Какой протокол позволяет однозначно идентифицировать любой компьютер в сети
Данный тест содержит 30 вопросов по теме связанной с компьютерными сетями и Интернетом. Окажет помощь как преподавателям, так и учащимся для проверки знаний по данной теме.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| kompyuternye_seti_.internet.docx | 17.76 КБ |
Предварительный просмотр:
Тестовые задания по дисциплине «Информатика»
тема «Компьютерные сети. Интернет».
Понятие "телекоммуникация" означает .
1) проверку работоспособности компьютера
2) обмен информацией на расстоянии
3) одно из важнейших свойств модема
Протоколы компьютерных сетей - это .
1) сетевые программы, которые ведут диалог между пользователем и компьютером
3) различные марки компьютеров
Одна из важнейших характеристик модема является .
1) скорость передачи данных
2) длина сетевого кабеля
3) вид передаваемой информации
Для подключения компьютера в уже существующую локальную сеть необходимо, как минимум, следующий набор средств:
1) модем, телефон и кабель
2) звуковая карта и автоответчик
3) сетевая карта, кабель
Центральный компьютер, предоставляющий остальным компьютерам локальной сети сервисы и данные, называется .
1) рабочей станцией
2) последовательным портом связи
Совокупность условий и правил обмена информацией называется .
1) выделенным каналом связи
2) компьютерной сетью
Компьютерные сети, действующие в пределах одного какого-либо помещения, предприятия, учреждения, называют .
Выберите верное высказывание:
1) принципы функционирования всех компьютерных сетей совершенно одинаковы
2) для компьютерных коммуникаций используются коммутируемые телефонные линии
3) максимальную скорость передачи обеспечивают все существующие модемы
Современные модемы не обеспечивают .
2) автоматическое соединение с модемом на другом конце линии
3) анализ полученной информации и вычисления с ее использованием
Задача любой компьютерной сети заключается в .
1) согласовании работы всех компонентов каждого компьютера
2) получении и отправки корреспонденции
3) обмене информацией между компьютерами
Для передачи информации в локальных сетях обычно используют .
1) телефонную сеть
2) спутниковую связь
3) кабель "витая пара"
Выберите верное высказывание:
1) к кабелю передачи данных подключено каждое устройство сети
2) локальные компьютерные сети не ограничивают расстояние между соединенными компьютерами
3) кабель передачи данных не обязательно должен быть подключен к сетевой карте
Одна из важнейших характеристик компьютерной сети является .
1) стоимость сетевого оборудования
2) вид передаваемой информации
3) скорость передачи данных
Выберите неверное высказывание:
1) рабочей станцией называется любой компьютер
2) сервер обслуживает всех пользователей сети
3) в компьютерных сетях могут использоваться только одинаковые компьютеры
Совокупность условий и правил обмена информацией называется .
1) выделенным каналом связи
2) компьютерной сетью
Электронная поста позволяет передавать .
Глобальные компьютерные сети дают возможность .
1) организовать совместное использование ресурсов, а также общение множества пользователей, расположенных сравнительно недалеко друг от друга
2) организовать обмен данными на больших расстояниях
3) передавать электроэнергию на очень большие расстояния
Сетевые серверы - это .
1) узлы связи на базе мощных компьютеров, обеспечивающие круглосуточную передачу информации
2) стандартные декодирующие устройства, с помощью которых любой компьютер может подключиться к глобальной сети
3) различные персональные компьютеры, связанные с разными организациями
Выберите верное высказывание:
1) по электронной почте можно вести только частную переписку
2) с помощью Интернета невозможно получить доступ к файлам на компьютерах, расположенных в других странах
3) с глобальной сетью тесно связаны понятия киберпространства и виртуальной реальности
1) структурированный текст, в котором могут осуществляться переходы по выделенным ссылкам
2) текст, введенный с клавиатуры в память компьютера
3) текст, в котором используется очень сложный шифр
Организация, предоставляющая услуги по подключению к Интернету пользовательских персональных компьютеров, называется .
3) рабочей станцией
Глобальная компьютерная сеть не позволяет .
1) передавать изображения в реальном времени
2) обеспечивать электропитанием рабочую станцию или сервер
Выберите верное высказывание:
1) первая компьютерная сеть была создана в США в 1969 г.
2) глобальная сеть является одноранговой
3) модем производит вычисления согласно
Узлы связи на базе мощных компьютеров, обеспечивающих круглосуточную передачу информации, - это.
1) стандартные декодирующие устройства
2) сетевые серверы
3) любые персональные компьютеры
Поисковые системы общего назначения позволяют находить документы в WWW .
1) по ключевым словам
2) по назначениям протоколов
3) по ASCII - кодам
Организация, которым необходимо предоставить широкий доступ к своим хранилищам файлов, могут сделать это, используя .
