Антон Шумихин - Архитектура сетей

ITDays.1.0Днепропетровск, март 2010

Компьютерная сеть и возникновение Internet

Функционирование InternetВозникновение и развитие WWW

Компьютерная сеть — это система связи компьютеров или компьютерного оборудования (маршрутизаторы, повторители и другое оборудование). Для передачи информации используются различные физические среды: электрические сигналы, световые сигналы или электромагнитное излучения.

ВычислительныеИнформационныеСмешанные

Персональные (PAN)Локальные (LAN)Городские (MAN)Глобальные(WAN)

UNIX (90%)Windows (10%)

Клиент-серверОдноранговые

Interconnected Networks — объединённые сети

Общее число пользователей: 1.73 млрдНаселение Земли в 2009: 6.832 млрдКаждый четвертый пользуется InternetКаждый шестой житель Земли

голодаетВ 2009 прибавилось 18% пользователей

После запуска СССР искусственного спутника США решают создать внутреннюю информационную сеть на случай войны

1969 – состоялась передача 5 байт между 2 университетами на расстояние 640 км

1971 – программа для отсылки и приема почты

1973 – через телефонный трансатлантический кабель подключились Великобритания и Норвегия

70е – бурное развитие почтовой рассылки, подключение новых сетей

1983 – вводится стек протоколов TCP\IP, сеть стали называть Internet

1984 – система доменных имен 1988 – первый чат 1989 – Тим Бернерс-Ли из

Европейского совета по ядерным исследованиям излагает концепцию Всемирной паутины, разрабатывает протокол HHTP, язык HTML и идентификаторы URI

1991 – Всемирная паутина выходит в Internet

1997 – 10 млн компьютеров, 1 млн доменных имен

1998 – компания Google предоставляет поиск по WWW

2001 – возникает Wikipedia2004 – начинается этап Web 2.0:

социальные сети, блоги, AJAX, синдикация, смешение

После 2005 – появляются Google Earth, Google Street View, World Wide Telescope, Google OS

Web 3.0 – высококачественная информация, создающаяся профессионалами на базе Web 2.0

90 триллионов почтовых сообщений (e-mail), примерно 247 миллионов писем в день

81% писем – спам234 млн доменов, на 47 млн

больше чем за прошлый год72.2% сайтов англоязычные, 5.7%

- китаеязычные, 3.4% - испаноязычные

126 млн блогов, 30 млн сообщений в Twitter ежедневно

Каждый третий житель СНГ зарегистрирован в какой либо социальной сети

У каждого компьютера есть специальный номер (IP адрес)

Он состоит из 4 или 6 чисел в диапазоне 0...255 (например 192.168.0.201)

Такой адрес должен быть уникальным для сети, в которой находится компьютер

Его присваивает либо специальный сервер динамически либо сам пользователь

ОС предоставляет любой программе сетевые порты в диапазоне 0..65535

Программа может занять некоторый порт, потом освободить его для другой программы

Порт – это уникальный идентификатор работающей программы

IP-адрес и номер порта уникальным образом определяют работающую программу на некотором компьютере в сети

Многие номера портов уже зарезервированы для конкретных программ: 21 – FTP, 22 – SSH, 80 и 8080 - HTTP

Приложения

Транспортный

Сетевой

Соединения

Физический Оптоволокно

FTP

UDPTCP

IP

Ethernet Wi-Fi

Кабель

HTTP

Радио

DNS

Данные по компьютерной сети передаются пакетами

В каждом пакете записан адрес отправителя и получателя и еще много разной информации

Пакеты уровня приложения запаковываются в TCP- или UDP-пакеты

TCP- и UDP-пакеты запаковываются в IP-пакеты

IP-пакеты передаются физически маршрутизаторами и повторителями с сетевой карты отправителя по кабелям или радио сигналами на сетевую карту получателя

Когда IP-пакет приходит к получателю, происходит процесс распаковки данных

Запаковкой и распаковкой TCP\IP занимается сетевая подсистема ОС и драйвера конкретный сетевых карт

Из TCP- или UDP-пакетов извлекаются непосредственные данные

ОС передает их приложению, которое зарегистрировалось на порт, номер которого обозначен в этих пакетах

Далее приложение само определяет, что делать с этими данными

Приложения

Транспортный

Сетевой

Соединения

Физический Оптоволокно

FTP

UDPTCP

IP

Ethernet Wi-Fi

Кабель

HTTP

Радио

DNS

Порт отправителя Порт получателя

Длина сообщения Контрольная сумма

Порт отправителя Порт получателя

Номер пакета

Номер подтверждения

Длина заголовка Флаги Размер окна

Контрольная сумма Смещение срочных данных

Настройки Данные

Версия Длина заголовка Тип службы Общая длина

Идентификатор Флаги Смещение данных

Время жизни Транспортный протокол

Контрольная сумма

Адрес отправителя

Адрес получателя

Настройки Данные

WWW – World Wide Web Работает по принципу клиент-

сервер На сервере работает специальная

программа Web-сервер Клиенты, используя специальные

программы Web-обозреватели (browser)

На сервере хранится множество страниц с гипертекстом

При помощи обозревателя пользователь запрашивает страницы с гипертекстом

Сервер находит их и высылаетКаждая страница адресуется с

помощью URL

<схема>://<логин>:<пароль>@<хост>:<порт>/<путь>

Схема – обозначает протокол уровня приложения (HTTP, HTTPS, FTP и т.д.)

Логин и пароль – зарегистрированное имя пользователя и пароль на стороне сервера

Хост – IP-адрес компьютера-сервера

<схема>://<логин>:<пароль>@<хост>:<порт>/<путь>

Порт – номер порта, закрепленный за программой-сервером

Путь – путь в файловой системе компьютера-сервера к запрашиваемым данным

Логин, пароль и порт – необязательные атрибуты

ftp://petr:secret@88.155.53.142:2121/folder/page.txt

ftp – схема, используется протокол уровня приложения FTP (порт по умолчанию 21)

pert – имя пользователяsecret – пароль88.155.53.142 – IP-адрес

компьютера-сервера

ftp://petr:secret@88.155.53.142:2121/folder/page.txt

2121 – порт программы, очевидно, FTP-сервера, запущенного на компьютере-сервере

/folder/page.txt – путь к файлу page.txt на компьютере-сервере

Пользователям легче запоминать слова, а не цифры (IP-адреса)

Домен – это набор слов, разделенных точками, однозначно определяющих один или несколько IP-адресов

По всему миру на специальных серверах хранится информация о существующих доменах и IP-адресах, к которым они привязаны

Домен можно зарегистрировать (платно или бесплатно)

http://bible.com.ua/bible

http – схема, используем протокол HTTP bible.com.ua – доменное имя,

соответствует IP-адресу 76.76.19.179 /bible - страница с поиском по Библии Имя пользователя и пароль указывать

не нужно – запрашиваем общедоступную информацию

Номер порта определяется по протоколу

Набор страниц гипертекста Хранится на некотором компьютере На компьютере запущена и

настроена программа Web-сервер Компьютер имеет свой адрес в

Internet Пользователи запрашиваю по этому

адресу страницы при помощи обозревателя

Internet Explorer

Firefox

Opera

Safari

Chrome

Создаются мощнейшие Data-центры Пользователи вместо полноценных

ПК используют нетбуки или тонкие клиенты

Некоторые организации арендуют вычислительные мощности у Data-центров и предоставляют их клиентам за плату

Все данные клиента хранятся на сервере, а не на своем компьютере

ITDays.1.0Днепропетровск, март 2010