WWW (World Wide Web) - глобальный механизм обмена информацией

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Революционизирующее влияние Интернета на мир компьютеров и коммуникаций не имеет исторических аналогов. Изобретение телеграфа, телефона, радио и компьютера подготовило почву для происходящей ныне беспрецедентной интеграции. Но Интернет так и остался бы компьютерной сетью для специалистов, если бы не два поистине революционных изобретения, сделанных в области программного обеспечения. Первым изобретением стала электронная почта, вторым Всемирная информационная паутина.

Что же такое World Wide Web, или, как говорят в просторечье, WWW, the Web, или еще проще - 3W? WWW - это распределенная информационная система мультимедиа, основанная на гипертексте. WWW-документ может содержать стилизованный и форматированный текст, графику и гиперсвязи с различными ресурсами Internet. Чтобы реализовать все эти возможности, был разработан специальный язык, названный HyperText Markup Language (HTML), то есть, Язык Разметки Гипертекста. Документ, написанный на HTML, представляет собой текстовый файл, содержащий собственно текст, несущий информацию читателю, и флаги разметки (markup tags). Последние представляют собой определенные стандартом HTML последовательности символов, являющиеся инструкциями для программы просмотра; согласно этим инструкциям программа располагает текст на экране, включает в него рисунки, хранящиеся в отдельных графических файлах, и формирует гиперсвязи с другими документами или ресурсами Internet. Таким образом, файл на языке HTML приобретает облик WWW-документа только тогда, когда он интерпретируется программой просмотра. О языке HTML мы подробно расскажем в соответствующих разделах книги, поскольку без знания основ этого языка невозможно создать свой собственный гипертекст для публикации в WWW.

Глава 1. История возникновения WWW

В 1957 году Министерство обороны США (Department of Defence, DOD) выделило среди своих работников группу, отвечающую за разработку "передовых исследовательских проектов" (Advanced Research Projects Agency, DARPA ). Официально работу над созданием компьютерной сети в DARPA начали 4 октября 1962 года. Возглавлял эту команду Дж. Ликлайдер, автор статьи "Galactic Network", в которой он описывал огромную сеть, которая соединяла бы людей во всём мире и была огромным источником информации. Много внимания здесь уделялось пропускной способности сети, так как она обязана была работать в то время, как все остальные коммуникационный системы были выведены из строя.

Для этого учёным следовало разработать некоторые стандарты для передачи данных. Существующий стандарт коммуникации каналов (и сейчас используется в телефонах) для этого не подходил. Поэтому Леонардом Клейнроком была разработана система коммуникации пакетов (1961). Рассмотрим, чем они отличаются: коммуникация каналов передаёт весь объём информации сразу и действует по принципу один на один, то есть полностью монополизирует весь канал под себя, в пакетной же коммуникации предаёт данные пакетами, и на одном канале могут находиться до нескольких компьютеров. Теоретически это позволяло увеличить пропускную способность сети с 2.4 Кбит/с до 50 Кбит/с В 1966 была построена некая концепция сети и поставлены основные цели, которые нужно было решить. Для работы DARPA пригласили Л. Робертса для разработки ARPANET. Для решения задачи на первом этапе предполагалось объединить несколько крупных исследовательских учреждений (университетов) и провести эксперименты в области компьютерных коммуникаций.

В 1968 году контракт на реализацию проекта был предоставлен компании Bolt Beranek and Newman (BBN), которая завершила его к концу 1969 года подключением в одну компьютерную сеть четырех исследовательских центров:

• University of California Los Angeles (UCLA).

• Stanford Research Institute (SRI).

• University of California at Santa Barbara (UCSB).

• University of Utah .

Далее кол-во компьютеров в сети заметно увеличилось. На данном этапе разработки картина была такой: Роберт Кейо представил общую архитектуру сети ARPANET, Лоренс Робертс разработал топологию и экономические вопросы, Леонард Клейнрок (Network Measurement Center, UCLA ) представил все средства измерений и анализа сети.

В 1972 году произошло несколько важных для сети событий. Во первых - Роберт Кейо организовал демонстрацию новой сетевой технологии на конференции по компьютерным коммуникациям International Computer Communication Conference, ICCC.

Во вторых – была разработана ещё одна примочка к сети, которая называлась "электронная почта". Придумал её Рэй Томлинсон в марте 1972 года. Затем на целых 10 лет именно она стала главной услугой предоставляемой сетью.

В 1974 году наконец была завершена работа над тем самым "единым протоколом передачи данных". Создан он был в подразделении DARPA под названием Internet Network Working Group (INWG). Назвали этот протокол Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP). Он и в наше время является неотъемлемой частью Интернета. Его ядром, если можно так сказать. В 1980 году TCP/IP был объявлен стандартом де факто.