3) электронную почту
Укажите сервис, устанавливающий расстояние, ради которого десятки миллионов людей становятся пользователями Интернета:
1) файловые вложения
3) адрес почтового ящика
Выберите неверное высказывание:
1) программное обеспечение для работы с Интернетом развивается очень быстро
2) отличие гипертекста состоит в том, что формат его хранения и передачи не является стандартным для всей сети
3) доступ к магазинам электронной торговли обычно организован с помощью гипертекстовых страниц
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Компьютерные сети. История создания сети Интернет. Каналы связи.
Комбинированный урок – объяснение нового материала с элементами теста, с презентацией.Цели урока: познакомить обучающихся с основными составляющими построения Интернета: техническими средствами.
тестовая работа 8 класс на тему компьютерные сети, интернет(по Угриновичу)
Данный материал можно использовать в 8 классе для проведения итогового контроля по теме Компьютерные сети, глобальная сеть Интернет.
Методическая разработка урока «Компьютерные сети. История создания сети Интернет».
Раздел программы: «Применение современных информационных технологий».Тема урока: «Компьютерные сети. История создания сети Интернет».Тип урока: урок-лекция.Вид: комбинированный урок.Технология: личнос.
Статья на тему "Адресация в компьютерных сетях и сети Интернет в заданиях ЕГЭ по информатике и ИКТ"
В статье проведен анализ одного из заданий ЕГЭ.
Статья на тему "Задания ЕГЭ по теме «Адресация в компьютерных сетях и сети Интернет"
В статье рассказывается о типовых задачах на тему "Адресации в компьютерных сетях и сети Интернет." из заданий ЕГЭ.
"Сложение и вычитание десятичных дробей". Урок математики в 5 классе с применением интерактивных заданий, задействуя ресурсы сети Интернет.
Урок математики в 5 классе на тему: "Сложение и вычитание десятичных дробей". Изучение и первичное закрепление новых знаний и способов действий. Разработан в соответствии с ФГОС ООО. В ходе урока прид.
Информационная безопасность несовершеннолетних в сети Интернет. Родительское собрание. Памятка для родителей об информационной безопасности несовершеннолетних в сети Интернет
Профилактика противоправных действий относительно несовершеннолетних в сети Интернет.
Сетевой протокол — набор правил, позволяющий осуществлять обмен данными между составляющими сеть устройствами, например, между двумя сетевыми картами ( рис. 6.1).
Рис. 6.1. Иллюстрация к понятию Сетевой протокол
TCP/IP
Стек протоколов TCP / IP — это набор протоколов, его название происходит от двух наиболее важных протоколов, являющиеся основой связи в сети Интернет . Протокол TCP разбивает передаваемую информацию на порции (пакеты) и нумерует их. С помощью протокола IP все пакеты передаются получателю. Далее с помощью протокола TCP проверяется, все ли пакеты получены. При получении всех порций TCP располагает их в нужном порядке и собирает в единое целое. В сети Интернет используются две версии этого протокола:
IP-адреса стандарта IPv6 имеют длину 128 бит и поэтому в четыре раза длиннее, чем IP-адреса четвертой версии. IP-адреса версии v6 записываются в следующем виде:X:X:X:X:X:X:X:X, где X является шестнадцатеричным числом, состоящим из 4-х знаков(16 бит), а каждое число имеет размер 4 бит. Каждое число располагается в диапазоне от 0 до F. Вот пример IP-адреса шестой версии: 1080:0:0:0:7:800:300C:427A. В подобной записи незначащие нули можно опускать, поэтому фрагмент адреса: 0800: записывается, как 800:.
Для взаимодействия сетевых устройств друг с другом необходимо, чтобы у передающего устройства был IP - и MAC -адреса получателя. Набор протоколов TCP / IP имеет в своем составе специальный протокол, называемый ARP (Address Resolution Protocol — протокол преобразования адресов), который позволяет автоматически получить MAC - адрес по известным IP -адресам
DHCP-протокол
Распределением IP -адресов для подключения к сети Интернет занимаются провайдеры, а в локальных сетях – сисадмины. Назначение IP -адресов узлам сети при большом размере сети представляет для администратора очень утомительную процедуру. Поэтому для автоматизации процесса разработан протокол Dynamic Host Configuration Protocol ( DHCP ) , который освобождает администратора от этих проблем, автоматизируя процесс назначения IP -адресов всем узлам сети.
FTP протокол
FTP протокол передачи файлов со специального файлового сервера на компьютер пользователя. Установив связь с удаленным компьютером, пользователь может скопировать файл с удаленного компьютера на свой или скопировать файл со своего компьютера на удаленный.
POP протокол
POP стандартный протокол получения почтового соединения. Серверы POP обрабатывают входящую почту, а протокол POP предназначен для обработки запросов на получение почты от клиентских почтовых программ.
