Informatyka dla klas pierwszych

Internet i jego usługi

Krótka historia Internetu

W latach 60-tych ubiegłego wieku panowała zimna wojna pomiędzy dwoma mocarstwami - Związkiem Sowieckim i Stanami Zjednoczonymi. Kryzys kubański pokazał, iż granica wybuchu wojny termojądrowej jest niebezpiecznie cienka. Z tego powodu Departament Obrony USA stworzył Agencję Zaawansowanych Projektów Badawczych ARPA (ang. Advanced Research Project Agency), która zajęła się opracowaniem planów i budową rozległej sieci komputerowej odpornej na atak nuklearny. Pod koniec lat 60 powstaje ARPANET - sieć komputerowa łącząca cztery węzły w różnych regionach południowo zachodnich stanów USA. Podstawową cechą sieci ARPANET jest niezależność węzłów oraz brak centralnego ośrodka. Dzięki temu zniszczenie fragmentu sieci nie powoduje jej zablokowania jako całości.

 

 

Sieć  ARPA

Rok 1969

Węzeł 1 UCLA sierpień

Węzeł 2 Stanford Research Institute (SRI) październik

Węzeł 3 University of California Santa Barbara (UCSB) listopad

Węzeł 4 University of Utah grudzień

 

obok - oryginalny szkic sieci

 

Sieć ARPANET była systematycznie rozbudowywana - dołączano do niej coraz więcej węzłów z innych ośrodków naukowych, instytucji rządowych, banków, firm prywatnych i państwowych.

 

Grudzień, 1969
Czerwiec, 1970
Grudzień, 1970
Wrzesień, 1971
Marzec, 1972
Sierpień, 1972
Wrzesień, 1973
Czerwiec, 1974
Lipiec, 1975
Lipiec, 1976
Lipiec, 1977

 

Pod koniec lat 80-tych ARPANET objęła swoim zasięgiem całą Ziemię - powstał znany nam Internet.

 

Struktura Internetu

 

Internet jest obecnie tworem bardzo skomplikowanym. Powyższy obrazek w dużym uproszczeniu przedstawia jego strukturę. Całość przypomina system nerwowy mózgu człowieka - nie zdziwiłbym się, gdyby w niedalekiej przyszłości okazało się, iż Internet wytworzył samoświadomość. Ale wróćmy do rzeczy.

W przeciwieństwie do sieci lokalnej Internet nie łączy ze sobą pojedynczych komputerów, lecz całe sieci komputerowe. Stąd pochodzi jego nazwa:

 

INTER  NET
między - sieć

 

Sieci są połączone za pomocą tzw. sieci szkieletowej (ang. backbone network), która zbudowana jest ze szybkich kanałów transmisyjnych oraz komputerów kierujących przepływem danych - routerów. Routery wybierają w sieci szkieletowej najlepsze trasy dla przesyłanych danych oraz dbają o obejścia zablokowanych lub przeciążonych fragmentów sieci. Dzięki nim informacja trafia niezawodnie do odbiorcy.

Komputery w sieci Internet posiadają przydzielone unikalne numery, które służą do ich identyfikacji. Numery te nazywamy adresami IP. Służą one routerom do określania ścieżki przesyłu danych pomiędzy dwoma komputerami w sieci Internet - analogicznie jak w przypadku połączenia telefonicznego. W wersji 4 protokołu internetowego adresy IP składają się z 4 bajtów (nowa wersja protokołu nr 6 definiuje już 16 bajtowe adresy IP). Adres IP zapisujemy jako czwórkę liczb z zakresu od 0 do 255, rozdzielone kropkami:

 

nnn.nnn.nnn.nnn
gdzie nnn = 0...255

Przykład:

192.193.225.12,  87.66.139.253,  221.188.164.1

 

Wszystkich możliwych adresów IP jest 256 × 256 × 256 × 256 = 2564 = 4294967296, czyli ponad 4 mld. Ponieważ Internet łączy ze sobą nie pojedyncze komputery, ale całe sieci komputerowe, adresy IP dzielą się na kilka klas (dzisiaj podział ten nie jest już tak sztywny jak dawniej). Adres IP zawiera numer sieci komputerowej oraz numer komputera wewnątrz tej sieci.