Принципы были довольно просты: Сети взаимодействуют между собой по протоколу TCP/IP. Объединение сетей производится через специальные “шлюзы” (gateway). Все подключаемые компьютеры используют единые методы адресации.

В 1983 году DARPA обязала использовать на всех компьютерах ARPANET протокол TCP/IP, на базе которого Министерство обороны США разделило сеть на две части: отдельно для военных целей - MILNET, и научных исследований - сеть ARPANET. В 1985 была начата разработка сети NSFNET, которая должна была объединить между собой шесть самых крупных компьютерных центров страны. Разработку сети начал Национальный Научный Фонд США (National Science Foundation, NSF ), а для руководства проектом пригласили Стива Вульфа. В 1986 эти шесть центров были уже объединены, в 1987 количество компьютеров в сети достигло 10, в 1988 NSF была переведена на каналы с пропускной способностью 1,5Мбит/с. Количество узлов – 13. В 1990 году ARPAnet была полностью заменена на NSFnet.

Именно в это время была разработана технология WWW (World Wide Web) и заложена концепция гипертекста. Это была наиболее удачная разработка и сеть стала расти, да так, что никто и не ожидал! Например к июню 1995 года в сети было уже 4,5 млн. активных компьютеров! С тех пор Интернет вышел из под крыла Национального Научного Фонда и стал развиваться самостоятельно.

1.2. Развитие протоколов интернета

TCP/IP расшифровывается как Transmission Control Protocol/Internet Protocol (Протокол управления передачей) - это промышленный стандарт стека протоколов, разработанный для глобальных сетей. Этот стек родился на свет в 1974 году и уже через шесть лет был признан единым стандартом передачи данных для Интернета (тогда ещё АРПАнета), а ещё через три года DARPA обязала использовать этот протокол на всех компьютерах, подключённых к Интернету. Все стандарты TCP/IP опубликованы в серии документов, которые называются Request for Comment (RFC). Данные документы описывают внутреннюю работу сети Internet. Некоторые RFC описывают сетевые сервисы или протоколы и их реализацию, в то время как другие обобщают условия применения. Стандарты TCP/IP всегда публикуются в виде документов RFC, но не все RFC определяют стандарты. Довольно большой вклад в развитие этого протокола внёс университет Беркли. Его работники реализовали протоколы TCP/IP в своей собственной версии ОС UNIX, а так как UNIX была очень популярна в то время, то и стек начал становится популярным. Сейчас протокол TCP/IP является стандартным набором протоколов для Интернета.

Стек разделяется на семь уровней:

1) Физический уровень - описывает среду передачи данных, физические характеристики такой среды и принцип передачи данных.

2) Канальный уровень – описывает каким образом передаются пакеты данных через физический уровень, включая кодирование.

3) Сетевой уровень – здесь в действие вступает протокол IP, на котором работают вспомогательные протоколы типа ICMP, IGMP. Изначально разработан для передачи данных из одной подсети в другую. Примерами такого протокола является X.25 и IPC в сети ARPANET. Сейчас же он разросся до того, что может передавать любую информацию в любую сеть.

4) Транспортный уровень – к работе подключаются протоколы маршрутизации, которые являются частью сетевого уровня и работают поверх IP. Они могут решать проблему негарантированной доставки сообщений, а также гарантировать правильную последовательность прихода данных. В стеке TCP/IP транспортные протоколы определяют для какого именно приложения предназначены эти данные.

5) Сеансовый уровень – предоставляет сеансовый доступ к чему-либо в Интернете. Здесь трудятся NetBIOS, SSH, ASP и другие.

6) Представительный уровень – XML, SMB и т.д.

7) Прикладной уровень - На прикладном уровне работает большинство сетевых приложений. Эти программы имеют свои собственные протоколы обмена информацией, например, HTTP для WWW, FTP (передача файлов), SMTP (электронная почта), SSH (безопасное соединение с удалённой машиной), DNS (преобразование символьных имён в IP-адреса) и многие другие.

Рассмотрим некоторые протоколы более подробно.

HTTP (от англ. Hypertext Transfer Protocol — «протокол передачи гипертекста») — один из самых распространённых сетевых протоколов Интернета, основа WWW. HTTP используется для передачи информации в различных форматах, на различных языках и с различным набором символов.