SMTP протокол
IP адрес по протоколу IPv4
Одной из самых важных тем при рассмотрении TCP / IP является адресация IP . Адрес IP — числовой идентификатор , приписанный каждому компьютеру в сети IP и обозначающий местонахождение в сети устройства, которому он приписан. Адрес IP - это адрес программного, а не аппаратного обеспечения. IP - адрес узла идентифицирует точку доступа модуля IP к сетевому интерфейсу, а не всю машину.
IP - адрес — сетевой (программный) адрес узла в компьютерной сети, построенной по протоколу IP .
Каждый из 4х октет десятичной записи IP адреса может принимать значение в диапазоне от 0 до 255 и в теории такой адрес в десятичной форме записи может быть в диапазоне от 0.0.0.0 до 255.255.255.255. IP адрес - двоичное число, но для человека вместо записи в 32 бит 11000000.10101000.00000000.00000001 удобнее запись в 4 байта вида 192.168.0.1.
Задание 1. Определить IP адрес вашего ПК
Узнать свой собственный IP адрес вы можете, если запустите в ОС Windows XP на выполнение команду Пуск – Программы – Стандартные – Командная Строка и наберете в ней ipconfig ( рис. 6.2).
Рис. 6.2. IP адрес вашего ПК в десятичной системе счисления
Ту же команду можно выполнить в командной строке Windows 7 ( рис. 6.3).
Рис. 6.3. Здесь мы видим IP в двух версиях: IPv4 и IPv6
Задание 2 (скринкаст). Перевод чисел из двоичной системы в десятичную и наоборот
При работе с IP -адресами может возникнуть необходимость перевода двоичных чисел в десятичные и наоборот. Это можно сделать, например, так, как учат в школе:
101101102 = (1•2 7 )+(0•2 6 )+(1•2 5 )+(1•2 4 )+(0•2 3 )+(1•2 2 )+(1•2 1 )+(0•2 0 ) = 128+32+16+4+2 = 18210 Но, удобнее это делать на Windows -калькуляторе. Выполните в Windows -7 команду Пуск-Программы-Стандартные-Калькулятор, потом Вид-Программист ( рис. 6.4 и 5).
Информационно-коммуникационное взаимодействие на основе современных сетевых компьютерных технологий.
Введение в компьютерные сети. Сетевые возможности Microsoft Windows Компьютерная сеть — это два или более компьютера, обменивающихся информацией по линиям связи. Сети бывают: локальные – объединяют компьютеры, находящиеся недалеко друг от друга, например, стоящие в соседних комнатах, в одном здании; глобальные – компьютеры могут находиться в разных городах и странах. Глобальные сети, как правило, объединяют несколько локальных сетей.
Internet – это глобальная компьютерная система, которая: - логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов (каждый компьютер, подключаемый к сети имеет свой уникальный адрес); - способна поддерживать коммуникации (обмен информацией); обеспечивает работу высокоуровневых сервисов (служб), например, WWW, электронная почта, телеконференции, разговоры в сети и другие. Отличие Internet от традиционных сетей состоит в том, что она не имеет своего официального владельца. Это добровольная ассоциация различных сетей. Существуют только организации, которые координируют регистрацию новых пользователей в сети. Техническую сторону организации сети контролирует Федеральный сетевой совет (FNC) Internet является одноранговой сетью, т.е. все компьютеры в сети равноправны, и любой компьютер можно подключить к любому другому компьютеру. Т.о., любой компьютер, подключенный к сети, может предлагать свои услуги любому другому.
Internet – это не только каналы связи. В узлах этого всемирного соединения установлены компьютеры, которые и содержат нужную информацию и предлагающие различные информационные и коммуникационные услуги. Эти компьютеры называются серверы (хосты). Серверы содержат информационные ресурсы. К ресурсам относятся любые базы данных, например, законодательные, научно-технические, коммерческие, рекламные, информацию из газет и журналов, файлы, программы, Web-страницы и т.д. Компьютер сервер предоставляет услуги другим компьютерам, запрашивающим информацию, которые называют клиентами (пользователями, абонентами). Таким образом, работа в Internet предполагает наличие передатчика информации, приемника и канала связи между ними. Когда мы «входим» в Internet, наш компьютер выступает в качестве клиента, он запрашивает необходимую нам информацию на выбранном нами сервере.
Internet предоставляет пользователям всевозможные информационные и коммуникационные услуги. Информационные услуги - услуги доступа к информации: доступ к информационные ресурсам сети, то есть можно получить необходимую информацию, имеющуюся на серверах сети, например, документы, файлы, информацию из различных баз данных и т.п.; Размещение собственной информации в сети. Существует множество серверов, предоставляющих возможность бесплатно разместить на них информацию. Коммуникационные услуги - услуги обмена информацией, общения: обмен информацией в отсроченном режиме. Так работает, например, электронная почта. Отправитель направляет письмо в почтовый ящик получателя, который просмотрит это письмо в удобное для него время. обмен в режиме реального времени. Например, разговоры в сети. Люди набирают свои реплики с клавиатуры и посылают их на разговорный сервер, и эти реплики видят все участники разговора одновременно.