 

Klasa A

W klasie A pierwszy bajt określa numer sieci, a pozostałe 3 bajty są numerem hosta wewnątrz tej sieci:

 

1...126.hhh.hhh.hhh

 

Pierwszy bajt może przyjmować wartości tylko od 1 do 126 (0 i 127 są używane do specjalnych celów w sieci). Wynika z tego, iż w klasie A może być tylko 126 dużych sieci komputerowych, a w każdej z nich może znaleźć się 256 × 256 × 256 = 2563 = 16777216 hostów, czyli ponad 16 mln. Ponieważ duże sieci nieefektywnie gospodarują swoimi adresami IP, od 1997 roku mniejsze sieci wypożyczają część numerów klasy A dla swoich hostów. Wymagało to oczywiście odpowiedniej przebudowy oprogramowania routerów, tak aby dane były kierowano do właściwych węzłów, które znajdują się poza siecią posiadającą pulę adresów IP klasy A.

 

Klasa B

W klasie B dwa pierwsze bajty adresu IP zawierają numer sieci. Pozostałe dwa bajty zawierają numer hosta wewnątrz danej sieci:

 

128...191.sss.hhh.hhh

 

Pierwszy bajt przyjmuje wartości od 128 do 191 (64 możliwe wartości). Chodzi o to, aby numer IP klasy B nie wchodził w zakres numerów IP klasy A. Drugi bajt numeru sieci ma wartość dowolną. Zatem w klasie B może być 64 × 256 = 16384 sieci, a w każdej z nich może być do 256 × 256 = 2562 = 65536 hostów.

 

Klasa C

W klasie C numer sieci zawiera się w 3 pierwszych bajtach. Numer hosta podaje ostatni, czwarty bajt:

 

192...223.sss.sss.hhh

 

Pierwszy bajt przyjmuje wartości od 192 do 223 (32 wartości), pozostałe dwa bajty są dowolne, zatem sieci może być 32 × 256 × 256 = 2097152, czyli ponad 2 mln. W każdej z sieci klasy C może wystąpić do 254 hostów (numer 0 i 255 są zarezerwowane na wewnętrzne potrzeby komutacyjne w sieci).

 

Podsumujmy:

Klasa Adres IP Liczba sieci Liczba hostów
A 1-126.h.h.h 126 16777216
B 127-191.s.h.h 16384 65536
C 192-223.s.s.h 2097152 254

 

Dzisiaj podział na klasy nie jest już tak sztywny jak dawniej. Dzięki rozwojowi oprogramowania sieciowego numery klas A i B mogą być przekierowywane do mniejszych sieci, co umożliwia ich efektywniejsze wykorzystywanie.

 

Nazwy domenowe

Adresy IP są wykorzystywane przez routery do określenia trasy pakietów danych, przesyłanych w sieci Internet. Dzięki adresowi IP sieć szkieletowa odpowiednio zestawia połączenie pomiędzy hostami. Z drugiej strony adres IP jest mało czytelny dla ludzi - głównych użytkowników sieci. Dlatego wprowadzono alternatywny sposób adresowania - nazwy domenowe (ang. domain names). Nazwy te tworzą hierarchiczną strukturę, odczytywaną od końca. Np.:

 

eduinf.waw.pl
pl    domena główna, w tym przypadku oznacza nasz kraj.
waw   poddomena domeny pl. W domenie pl są również poddomeny krakow, onet, wp, interia, google itp.
eduinf   poddomena należąca do waw.pl.