FTP (от англ. File Transfer Protocol - «протокол передачи файлов») — сетевой протокол, предназначенный для передачи файлов в компьютерных сетях. Протокол FTP позволяет подключаться к серверам FTP, просматривать содержимое каталогов и загружать файлы с сервера или на сервер. Разработан протокол был в 1971 году и он является одним из самых старых протоколов.

SMTP используется для отправки почты от пользователей к серверам и между серверами для дальнейшей пересылки к получателю. Данные передаются при помощи TCP, при этом используются порты 25 или 587. Широкое распространение SMTP получил в начале 1980-х годов.

POP3 (от англ. Post Office Protocol Version 3 — протокол почтового отделения, версия 3) — это сетевой протокол, используемый для доставки сообщений электронной почты адресатам в сетях TCP/IP. Обычно используется в паре с протоколом SMTP. По умолчанию использует TCP-порт 110.

Естественно, это не все протоколы Интернета, но рассмотренные здесь протоколы являются наиболее распространенными.

Глава 2. Механизм обмена информацией

Протокол передачи гипертекста (HTTP)

Рассмотрим подробнее механизм межсетевого обмена в сетях в сетях TCP/IP. Протокол HTTP позволяет установить соединение между клиентом и сервером. Соединение сохраняется только на время обработки сервером запросов клиента. Запрос клиента и ответ сервера образуют так называемую транзакцию.

Обмен данными по протоколу HTTP происходит следующим образом. Клиент устанавливает соединение с сервером по указанному номеру порта. Если в качестве клиента выступает броузер, то номер порта указывается в URL-запросе. Если номер не указан, то по умолчанию используется порт 80. Затем клиент посылает запрос на документ, указывая HTTP-команду, адрес документа и номер версии HTTP. Например:

GET /index.html НТТР/1.0

В данном примере используется метод GET, который запрашивает файл index.html, расположенный в корневом каталоге сервера, используя протокол HTTP версии 1.0. Другими часто используемыми методами являются методы HEAD и POST. Метод HEAD аналогичен GET, но запрашивает не содержимое файла, а информацию о нем. Метод POST позволяет разместить файл на сервере. Кроме того, клиент может послать информацию, называемую заголовком, чтобы сообщить серверу дополнительную информацию о себе. В качестве такой информации может выступать имя и номер версии клиента, информация о типах данных, которые предпочтительны для клиента, и др.

Например:

User - Agent: Mozilla/4.6 [en] (Win98;I)

Accept: image/gif, image/x-xbitmap, image/jpeg, */*

Заголовок завершается пустой строкой.

Протокол передачи файлов FTP

Для обеспечения перемещения данных между различными ОС, используется протокол FTP, работающий независимо от применяемого оборудования. Протокол обеспечивает способ перемещения файлов между двумя компьютерами и позволяет абоненту сети Интернет получить в свое распоряжение множество файлов. Пользователь получает доступ к различным файлам и программам, хранящимся на компьютерах, подключенных к сети. Программа, реализующая этот протокол, позволяет установить связь с одним из множества FTP-серверов в Internet.

Программа FTP-клиент не только реализует протокол передачи данных, но и поддерживает набор команд, которые используются для просмотра каталога FTP-сервера, поиска файлов и управления перемещением данных. Для установки связи с FTP-сервером пользователь должен ввести команду ftp, а затем адрес или его доменное имя. Если связь установлена, появится приглашение ввести имя пользователя. Пользователь, не зарегистрированный на сервере, может представиться именем "anonymus" и получит доступ к определенным файлам и программам. Если будет запрошен пароль, можно ввести свой адрес электронной почты или свой IP-адрес. Поступившее после выполнения этих процедур приглашение позволяет работать с FTP-сервером. Основной режим передачи файлов - передача в коде ASCII. Для передачи двоичных файлов необходимо ввести команду binary. Для определения активного режима необходимо ввести команду status.

Заключение

Глобальная информатизация общества приводит к тому, что потребность в информации, растет с каждым новым пользователем сети. При этом задачей специалистов в области информационных технологий обеспечить пользователей полной и достоверной информацией путем простого и удобного для пользователей доступа к накопленным массивам данных.

Подведя итог можно сказать, что информационные технологии глубоко проникли в нашу жизнь и современное общество, которое не сможет в дальнейшем существовать без них.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература.

1. Дизайн: история и теория : учеб. пособие для студентов архитектурных и дизайнерских специальностей / Н. А. Ковешникова. — 5-е изд., стер. - М. : Издательство «Омега-Л», 2009. -224 с. :
2. Иовлев В.И. Архитектурное проектирование. Формирование пространства: учебник / В.И. Иовлев - Екатеринбург: Архитектон, 2016. - 233 с.
3. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 2001. – 320 с.