Чтобы информация безошибочно могла передаваться с одного компьютера на другой, необходимо наличие уникальных адресов, с помощью которых можно однозначно определить (идентифицировать) получателя информации. Итак, каждый компьютер, подключенный к сети Internet имеет свой уникальный IP-адрес. IP-адрес — это уникальный номер, однозначно идентифицирующий компьютер в Internet. IP-адрес представляет собой четыре числа (октета), разделенные точками, например, 194.67.67.97 (после последнего числа точка не ставится). Расшифровка такого адреса ведется слева направо. Первое число – номер наиболее крупной сети в составе Интернет, последнее – номер конкретного компьютера. Второе и третье число обозначают участки сети, например, региональную и локальную сеть. Каждое число может быть в интервале от 0 до 255, что соответствует информационному объему в 1 байт или 8 бит. Таким образом, IP-адрес – это 4 байта или 32 бита
Провайдер (англ. обеспечиватель, полностью ISP – Internet Service Provider) – это организация, которая обеспечивает другим организациям и частным лицам доступ к сети Internet. Провайдеры прокладывают и поддерживают в исправном состоянии каналы передачи информации, имеют специальные серверы для обеспечения подключений пользователей, учета времени подключения, оказания дополнительных услуг, например, электронной почты. Способы подключения к Internet .
Гиперссылка – это текст, выделенный цветом или подчеркиванием, графическое изображение или кнопка, заключенные в подсвеченную рамку, при выборе которого осуществляется переход к другому документу или к определенному месту в данном документе. Если подвести указатель мыши к гипертекстовой ссылке, он примет вид «указывающей руки». Щелчок по гипертекстовой ссылке позволяет открывать другие Web-страницы или перемещаться по уже открытому документу. Любое слово в гипертекстовом документе может быть указателем или ссылкой (link, hyperlink) на другой документ, содержащий более подробную информацию по данной теме. Подобные документы могут быть подготовлены различными средствами, разными авторами и храниться на различных серверах (в том числе и физически удаленных друг от друга, часто находящихся в другом городе, в другой стране, на другом континенте). Для того чтобы открыть следующий документ, достаточно выбрать нужную ссылку. Постепенно принцип гипертекста был распространен и на другие виды объектов. Появилось понятие «гипермедиа». Гипермедиа-документы имеют связи не только с иными фрагментами текста, но и с разнообразными средствами мультимедиа (звуком, изображением, видео).
Технологически Web-страницы представляют собой текстовые файлы, написанные на языке HTML. HTML – это язык разметки гипертекста, он позволяет не только разместить на странице текст как таковой, но и указать его формат, то есть шрифт, размер, выравнивание. Это же самое относится и к рисункам и другим элементам, только рисунки размещаются в отдельных файлах, а внутри страницы указываются имена этих файлов. В настоящее время в связи с развитием данной технологии Web-страницы стали мультимедийными. Но для того, чтобы Web-страница была выведена пользователю не в виде английских слов языка HTML вперемежку с русским текстом, а так, как она действительно должна выглядеть, используются программы просмотра Web-страниц, которые называются броузеры (англ. browser – обозреватель) или обозреватели. В мире насчитывается множество броузеров: Netscape Navigator, Opera и другие. И все-таки одним из самых распространенных является Microsoft Internet Explorer, поставляемый вместе с операционной системой Windows. Программа броузер работает на компьютере пользователя и является клиентом. Она запрашивает нужную информацию на Web-серверах, с которыми она общается по при помощи специального протокола НТТР (Hyper Text Transfer Protocol) – протокола передачи гипертекста.
Поиск по каталогам Когда сетевой робот поисковой системы сканирует Internet и автоматически вносит описания и адреса страниц в свой поисковый индекс, то вместе с полезными и адекватными ссылками в базе данных оказывается много поискового мусора или поискового спама, так как некоторые недобросовестные владельцы сайтов, пытаясь увеличить посещаемость своих ресурсов, добавляют в свои страницы наиболее популярные поисковые слова, совершенно не относящиеся к теме страницы. Это и некоторые другие обстоятельства вынуждают создателей поисковых систем кроме автоматического индекса вести также каталоги ресурсов, составленные вручную. Такой каталог есть и в поисковой системе Яндекс. Каталог позволяет классифицировать ресурсы и сгруппировать их по тематике. Тематическое дерево каталога Яндекса сделано максимально простым. На первом уровне в нем всего восемь тем: Бизнес и экономика, Общество и политика, Наука и образование, Компьютеры и связь, Справки, Дом и семья, Развлечения и отдых, Культура и искусство. Если щелкнуть по названию темы, то откроются подтемы (рубрики). При дальнейшем движении вглубь будут открываться следующие уровни (подрубрики), и в итоге откроется список ресурсов (сайтов) выбранной тематики. Сайты в рубриках расположены по убыванию их тематического индекса цитирования (тИЦ).– это показатель, который показывает количество ссылок на данный ресурс с других ресурсов. При расчете этого индекса ссылкам придается разный «вес» (значимость) в зависимости от авторитетности ссылающегося сайта. Таким образом, в первых позициях каталога будут именно признанные ресурсы, ресурсы – источники информации, ресурсы, которые цитируют, на которые ссылаются.