 

Nazwy domenowe zastępują numery IP. Np. zamiast wpisywać do przeglądarki numer IP 213.180.141.140 (sprawdź to) prościej i czytelniej jest wpisać onet.pl. Pojawia się tylko jeden problem - routery potrzebują adresów IP, zatem w celu nawiązania połączenia w Internecie nazwa domenowa musi zostać przekształcona na odpowiadający jej numer IP. Możemy to porównać z telefonowaniem do kolegi, którego nazwisko znamy, lecz nie wiemy jaki posiada numer telefoniczny. Problem rozwiązujemy wyszukując numer w książce telefonicznej. Na szczęście w sieci Internet również istnieją "książki telefoniczne" dla nazw domenowych. Nazywamy je serwerami nazw domenowych - w skrócie DNS (ang. Domain Name Server).

Połączenie przy pomocy nazwy domenowej wygląda następująco:

 

Załóżmy, że nasz komputer chce się połączyć poprzez Internet z komputerem o nazwie domenowej www.uczniak.pl. Nie może tego zrobić bezpośrednio, ponieważ do połączenia potrzebny jest numer IP komputera docelowego, a tego numeru nasz komputer nie zna. 

 

Nasz komputer łączy się zatem ze swoim serwerem nazw domenowych DNS i przesyła mu nazwę www.uczniak.pl. Adres IP serwera DNS jest jednym z parametrów konfiguracyjnych połączenia komputera z Internetem, co zobaczysz za chwilę.

 

 

Serwer DNS przeszukuje swoją bazę danych w poszukiwaniu nazwy www.uczniak.pl (w praktyce jest to o wiele bardziej skomplikowane, lecz nie będziemy tutaj wchodzić w szczegóły techniczne działania DNS-ów).

 

 

Gdy serwer znajdzie adres IP 193.193.12.7 odpowiadający nazwie domenowej www.uczniak.pl, to odsyła go z powrotem do naszego komputera.

 

 

 

Mając numer IP komputera docelowego, nasz komputer może nawiązać z nim połączenie poprzez sieć Internet.

 

 

Jak działa routowanie danych w Internecie

Pokażemy teraz w uproszczeniu sposób kierowania pakietów danych w sieci Internet. Załóżmy, że pewien komputer w Nowym Jorku chce przesłać dane do jednego z komputerów w naszej sieci szkolnej. Opatruje swój pakiet danych adresem IP komputera docelowego i przesyła go do routera sieci szkieletowej w Nowym Jorku.

 

 

Na podstawie adresu IP zawartego w danych routery stwierdzają, że odbiorca pakietu jest gdzieś w Europie. Kierują zatem dane do serwera europejskiego, np. w Londynie (rzeczywista trasa może być inna, gdyż zależy od faktycznej infrastruktury sieciowej, tutaj chodzi nam jedynie o pokazanie zasady działania tego procesu).

 

 

Router w Londynie znów patrzy na adres IP zawarty w pakiecie i na jego podstawie stwierdza, że odnosi się on do jakiejś sieci w Europie Środkowej. Wysyła pakiet do routera w Berlinie.

 

 

Router w Berlinie analizuje adres IP zawarty w przesyłanym pakiecie i stwierdza, że jego sieć docelowa leży w Polsce. Przesyła pakiet do routera we Wrocławiu.

 

 

Router we Wrocławiu stwierdza, że adres IP pakietu odnosi się do sieci w okolicach Krakowa. Przesyła pakiet do routera w Krakowie.

 

 

Router w Krakowie stwierdza, że sieć o danym adresie IP znajduje się w Tarnowie. Pakiet jest przesyłany do routera w Tarnowie, a dalej do routera w I LO w Tarnowie.

 

 

W końcu pakiet danych odbiera nasz ruter szkolny. Teraz na podstawie adresu komputera zawartego w drugiej części adresu IP pakiet danych jest kierowany do właściwego komputera w sieci LAN.

