Matematică din cadrul Universității București unde există mai multe rețele locale.
Adresa IP este utilizată de protocolul IP pentru obținerea în binar a unui cuvânt de memorie (word) de 32 biți și care va fi utilizat în operațiile de dirijare a pachetelor (datelor). De exemplu, pentru adresa reprezentată în zecimal 131.15.3.19, cuvântul de memorie care reprezintă forma binară este (se concatenează cei 4 octeți asociați):
Structura DNS (Domain Name System)După cum am precizat, fiecare calculator conectat la mediul Internet este identificat printr-o adresă unică, cunoscută sub numele de IP Address, aceasta fiind utilizată la nivelul programelor de comunicații în rețea. În schimb, la nivelul utilizatorilor cu acces la mediul Internet, identificarea calculatoarelor se face printr-un nume de calculator host gestionat de structura DNS. Evident, protocolul IP realizează o corespondență bijectivă între adresele IP și numele gestionate de DNS. Structura DNS realizează administrarea unor nume prin care se acordă diferite responsabilități de grup, fiecare nivel reprezentând un domeniu. Domeniile sunt gestionate prin intermediul unei structuri arborescente care determină o structură ierarhică. În felul acesta, un nume de calculator host va reprezenta un drum (cale) în arborele sau subarborele administrat de DNS. Domeniile determină metoda de organizare a calculatoarelor în rețea.
Definiție Un nume de calculator host este constituit din maxim 5 nume de domenii separate de caracterul punct ("."), ce va reprezenta legătura cu nivelul superior, domeniul din stânga fiind de nivel inferior, iar domeniul cel mai din dreapta având nivelul cel mai înalt, și anume are următoarea reprezentare lexicală: nume5.nume4.nume3.nume2. nume1, și care reprezintă următorul drum în arborele administrat de DNS:
În prezent, mediul Internet consideră nume1 ca domeniu principal, iar celelalte ca subdomenii, această structură de organizare fiind asemănătoare organizării fișierelor în sistemul de operare Unix. Structura ierarhică generată de domenii și subdomenii este definită în funcție de diferite unități de organizare sau de diverse domenii de activitate. Următoarele domenii sunt recunoscute astăzi ca domenii principale (nivelul înalt): Com societăți și companii comerciale; Edu organizații educationale (universități, colegii); Gov organizații guvernamentale; Mil organizații militare (armata, marina); Int organizații internationale; Org alte organizații; Net diverse resurse pentru rețeaua Internet; <țara> codul de țară. Codul de țară reprezintă o secvență de două litere, de exemplu: au - Australia fr - Franța at - Austria hk - Hong Kong bg - Bulgaria hu - Ungaria ca - Canada jp - Japonia de - Germania no - Norvegia pl - Polonia pt - Portugalia ro - România es - Spania se - Suedia yu - Iugoslavia Rețeaua ARPANET (1969) fiind cea mai veche, din care s-a desprins rețeaua MILNET, s-a structurat pe scheletul unor organizații responsabile de diverse domenii. O organizație care coordonează un domeniu va fi responsabilă de toate subdomeniile ce se definesc în domeniul respectiv. Astăzi, principalele legături în mediul Internet aparțin organizației NSF (National Science Foundation), gestionate de compania ANS (Advanced Network and Services) în cooperare cu companiile IBM, MCI și un consorțiu de universități din Michigan (SUA). După ce s-a extins și în alte țări, mediul Internet a definit domeniile la nivelul unei țări, ca domenii de nivel înalt.
ComentariuÎn prezent, mediul Internet este constituit din circa 8500 de rețele conectate, aproape 2,5 milioane de calculatoare, circa 21.000 domenii și milioane de utilizatori utilizează resursele sale.
Exemple Vă prezentăm în continuare un arbore ierarhic de domenii/subdomenii Internet pentru Austria. Austria este țara la care sunt conectate majoritatea nodurilor EARN (European Academic and Research Network) din țările Europei Centrale și de Est. Domeniul de țară (de nivel înalt) este gestionat de Universitatea din Viena (univie) și conține subdomeniile: ac academic; co comercial (gestionat de EUnet Ltd.); gv guvernamental; or organizație; nt rețele. Subdomeniul academic ac conține, de exemplu: univie Universitate din Viena; oeaw Academia de Științe a Austriei; tuvien Universitatea Tehnică din Viena; tu-graz Universitatea Tehnică din Graz. În Universitatea din Viena există, de exemplu, următoarele subdomenii: cc Centrul de Calcul (Computer Center) (ce conține phoenix); math Institute for Mathematics; itc Institute for Theoretical Chemistry; exp Institute for Experimental Physics.
Iată și un exemplu pentru un arbore ierarhic de domenii/subdomenii Internet din România.
ConcluzieConform interconectării în rețeaua Internet, un calculator host este subordonat din punct de vedere al comunicațiilor altui calculator host și subordonează, la rândul său, alte calculatoare host. Numele unui calculator host reprezintă modul de localizare în structura generată de interconectarea calculatoarelor în rețeaua Internet.
Adresa E-mail pentru utilizatorDefiniție Adresa e-mail a unui utilizator cu acces la seviciile poștei electronice oferite de rețeaua Internet este următoarea construcție lexicală: numelogin@host.domeniu, unde:
Observație Semnul "@" este caracterul care se citește "at" (coadă de maimuță).
Exemple 1. vlada@math.math.unibuc.ro 2. socmat@math.math.unibuc.ro 3. infodata@theoffice.net 4. office@ginfo.ro 5. mateescu@agora.ro 6. teora@teora.kappa.ro 7. vlada@gw-chimie.math.unibuc.ro
Gestiunea adreselor Internet se face de către DDN (Defense Data Network), NIC (Network Information Center). O adresă se poate obține trimițând un e-mail la info@internic.net.
Domnul Marin Vlada este lector la Universitatea București și poate fi contactat la adresa vlada@math.math.unibuc.ro. [cuprins] |