Коммуникационные сервисы сети Интернет Службы (сервисы) – это виды услуг, которые оказываются серверами сети Internet. Коммуникационные службы Интернета Электронная почта Е-mail 2. Электронные доски объявлений (BBS) 3. Телеконференции или группы новостей. 4. Параллельные беседы в Интернете. Форумы. 5. Интернет-телефония
Параллельные беседы в Интернете. Форумы прямого общения IRC (Internet Relay Chat). В буквальном переводе «болтовня» в реальном времени (chat-конференции). Общение между участниками происходит в режиме on-line в письменной форме. Подобно телеконференции, участники chat-конференции делятся по тематическим группа. Общение между участниками происходит в режиме on-line в письменной форме. Подобно телеконференции, участники chat-конференции делятся по тематическим группам. На хост-компьютере работает chat-сервер, на ПК пользователя chat-клиент. Существует множество различных программ-клиентов, которые распространяются бесплатно через Интернет. Как и в телеконференциях, участники chat-конференций регистрируются (подписываются) в определенной тематической группе. Пользователь запускает у себя программу IRC-клиент, подключается к одному из серверов и может общаться с другими людьми, также подключившимися к этому каналу. Он получает на экран своего компьютера тексты реплик от всех участников «кибербеседы» и может тут же ввести свой текст, который займёт свое место в последовательности реплик данной беседы. Кроме текстов таким же образом в «разговор» могут встраиваться картинки, аудио- и видео-клипы и т. п. Каждый общающийся в Chat имеет псевдоним, по которому к нему могут обратиться или ответить на его вопрос. Chat предоставляет возможность параллельного общения сразу на нескольких каналах. Этой службой больше всего увлекаются молодые люди. Общение в «чате» они превращают в своеобразную игру, в которой каждый участник обычно придумывает для себя какой-то «образ» и обыгрывает его. Между участниками «чата» не принято выходить на реальное общение. Впрочем, chat-службой можно воспользоваться и для серьезного общения как коллективного, так и один на один.
Интернет-телефония. Это голосовое общение через Сеть в режиме on-line. Это новая, развивающаяся служба. Ее основное преимущество перед телефоном низкая цена. Skype — абсолютно бесплатная программа, с помощью которой вы можете звонить свом друзьям, где бы они не находились, главное чтобы они тоже были пользователями Skype. Программа позволяет свободно и, что самое главное, бесплатно общаться в сети Интернет! Как и программа KaZaA, Skype использует P2P технологию для соединения с другими пользователями — только теперь не для обмена файлами, а для общения в сети. Благодаря ее применению обработка всей информации ведется на компьютерах людей, которые в данный момент общаются, а для ее передачи используется самый короткий путь. Как уверяют создатели, они не используют никаких серверов для переадресации и хранения данных, даже адресная книга и та храниться исключительно у самих абонентов. Все это позволяет заметно повысить качество звука и скорость передачи информации. Совсем не обязательно иметь высокоскоростное интернет-соединение, программа позволяет общаться даже на модемной скорости! Только все же необходимо учесть, что чем качественнее ваше подключение, тем, соответственно, выше и качество звука
Введение в веб-дизайн. Средства создания веб-страниц и веб-сайтов. Любой ресурс, опубликованный во Всемирной сети, от глобального информационного портала с десятками тысяч посетителей в день до скромной домашней странички, куда заходят всего два человека в месяц, включая ее автора, это прежде всего художественное произведение, сложный комплекс инженерно-дизайнерских решений. Процесс создания такого произведения и называется web-дизайном. Web-дизайн — это творчество, причем творчество ярко выраженное. Именно в сфере web-дизайна вы можете полностью проявить все свои способности, ведь здесь цензором результатов вашего труда являетесь вы сами и посетители вашей странички. Никто не ограничивает вас ни в объеме, ни в содержании, ни в компоновке разрабатываемого вами ресурса, никто не загоняет вас в какие-либо жесткие рамки. Творите, и рано или поздно созданный вами проект найдет заслуженное признание многомиллионной аудитории пользователей Интернета.