 

 

Wyszukiwanie informacji w Internecie

Sieć Internet posiada ogromne zasoby informacyjne, niespotykane dotąd w historii ludzkości. Znając jeden z głównych języków świata (angielski, hiszpański, niemiecki, francuski i chiński) posiadasz dostęp do olbrzymiej bazy wiedzy. Dlatego tak ważna jest nauka języków obcych (szczególnie języka angielskiego). W języku polskim również znajdziesz wiele informacji w sieci, jednakże ich liczba jest nieporównywalnie mniejsza od informacji znajdowanych w języku angielskim. Wykonajmy prosty eksperyment:

Wejdź na stronę wyszukiwarki google.pl i wpisz hasło:

 

Miś Yogi

 

Otrzymasz około 99.900 wyników, czyli trafień hasła na stronach WWW. Nie jest to zły wynik. To samo hasło wpisz po angielsku:

 

Yogi bear

 

Teraz liczba haseł wyniesie 1.300.000, czyli ponad 13 razy więcej. Większa liczba trafień zwiększa twoje prawdopodobieństwo znalezienia tego, czego szukasz.

Musisz jednak wiedzieć, że informacje dostępne w sieci nie zawsze są wprowadzane przez kompetentne osoby. Często są to informacje błędne, mylące lub zupełnie nie odnoszące się do opisywanego przez nie zagadnienia. Dlatego nie wolno bezkrytycznie przyjmować za prawdę wszystkiego, co napotkasz w sieci. Musisz nauczyć się oceniać wiarygodność znalezionych informacji. Wymaga to od ciebie dużej wiedzy i rozsądku.

Informację znajdujemy dzięki różnym serwisom wyszukiwawczym, które są obecne w sieci Internet. Poniżej znajduje się lista najpopularniejszych wyszukiwarek, z których korzystają użytkownicy sieci:

  • google.pl – jedna z popularniejszych i największych wyszukiwarek w sieci. Posiada rozbudowane narzędzia wyszukiwania, które wybieramy z menu.
  • yahoo – również bardzo popularna wyszukiwarka wśród internautów
  • Xcite
  • WebClawler
  • Lycos
  • Onet
  • Wirtualna Polska
  • Wikipedia – internetowa encyklopedia wielojęzyczna, pozwala wyszukiwać artykuły wg haseł podanych przez użytkownika.
  • Tłumacz google – nie jest to wyszukiwarka, lecz pozwala tłumaczyć teksty na różne języki. Jakość tłumaczenia nie jest równoważna tłumaczeniu dokonanemu przez człowieka, lecz wystarczająca w prostych przypadkach.

Ćwiczenie

Wykorzystując podane wyszukiwarki, odpowiedz krótko na postawione pytania (w odpowiedzi umieść adres wykorzystanej wyszukiwarki):

  1. Kim była Lidia Zamenhof?
  2. Co to jest serbet?
  3. Jak po chińsku będzie dzień dobry?
  4. Kto uczestniczył w pierwszym locie na Księżyc?
  5. Co oznacza termin SMD?
  6. Jak nazywała się największa bomba atomowa zdetonowana przez człowieka?
  7. Jak nazywa się najgłębsze jezioro w Tatrach i ile ma metrów głębokości?
  8. Kto po raz pierwszy skroplił tlen i azot?
  9. Od nazwiska jakiego naukowca pochodzi nazwa jednostki prędkości transmisji?
  10. Gdzie znajduje się druga co do wysokości budowla świata?


List do administratora Serwisu Edukacyjnego Nauczycieli I LO

Twój email: (jeśli chcesz otrzymać odpowiedź)
Temat:
Uwaga: ← tutaj wpisz wyraz  ilo , inaczej list zostanie zignorowany

Poniżej wpisz swoje uwagi lub pytania dotyczące tego rozdziału (max. 2048 znaków).

Liczba znaków do wykorzystania: 2048

 

W związku z dużą liczbą listów do naszego serwisu edukacyjnego nie będziemy udzielać odpowiedzi na prośby rozwiązywania zadań, pisania programów zaliczeniowych, przesyłania materiałów czy też tłumaczenia zagadnień szeroko opisywanych w podręcznikach.



   I Liceum Ogólnokształcące   
im. Kazimierza Brodzińskiego
w Tarnowie

©2017 mgr Jerzy Wałaszek

Dokument ten rozpowszechniany jest zgodnie z zasadami licencji
GNU Free Documentation License.