Интернет. 
Использование интернета в процессе дистанционного обучения

Этапы технологического развития Интернета

Развитие Интернета имеет достаточно краткую, но весьма насыщенную историю. Первые эксперименты по передаче и приему информации с помощью компьютеров начались еще в 1950;е годы и имели лабораторный характер. Решение о создании первой глобальной компьютерной сети национального масштаба было принято в 1958 г. в США. Оно стало реакцией на запуск в СССР первого искусственного спутника Земли (октябрь 1957 г.) и имело своей целью создание глобальной системы раннего оповещения о пусках ракет NORAD (North American Aerospace Defense Command), Станции системы NORAD протянулись через север Канады от Аляски до Гренландии, а подземный командный центр расположился вблизи города Колорадо-Спрингс в недрах гор Шайенн, Центр управления системой был введен в действие в 1964 г., и собственно с этого времени началась работа первой глобальной компьютерной сети. Впоследствии к ней стали подключаться авиационные, метеорологические и другие военные и гражданские службы.

Курированием работы сети занималось Управление перспективных разработок Министерства обороны США DARPA (Defense Advanced Research Project Agency). Основным недостатком созданной централизованной сети была недостаточная устойчивость, связанная с тем, что при выходе из строя какого-либо из узлов сети полностью выходил из строя весь сектор, находившийся за ним, и затем вся сеть. Во времена ядерного противостояния сверхдержав этот недостаток был не допустимым.

Решение проблемы повышения устойчивости и надежности сети было поручено тому же управлению DARPA. Основными направлениями исследований стали поиск новых принципов сетевой архитектуры и обслуживания сети. Полигоном для испытаний таких принципов стали крупнейшие университеты и научные центры США, между которыми были проложены линии компьютерной связи.

Начальные требования, предъявленные к вновь создаваемой сети, дают ключ к пониманию принципов ее построения и структуры.

Во-первых, сеть априори предполагалась ненадежной: любая часть сети могла исчезнуть в любой момент времени. И в этих условиях необходимо было всегда сохранить связь между компьютером-источником и компьютером-приемником (станцией значения).

Во-вторых, обеспечение равноправности конечных систем. Любой компьютер должен был иметь возможность связаться с любым другим как равный с равным. Поэтому на связывающиеся компьютеры (не только на саму сеть) возлагалась ответственность за налаживание и поддержание связи.

В-третьих, сеть задумывалась и проектировалась таким образом, чтобы от пользователей не требовалось никаких знаний о конкретной ее структуре, которая в любой момент времени могла быть изменена.

Первая вневедомственная национальная компьютерная сеть получила название ARPAnet, а ее внедрение состоялось в 1969 г. Опыт функционирования этой сети показал, что идеи, заложенные в основу ARPAnet, оказались вполне оправданными и разумными.

Дальнейшее развитие глобальной сети происходило за счет подключения новых региональных сетей, воссоздающих общую архитектуру ARPAnet на более низком уровне (в региональном или локальном масштабе). Главная задача ARPAnet заключалась в координации работы различных коллективов над едиными научно-техническими проектами, а основным назначением стал обмен электронной почтой и файлами с научной и проектно-конструкторской документацией. В то же время не прекращались работы над основной необъявленной задачей — разработкой новых сетевых протоколов, способных обеспечить живучесть глобальной сети даже в ядерном конфликте.

В 1983 г. произошли принципиальные изменения в программном обеспечении компьютерной связи. Проблема значительного повышения устойчивости глобальной сети была решена внедрением протоколов TCP/IP, лежащих в основе Всемирной сети и по сегодняшний день. Протокол TCP (Transmission Control Protocol), тесно связанный с протоколом IP (Internet Protocol), обеспечивает надежный, защищенный от ошибок канал компьютерной связи для доставки данных. Согласно протоколу TCP, отправляемые разными маршрутами данные «нарезаются» на небольшие пакеты, которые маркируется таким образом, чтобы в них были данные, необходимые для правильной сборки документа на компьютере получателя, а также для контроля полученных данных. Протокол IP обеспечивает адресную доставку указанных пакетов.

Решив задачу внедрения новых протоколов TCP/IP и взяв для своих нужд некоторую часть сети MILnet, управление DARPA передало ARPAnet Национальному научному фонду (NSF), который в США выполняет роль нашей Академии наук. Так, в 1983 г. образовалась глобальная сеть NSFnet. Для системы высшего образования NSF создал сеть скоростных магистральных каналов связи и выделил средства на подключение к ней американских университетов при условии, что они обеспечивали доступ к сети для всех подготовленных пользователей. В середине 1980;х годов к сети NSFnet начали активно подключаться академические и научные сети других стран, например академическая сеть Великобритании JANET (Joined Academic Network) и др.