Для передачи данных по сети используется ряд протоколов. Наиболее известные из них входят в состав стека TCP/IP. Протоколы принято делить на «уровни», в зависимости от характера выполняемых ими задач.
Примечание . Строго говоря, задачи выполняют не сами протоколы, а соответствующие программы. Протоколы же представляют собой всего-навсего форматы представления данных того или иного уровня. А программы, выполняющие обработку (синтаксический анализ) данных в соответствии с уровнем, должны осуществлять ее в соответствии с правилами протокола этого уровня.
Существует модель OSI (Open System Interface или модель открытых систем), содержащая 7 уровней протоколов:
Несмотря на, казалось бы, избитость этой темы, все же, некоторые моменты изложены в книгах, интернетных ресурсах как-то туманно. Мы в этой статье постараемся немного прояснить ситуацию.
Модель OSI является семиуровневой. Однако, зачастую, на практике используются не все семь уровней, а меньше. Например, как правило, протоколы сеансового и представительского уровня, в силу небольшого объема выполняемых задач, объединяются с транспортным или прикладным уровнями. Поэтому, фактически, на практике используется 3…5 уровней протоколов.
Что часто интересует программиста, занимающегося сетевыми технологиями?
Надо сказать, что сетевые технологии в настоящее время, на самом деле, уже давно разделились, как минимум, на три отдельных, не особенно сильно пересекающихся, очень условных области:
Как правило (но, не всегда), специалисты, работающие в одной из трех областей, мало пересекаются друг с другом. Чему способствует, конечно, и широкое распространение в настоящее время различных прикладных библиотек. Поэтому, скажем, в 95% случаев Web-разработчики избавлены от «низкоуровневых раздумий» о том, какие детали, как работают транспортные, сетевые протоколы. И в этом плане им совершенно неинтересны языки С/С++, не говоря уже об Ассемблере. Тогда как разработчики физических сетевых устройств (сетевых карт, роутеров, модемов), а также программного обеспечения (драйверов) к ним, как правило, не беспокоятся о том, по каким высокоуровневым протоколам будет происходить соединение этих устройств друг с другом. Как раз для них актуален Ассемблер, отчасти С и некоторые другие низкоуровневые языки.
Разработчики «среднего уровня» - это те, кого интересуют программные среды, в которых будут функционировать и использоваться web-страницы. К ним относятся, в частности, браузеры и серверы. Речь идет, например, о таких серверах, как Apache, Ngnix и др. Что касается, браузеров, их перечень, видимо, не нуждается в разъяснении. Кроме того, на этом же уровне осуществляется настройка, физическое конфигурирование сетей (хотя, все то, что связано с администрированием сетей, как правило, не относится к области программирования).
Такое вот разделение обязанностей обусловлено тем, что работа осуществляется на соответствующих уровнях протоколов, где применяются свои методы, технологии и языки программирования. Существует, конечно, узкая «прослойка» программистов – мастеров на все руки, которые способны создавать программные коды и на Ассемблере (могут выполнить или подредактировать драйвер сетевого модема), а также вполне способны создать современный сайт (или иное клиент-серверное приложение). Но, таких широких специалистов, плюс к тому, детально разбирающихся во всех этих вопросах, на сегодняшний день не так уж и много. Ибо каждый для себя выбирает ту или иную нишу и уже работает там. Здесь в статье мы попробуем сделать обзор преемственности сетевых технологий, начиная с «самого малого».
Физический уровень
Так как этот уровень имеет дело с электрическими сигналами в виде битов, соответственно, их источником и адресатом являются соответствующие физические сетевые устройства (например, модемы и/или сетевые карты). Эти физические устройства могут быть связаны друг с другом посредством той или иной среды передачи – USB-кабель, оптоволокно, радиоканал и т.п. На физическом уровне вообще не идет речи об IP-адресах, доменах, URL и т.п. Эти абстракции появляются на более высоких уровнях модели OSI.
Здесь играет роль правильность составления кадра из битов, для чего используются различные способы низкоуровневого или физического кодирования: манчестерский код, дифференциальное, потенциальное кодирование, NRZ, БВН и многие другие способы. Физическое кодирование осуществляется в рамках соответствующих стандартов, например, IEEE 802.3 .
