Prezentowane materiały są przeznaczone dla uczniów szkół ponadgimnazjalnych Autor artykułu: mgr Jerzy Wałaszek |
©2017 mgr
Jerzy Wałaszek
|
Krótka historia InternetuW 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 ARPANET była systematycznie rozbudowywana - dołączano do niej coraz więcej węzłów z innych ośrodków naukowych, instytucji rządowych, banków, firm prywatnych i państwowych.
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
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 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 AW 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 BW 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 CW 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:
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
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 InternecieSieć 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:
ĆwiczenieWykorzystując podane wyszukiwarki, odpowiedz krótko na postawione pytania (w odpowiedzi umieść adres wykorzystanej wyszukiwarki):
|
I Liceum Ogólnokształcące |
Pytania proszę przesyłać na adres email: i-lo@eduinf.waw.pl
W artykułach serwisu są używane cookies. Jeśli nie chcesz ich otrzymywać,
zablokuj je w swojej przeglądarce.
Informacje dodatkowe