Во второй половине 1980;х годов произошло деление Всемирной сети на разные области (домены) по принципу принадлежности. Домен gov финансировался на средства правительства, домен edu — на средства системы образования, а домен com (коммерческий) не финансировался никем, т. е. его узлы должны были развиваться за счет собственных ресурсов. Национальные сети других государств стали рассматриваться как отдельные домены, например uk — домен Великобритании, ru — домен России и т. п. После того как сложилась и заработала система доменных имен DNS (Domain Name System), Национальный научный фонд США утратил контроль за развитием сети. Тогда и появилось современное понятие Интернета (Internet в переводе означает межсеть, взаимодействующую сеть) как саморазвивающейся децентрализованной иерархической структуры, не имеющей единой власти и единой системы управления. Каждая автономная сеть в составе Интернета имеет свои индивидуальные правила и инструкции, соответствующие общепринятым стандартам, которые называются протоколами. Благодаря общим протоколам в Интернете могут взаимодействовать компьютеры разных моделей, имеющие различные операционные системы, разные программы и подключенные в общую Сеть самыми различными каналами связи.

Если во времена существования ARPAnet и NSFnet сеть финансировалась сверху вниз, то впоследствии она стала финансироваться снизу вверх — от конечных пользователей к владельцам опорных сетей.

Однако в то время оставался весьма существенный фактор, сдерживающий развитие Интернета. Все еще сохранялась технологическая сложность освоения Интернета для обычного человека. Доступ к Интернету для него не был закрыт, но он требовал достаточно серьезного специального образования. Поэтому до середины 1994 г. или даже до начала 1995 г. не было значительного интереса к Интернету со стороны широкого круга пользователей.

Чудесной находкой, позволившей открыть множеству людей доступ к Интернету, стала концепция гипертекста, предложенная Т. Х. Нельсоном. Гипертекст — это обычный текст, содержащий ссылки как на свои собственные фрагменты, так и на другие тексты. Простейший пример гипертекста — книга, оглавление которой содержит ссылки на главы и разделы книги (здесь ссылка — это номер страницы, с которой начинается соответствующие глава или раздел). Для того чтобы найти интересующую его главу человек не должен просматривать всю книгу — оглавление предоставляет ему возможность быстрого «попадания» на ту главу или раздел, который ему необходим.

Идея гипертекста была простой и элегантной. Но успех этой идеи определялся наличием сети. Если имеется разветвленная сеть, то гипертекст становится весьма эффективным, потому что при наличии сети тексты, связанные друг с другом ссылками, можно размещать на различных, территориально удаленных компьютерах, а создавать и редактировать тексты могут разные люди. Таким образом, становится возможным создать «паутину» взаимосвязанных текстов, способную стать гигантским информационным хранилищем.

Решающий шаг в создании подобной Всемирной паутины технологии World Wide Web (WWW) совершил Тим Бернерс-Ли, работавший в Лаборатории физики элементарных частиц европейского центра ядерных исследований (CERN). Он предложил свой проект в 1989 г., который включал в себя начальный протокол передачи гипертекстов, управляющий движением информации в Паутине, универсальный указатель ресурсов как единую систему адресации, объединившую в себе большинство существующих в Интернете технологий поиска и связи, а также язык разметки гипертекстов HTML.

В чем же заключается феномен веб-технологии, обусловившей, с одной стороны, столь стремительный прорыв массового пользователя к Интернету, а с другой стороны, вызвавшей гигантский и все нарастающий интерес мировой элиты бизнеса к новым принципам управления информацией, характерным для систем интранета? По мнению многих экспертов, причина состоит в том, что веб-технология, во-первых, опирается на наиболее естественный для человека способ использования необходимой ему информации (доставка информации по инициативе потребителя), во-вторых, предоставляет интуитивно ясный инструмент для доступа к информации обычного человека и, в-третьих, является наиболее универсальным подходом к интеграции всех мировых информационных ресурсов.

В современном понимании Интернет — это чрезвычайно сложный технический комплекс — Всемирная компьютерная сеть, состоящая из разнородных (иногда даже трудно совместимых между собой) сетей, которые включают миллионы различных компьютеров, имеющих в совокупности колоссальные информационные ресурсы и объединенных между собой разнообразными линиями связи: телефонные провода, медные и волоконно-оптические кабели, радиорелейные линии, спутниковые каналы и др.

Существуют две важные характеристики, которые объединяют сети:

• 1) все сети используют единые условные обозначения, определяющие, каким образом данные будут перемещаться, как будут выявлены и исправлены ошибки;
• 2) все сети в системе Интернета имеют общий способ адресации сообщений и специальную идентификацию всех компьютеров, которые находятся в этой системе.

Таким образом, Интернет создает Всемирное информационное пространство, в котором происходит непрерывная циркуляция разнообразной информации между компьютерами, составляющими узлы сети. Причем Интернет — это не просто совокупность прямых соединений между компьютерами. Так, например, если два компьютера, находящихся на разных континентах, обмениваются данными в Интернете, это не означает, что между ними действует одно прямое соединение. Передача информации может происходить по разным линиям связи. Если заняты или повреждены одни линии, то информация передается по другим, свободным линиям связи, что обеспечивает высокую надежность Интернета. В отличие от телеи радиоэфира перемещаемая в Интернете любая информация может в течение длительного времени храниться на жестких дисках компьютеров и может быть получена пользователем Интернета где угодно и когда угодно.

Интернет можно образно сравнить с «широко развитой дорожной системой». Это распределенная, со многими ветками сеть дорог, в состав которой входят скоростные магистрали, шоссе, проселочные дороги и тропинки (рис. 1).

высокоскоростные выделенные линии связи; —— выделенные линии связи; — — коммутируемые линии связи; модемы для подключения компьютеров к линиях связи Рис. 1. Схема распределения линий связи в Интернете:

По скоростным магистралям данные могут передаваться со скоростью нескольких миллионов бит в секунду, в то время как у модема индивидуального пользователя в среднем эта скорость всего 10 тыс. бит/с. На каждом перекрестке установлен компьютер, через который следует добраться до другого компьютера и таким образом далее, пока не будет достигнут конечный пункт назначения. Любой компьютер в системе Интернета можно соединить с любым другим компьютером с помощью «дорожной карты». Если дорога к тому месту, до которого нужно добраться, закрыта, то автоматически будет найден объезд.

Интернет обладает некоторыми чертами почты, телеграфа и телефона. Так же как в телеграфе, в Интернете используется цифровая передача информации. Как и в телефонной сети, каждому аппарату присваивается телефонный номер, так и каждому компьютеру, подключаемому к Интернету выдается свой номер, который называется IP-адресом.

Наиболее глубокая аналогия существует между Интернетом и обычной почтой. В данном случае речь идет не о том, что в Интернете существует электронная почта, а о том, что информация по Интернету передается в виде отдельных пакетов. Если нужно передать длинное сообщение, оно разбивается на небольшие пакеты и каждый из них снабжается адресом отправителя, адресом получателя и некоторой служебной информацией. Каждый пакет передается по Интернету независимо от всех остальных, в принципе они могут следовать разными маршрутами. По прибытии пакетов на место из них собирается исходное сообщение.

В Интернете, как и в обычной почте, нет понятия «занято» — каждый компьютер может одновременно принимать пакеты от большого количества других компьютеров. Если на почте сортировочный пункт перегружен работой в канун праздника, то отправленное письмо с задержкой все равно дойдет до адресата. Точно так же в Интернете перегрузка сказывается в виде роста времени отклика и поровну ложится на всех пользователей, что приводит к замедлению передачи информации. Эффективное использование общих ресурсов — это главное преимущество коммутации пакетов. Например, один кабель, соединяющий Америку с Европой, в отличие от единичной телефонной связи может одновременно обслуживать тысячи соединений клиентов Интернета. Если распределить стоимость минуты эксплуатации такого кабеля (и всего сопутствующего оборудования) на тысячи одновременных участников связи, то получаются весьма незначительные суммы. Владелец кабеля возвращает свои затраты от владельцев тех кабельных систем, которые к нему подключаются. Те, в свою очередь, возлагают свои расходы на владельцев компьютеров, подключившихся к ним. Последние же берут эти расходы со своих клиентов.

В итоге, когда эти расходы доходят до отдельных клиентов, они уже не выглядят столь значительными. Так, например, целый месяц работы в Интернете стоит примерно столько же, сколько десять минут телефонного разговора с Америкой. При этом организация, подключившая пользователя к Интернету, не учитывает, работает ли он с Америкой, или с соседом по дому, ей это все равно.

Структурно-логическая схема современного Интернета в самом общем виде может быть представлена следующим образом (рис. 2).

Рис. 2.Структурно-логическая схема Интернета

Схема включает в себя: структурные компоненты Интернета; уровни взаимодействия сетевых систем в Интернете, определяющих механизм передачи и представления данных; функциональное назначение Интернета и основные службы, предоставляющие услуги пользователям Интернета.