Для чего используется физическое кодирование? Для того, чтобы как-то подстраховать сетевую передачу битов (в составе кадра) от ошибок. Вследствие заторов в сети, а также ее возможной неисправности, наличия помех, не все биты кадра могут дойти до адресата. Предположим, клиент (источник) передал в сеть следующие биты:
Если все будет хорошо, то эти и именно эти биты должен бы принять приемник (сервер), находящийся на другом конце сетевого соединения. Но, зачастую, практика вносит свои коррективы. Например, вместо указанной последовательности битов может прийти:
1101100001 0 011
Некоторые биты могут попросту затеряться, а некоторые – добавиться дополнительно взамен потерянных. В итоге - серверу придет не тот кадр, который был отправлен клиентом (источником). Так вот, физическое кодирование и служит для того, чтобы если не полностью избавиться от ошибок передачи кадров битов, то, по крайней мере, свести такие ошибки к минимуму. Если в процессе передачи возникла ошибка (по крайней мере, один бит передан неверно), то передачу кадра, содержащего этот бит, придется повторять – до тех пор, пока не будет передан правильный кадр или до тех пор, пока сетевое соединение не будет прервано.
Канальный уровень
На этом уровне происходит контроль правильности составления кадров (фреймов). Типичный размер фрейма – 1 кБ. При разработке стеков протоколов на канальном уровне осуществляется помехоустойчивое кодирование. К таким способам кодирования относится код Хемминга, блочное кодирование, код Рида-Соломона. В программировании этот уровень представляет драйвер сетевой платы, в операционных системах имеется программный интерфейс взаимодействия канального и сетевого уровней между собой. Это не новый уровень, а просто реализация модели для конкретной операционной системы. Здесь, как и на физическом уровне, также пока нет ни байтов, ни файлов, ни т.п.
Однако, средств контроля правильности кадров, предоставляемых канальным уровнем, не застраховывает ото всех ошибок передачи. Поэтому дополнительные средства контроля используются в сетевых передачах на более вышележащем (транспортном) уровне. Только канального уровня для контроля правильности сетевой передачи недостаточно.
Взаимодействие на канальном уровне осуществляется, также как и на физическом, естественно, между физическими устройствами. Однако, для адресации используются так называемые МАС-адреса (аппаратные адреса). Они имеют следующий примерный вид (в шестнадцатеричном представлении):
Каждый компьютер в сети интернет имеет СВОЙ уникальный аппаратный адрес. МАС-адрес источника и адресата входят в состав кадра, формирующегося на канальном уровне. Отметим, что и здесь никаких IP-адресов, доменных имен и др. нет в помине. Речь идет просто о передаче битовых кадров от сетевого устройства с одним МАС-адресом другому устройству (с другим MAC-адресом). Именно так работает современный интернет в подавляющем большинстве случаев.
Следует иметь в виду, что сервер (компьютер-адресат), получая пакеты от клиента (например, от браузера), естественно, получает и МАС-адрес компьютера, на котором запущен. браузер. Так же, как и его IP-адрес. И если IP-адрес несложно подменить, например, путем соединения с сервером-адресатом через прокси-сервер, то подмена МАС-адреса представляет собой куда более сложное занятие. Ранние версии операционных систем Linux, как правило, позволяли делать такую подмену на пользовательском уровне. Тогда как современные версии это запрещают (надеемся, понятно, почему). Впрочем, конечно, никто никому не мешает заново собрать и перекомпилировать ядро операционной системы, в котором уже предусмотреть такую замену. Однако, сделать это способен далеко не каждый программист. Или же можно использовать такой прокси-сервер, который будет парсить заголовки протоколов канального уровня и записывать в них какой-нибудь другой МАС-адрес.
Поэтому КАЖДЫЙ, кто выходит в интернет со своего компьютера, на котором установлена стандартная операционная система, типа Windows, Linux, MacOS, Android и т.п., неважно, через прокси-сервер или напрямую, должен ясно понимать, что МАС-адрес его компьютера может быть известен серверу-адресату . Если только, повторимся, он не использует такой прокси-сервер, который способен сделать подмену МАС-адреса. В общем же случае ЛЮБОЙ сервер способен точно идентифицировать пользователя - именно по его MAC-адресу. Кстати, этот аргумент когда-нибудь вполне сможет использовать Раскомнадзор, если ему будет дана команда - заблокировать интернет. Тут же в СМИ возникнут статьи на тему: "А Вы знаете, что любой сервер знает о ВАС ВСЁ?". Вот, мол, Раскомнадзор стал настолько заботлив о пользователях интернета, что решил защитить их от него. Причем, отметим, что Яндекс- и Google-метрики - это сущий пустяк по сравнению с этим. Ни Google, ни Яндекс не собирают информацию о МАС-адресах посетителей сайтов. Ну, по крайней мере, с их слов.
Аналогию можно привести в отношении сотовых телефонов. Ведь любой сотовый телефон представляет собой устройство, подключенное к внешней сети (через ближайшую вышку сотовой связи). КАЖДЫЙ сотовый телефон имеет уникальный МАС-адрес, как и компьютер, ноутбук и т.д. Поэтому ЛЮБОЙ сотовый оператор способен в течение нескольких секунд идентифицировать, с какого именно телефона производится звонок (вызов) на конкретную вышку. А телефонный номер здесь, по идее, и не столь важен, сим-карта может быть вообще любая, это не имеет значения. Может возникнуть вопрос: почему же тогда так называемые "правоохранительные" органы зачастую утверждают, что, якобы, "не могут найти" краденые сотовые телефоны? Ответ: потому, что не хотят или не имеют полномочий. Впрочем, может и хотят, и имеют полномочия, но кто-то вышестоящий запрещает им это делать. Другое дело, что ряд сотовых телефонов можно перепрошить, т.е. подменить в них МАС-адрес. Но, разве те, кто воруют телефоны, а также те, кто покупает краденые телефоны - это всегда делают? Как правило, нет. Ибо и те, и другие прекрасно осведомлены о том, что ни с какими такими МАС-адресами никто дела иметь не будет. Ну, за исключением особо важных случаев, конечно (точнее, "особо важных персон"). Там-то, да, будут смотреть не только МАС-адреса, а и многое другое.Сетевой уровень
На этом уровне протоколов появляется такая сетевая абстракция, как IP-адрес узла сети. Придумана она исключительно для того, чтобы компьютерам (точнее, пользователям компьютеров) проще было взаимодействовать друг с другом. Чтобы на основе IP-адресов можно было выделять классы сетей, осуществлять защиту от доступа и т.п. Хотя, повторимся, все это вполне можно было бы осуществить, используя исключительно МАС-адреса, не пользуясь технологией IP-адресов.
Т.е. еще раз следует подчеркнуть: фактически, связь осуществляется на основе МАС-адресов. Тогда как IP-адреса используются больше для организации сетевого взаимодействия, понятного не только для компьютеров, но и для людей.
Транспортный уровень
На транспортном уровне появляется также такое понятие, как порт (точнее, логический порт). Которого не существовало на нижележащих уровнях. Порт в данном случае – это просто некое целое число из определенного диапазона значений, при помощи которого (а также при помощи IP-адреса узла) происходит адресация между узлами в сетевых соединениях. Наличие конкретного порта, а также IP-адреса – необходимо и достаточно для того, чтобы однозначно адресовать сетевой интерфейс и, соответственно, запрос к нему. Открытый порт на конкретном узле сети соответствует сокету, который находится в режиме прослушивания или, наоборот, приема сетевых запросов.
Впрочем, стоит отметить, что, на самом-то деле (на низком уровне), адресация все равно происходит при помощи МАС-адресов сетевых узлов и ТОЛЬКО при помощи них. Но, в силу удобства для пользователей компьютеров, да и разработчиков сетевых приложений, этими низкоуровневыми деталями пользоваться необязательно; проще, удобнее и нагляднее использовать порты (сокетов) и IP-адреса. Существуют немало решений, в которых используются не порты, а другие, на первый взгляд, технологии (например, службы RPC, PAP и др.). Однако, опять-таки, на «низком» уровне все сводится к портам и сокетам, которые открыты по этим портам. А на еще более низком уровне происходит преобразование IP-адреса и порта – в МАС-адрес.
Итак, на транспортном уровне для облегчения управления взаимодействием узлов сети добавляется порт сокета, открытого на прием или передачу данных.
Прикладной уровень
В общем, дело обстоит следующим образом:
Клиент (например, браузер) начинает открывать страницу, URL которой введен, к примеру, в его адресной строке. Для начала, браузер будет делать запрос в сеть на предмет того – какому IP-адресу соответствует сервер с доменными именем, содержащимся в открываемом URL. Далее, делается запрос (см. выше) о том, каков МАС-адрес узла сети, соответствующий этому IP-адресу. И только после этого, когда браузер получает в свое распоряжение MAC-адрес искомого узла, он и может выполнить запрос к нему.
Строго говоря, описание сетевого взаимодействия немного упрощено и не учитывает, например, прохождение запроса в локальных сетях, роутерах, маршрутизаторах.
Как видно, на каждом из уровней протоколов существует «свое» средство адресации. Соответственно, и данные оформляются по-разному.
Инкапсуляция протоколов
Флаги нужны для распознавания кадра, адреса точек входа содержат, соответственно, МАС-адреса интерфейсов источника (клиента) и назначения (сервера). А в поле «Данные» и содержится, в том числе, и полезная информация, которая передается в сеть – например, страница веб-сайта. В каком же виде она там присутствует?
В связи с этим предлагаем взглянуть на схему инкапсуляции протоколов:
или, отображая в виде рисунка:
Для большей полноты изображения, покажем место IPv4-протокола в кадре канального протокола:
Если данные, содержащиеся в поле данных протокола IPv4, имеют достаточно большой размер (нередко так и бывает, когда по сети передаются большие объемы информации), тогда формируются не один, а несколько кадров в формате канального протокола.
Читайте также: