Οι μη δικτυακές τεχνολογίες περιλαμβάνουν: Τεχνολογίες και πρότυπα δικτύου. Ανάπτυξη τεχνολογιών πληροφορικής και επικοινωνιών

Τεχνολογία δικτύου - αυτό είναι ένα συμφωνημένο σύνολο τυπικών πρωτοκόλλων και λογισμικού και υλικού που τα υλοποιεί (για παράδειγμα, προσαρμογείς δικτύου, προγράμματα οδήγησης, καλώδια και υποδοχές), επαρκή για τη δημιουργία ενός δικτύου υπολογιστών. Το επίθετο «επαρκές» τονίζει το γεγονός ότι αυτό το σύνολο αντιπροσωπεύει το ελάχιστο σύνολο εργαλείων με τα οποία μπορείτε να δημιουργήσετε ένα δίκτυο εργασίας. Ίσως αυτό το δίκτυο μπορεί να βελτιωθεί, για παράδειγμα, με την κατανομή υποδικτύων σε αυτό, τα οποία θα απαιτήσουν άμεσα, εκτός από τα τυπικά πρωτόκολλα Ethernet, τη χρήση του πρωτοκόλλου IP, καθώς και ειδικών συσκευών επικοινωνίας - δρομολογητές. Το βελτιωμένο δίκτυο πιθανότατα θα είναι πιο αξιόπιστο και ταχύτερο, αλλά σε βάρος των πρόσθετων στην τεχνολογία Ethernet που αποτέλεσαν τη βάση του δικτύου.

Ο όρος "τεχνολογία δικτύου" χρησιμοποιείται συχνότερα με τη στενή έννοια που περιγράφεται παραπάνω, αλλά μερικές φορές η διευρυμένη ερμηνεία του χρησιμοποιείται επίσης ως οποιοδήποτε σύνολο εργαλείων και κανόνων για την κατασκευή ενός δικτύου, για παράδειγμα, "τεχνολογία δρομολόγησης από άκρο σε άκρο". "τεχνολογία ασφαλούς καναλιού", "τεχνολογία IP."

Τα πρωτόκολλα στα οποία είναι χτισμένο ένα δίκτυο συγκεκριμένης τεχνολογίας (με τη στενή έννοια) αναπτύχθηκαν ειδικά για κοινή εργασία, επομένως ο προγραμματιστής του δικτύου δεν απαιτεί πρόσθετες προσπάθειες για την οργάνωση της αλληλεπίδρασής τους. Μερικές φορές καλούνται τεχνολογίες δικτύου βασικές τεχνολογίες, έχοντας κατά νου ότι η βάση οποιουδήποτε δικτύου βασίζεται στη βάση τους. Παραδείγματα βασικών τεχνολογιών δικτύου περιλαμβάνουν, εκτός από το Ethernet, γνωστές τεχνολογίες τοπικού δικτύου όπως Token Ring και FDDI ή X.25 και τεχνολογίες αναμετάδοσης πλαισίου για εδαφικά δίκτυα. Για να αποκτήσετε ένα λειτουργικό δίκτυο σε αυτήν την περίπτωση, αρκεί να αγοράσετε λογισμικό και υλικό που σχετίζεται με την ίδια βασική τεχνολογία - προσαρμογείς δικτύου με προγράμματα οδήγησης, διανομείς, διακόπτες, καλωδιακό σύστημα κ.λπ. - και να τα συνδέσετε σύμφωνα με τις απαιτήσεις του προτύπου για αυτή την τεχνολογία.

Δημιουργία τυπικών τεχνολογιών τοπικού δικτύου

Στα μέσα της δεκαετίας του '80, η κατάσταση στα τοπικά δίκτυα άρχισε να αλλάζει δραματικά. Έχουν καθιερωθεί τυπικές τεχνολογίες για τη σύνδεση υπολογιστών σε δίκτυο - Ethernet, Arcnet, Token Ring. Οι προσωπικοί υπολογιστές χρησίμευσαν ως ισχυρό ερέθισμα για την ανάπτυξή τους. Αυτά τα βασικά προϊόντα ήταν ιδανικά στοιχεία για την κατασκευή δικτύων - αφενός, ήταν αρκετά ισχυρά για να τρέξουν λογισμικό δικτύωσης, αλλά από την άλλη, έπρεπε σαφώς να συγκεντρώσουν την υπολογιστική τους ισχύ για να λύσουν πολύπλοκα προβλήματα, καθώς και να μοιραστούν ακριβά περιφερειακά και δίσκους πίνακες. Ως εκ τούτου, οι προσωπικοί υπολογιστές άρχισαν να κυριαρχούν στα τοπικά δίκτυα, όχι μόνο ως υπολογιστές-πελάτες, αλλά και ως κέντρα αποθήκευσης και επεξεργασίας δεδομένων, δηλαδή διακομιστές δικτύου, εκτοπίζοντας τους μικροϋπολογιστές και τους μεγάλους υπολογιστές από αυτούς τους γνωστούς ρόλους.

Οι τυπικές τεχνολογίες δικτύου έχουν μετατρέψει τη διαδικασία δημιουργίας ενός τοπικού δικτύου από τέχνη σε μια εργασία ρουτίνας. Για να δημιουργήσετε ένα δίκτυο, αρκούσε να αγοράσετε προσαρμογείς δικτύου του κατάλληλου προτύπου, για παράδειγμα Ethernet, ένα τυπικό καλώδιο, να συνδέσετε τους προσαρμογείς στο καλώδιο με τυπικές υποδοχές και να εγκαταστήσετε ένα από τα δημοφιλή λειτουργικά συστήματα δικτύου στον υπολογιστή, για παράδειγμα, NetWare. Μετά από αυτό, το δίκτυο άρχισε να λειτουργεί και η σύνδεση κάθε νέου υπολογιστή δεν δημιούργησε προβλήματα - φυσικά, εάν είχε εγκατασταθεί ένας προσαρμογέας δικτύου της ίδιας τεχνολογίας.

Τα τοπικά δίκτυα, σε σύγκριση με τα παγκόσμια δίκτυα, έχουν εισαγάγει πολλά νέα πράγματα στον τρόπο με τον οποίο οι χρήστες οργανώνουν την εργασία τους. Η πρόσβαση σε κοινόχρηστους πόρους έγινε πολύ πιο βολική - ο χρήστης μπορούσε απλώς να δει λίστες διαθέσιμων πόρων, αντί να θυμάται τα αναγνωριστικά ή τα ονόματά τους. Μετά τη σύνδεση σε έναν απομακρυσμένο πόρο, ήταν δυνατή η εργασία με αυτόν χρησιμοποιώντας εντολές που είναι ήδη εξοικειωμένες με τον χρήστη από την εργασία με τοπικούς πόρους. Η συνέπεια και ταυτόχρονα η κινητήρια δύναμη αυτής της προόδου ήταν η εμφάνιση ενός τεράστιου αριθμού μη επαγγελματίες χρηστών που δεν χρειαζόταν να μάθουν ειδικές (και αρκετά περίπλοκες) εντολές για εργασίες δικτύου. Και οι προγραμματιστές τοπικών δικτύων είχαν την ευκαιρία να εφαρμόσουν όλες αυτές τις ευκολίες ως αποτέλεσμα της εμφάνισης καλωδιακών γραμμών επικοινωνίας υψηλής ποιότητας, στις οποίες ακόμη και οι προσαρμογείς δικτύου πρώτης γενιάς παρείχαν ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων έως και 10 Mbit/s.

Φυσικά, οι προγραμματιστές παγκόσμιων δικτύων δεν μπορούσαν καν να ονειρευτούν τέτοιες ταχύτητες - έπρεπε να χρησιμοποιήσουν τα κανάλια επικοινωνίας που ήταν διαθέσιμα, καθώς η τοποθέτηση νέων καλωδιακών συστημάτων για δίκτυα υπολογιστών μήκους χιλιάδων χιλιομέτρων θα απαιτούσε κολοσσιαίες επενδύσεις κεφαλαίου. Και "στο χέρι" υπήρχαν μόνο κανάλια τηλεφωνικής επικοινωνίας, ακατάλληλα για υψηλής ταχύτητας μετάδοση διακριτών δεδομένων - μια ταχύτητα 1200 bps ήταν ένα καλό επίτευγμα για αυτούς. Ως εκ τούτου, η οικονομική χρήση του εύρους ζώνης του καναλιού επικοινωνίας ήταν συχνά το κύριο κριτήριο για την αποτελεσματικότητα των μεθόδων μετάδοσης δεδομένων σε παγκόσμια δίκτυα. Υπό αυτές τις συνθήκες, οι διάφορες διαδικασίες για διαφανή πρόσβαση σε απομακρυσμένους πόρους, τυπικές για τα τοπικά δίκτυα, για τα παγκόσμια δίκτυα, παρέμειναν εδώ και πολύ καιρό μια απρόσιτη πολυτέλεια.

Σύγχρονες τάσεις

Σήμερα, τα δίκτυα υπολογιστών συνεχίζουν να αναπτύσσονται και μάλιστα αρκετά γρήγορα. Το χάσμα μεταξύ τοπικών και παγκόσμιων δικτύων μειώνεται συνεχώς, σε μεγάλο βαθμό λόγω της εμφάνισης εδαφικών καναλιών επικοινωνίας υψηλής ταχύτητας που δεν είναι κατώτερα σε ποιότητα από τα τοπικά καλωδιακά συστήματα δικτύου. Στα παγκόσμια δίκτυα, εμφανίζονται υπηρεσίες πρόσβασης σε πόρους που είναι εξίσου βολικές και διαφανείς με τις υπηρεσίες τοπικού δικτύου. Παρόμοια παραδείγματα παρουσιάζονται σε μεγάλους αριθμούς από το πιο δημοφιλές παγκόσμιο δίκτυο - το Διαδίκτυο.

Τα τοπικά δίκτυα αλλάζουν επίσης. Αντί για ένα παθητικό καλώδιο που συνδέει υπολογιστές, εμφανίστηκε σε αυτούς μια ποικιλία εξοπλισμού επικοινωνίας σε μεγάλες ποσότητες - διακόπτες, δρομολογητές, πύλες. Χάρη σε αυτόν τον εξοπλισμό, κατέστη δυνατή η κατασκευή μεγάλων εταιρικών δικτύων, που αριθμούν χιλιάδες υπολογιστές και έχουν πολύπλοκη δομή. Υπήρξε αναζωπύρωση του ενδιαφέροντος για μεγάλους υπολογιστές, κυρίως επειδή, μετά την υποχώρηση της ευφορίας για την ευκολία εργασίας με προσωπικούς υπολογιστές, έγινε σαφές ότι τα συστήματα που αποτελούνταν από εκατοντάδες διακομιστές ήταν πιο δύσκολο να συντηρηθούν από αρκετούς μεγάλους υπολογιστές. Ως εκ τούτου, σε έναν νέο γύρο της εξελικτικής σπείρας, τα mainframes άρχισαν να επιστρέφουν στα εταιρικά υπολογιστικά συστήματα, αλλά ως πλήρεις κόμβοι δικτύου που υποστηρίζουν Ethernet ή Token Ring, καθώς και τη στοίβα πρωτοκόλλου TCP/IP, η οποία, χάρη στο Διαδίκτυο, έγινε de facto πρότυπο δικτύου.

Μια άλλη πολύ σημαντική τάση έχει εμφανιστεί, επηρεάζοντας εξίσου τόσο τα τοπικά όσο και τα παγκόσμια δίκτυα. Άρχισαν να επεξεργάζονται πληροφορίες που προηγουμένως ήταν ασυνήθιστες για δίκτυα υπολογιστών - φωνή, εικόνες βίντεο, σχέδια. Αυτό απαιτούσε αλλαγές στη λειτουργία των πρωτοκόλλων, των λειτουργικών συστημάτων δικτύου και του εξοπλισμού επικοινωνιών. Η δυσκολία μετάδοσης τέτοιων πληροφοριών πολυμέσων μέσω ενός δικτύου σχετίζεται με την ευαισθησία του σε καθυστερήσεις στη μετάδοση πακέτων δεδομένων - οι καθυστερήσεις συνήθως οδηγούν σε παραμόρφωση τέτοιων πληροφοριών στους τερματικούς κόμβους του δικτύου. Δεδομένου ότι οι παραδοσιακές υπηρεσίες δικτύωσης, όπως η μεταφορά αρχείων ή το ηλεκτρονικό ταχυδρομείο, δημιουργούν κίνηση χωρίς καθυστέρηση και όλα τα στοιχεία δικτύου σχεδιάστηκαν με γνώμονα την καθυστέρηση, η έλευση της κυκλοφορίας σε πραγματικό χρόνο έχει δημιουργήσει μεγάλα προβλήματα.

Σήμερα, αυτά τα προβλήματα επιλύονται με διάφορους τρόπους, μεταξύ άλλων με τη βοήθεια της τεχνολογίας ATM που έχει σχεδιαστεί ειδικά για τη μετάδοση διαφόρων τύπων κίνησης. και πολλά απομένουν να γίνουν σε αυτόν τον τομέα προκειμένου να επιτευχθεί ο αγαπημένος στόχος - η συγχώνευση τεχνολογιών όχι μόνο των τοπικών και παγκόσμιων δικτύων, αλλά και των τεχνολογιών οποιωνδήποτε δικτύων πληροφοριών - υπολογιστής, τηλέφωνο, τηλεόραση κ.λπ. Αν και σήμερα αυτή η ιδέα για πολλούς φαίνεται σαν ουτοπία, οι σοβαροί ειδικοί πιστεύουν ότι οι προϋποθέσεις για μια τέτοια σύνθεση υπάρχουν ήδη και οι απόψεις τους διαφέρουν μόνο στην εκτίμηση των κατά προσέγγιση όρων μιας τέτοιας συγχώνευσης - οι όροι ονομάζονται από 10 έως 25 χρόνια. Επιπλέον, πιστεύεται ότι η βάση για την ενοποίηση θα είναι η τεχνολογία μεταγωγής πακέτων που χρησιμοποιείται σήμερα στα δίκτυα υπολογιστών και όχι η τεχνολογία μεταγωγής κυκλώματος που χρησιμοποιείται στην τηλεφωνία, η οποία πιθανότατα θα αυξήσει το ενδιαφέρον για δίκτυα αυτού του τύπου.

Ένα δίκτυο υπολογιστών είναι ένας συνδυασμός πολλών υπολογιστών για την από κοινού επίλυση προβλημάτων πληροφοριών και υπολογιστών.

Η βασική έννοια των τεχνολογιών δικτύου είναι ένας πόρος δικτύου, ο οποίος μπορεί να γίνει κατανοητός ως στοιχεία υλικού και λογισμικού που συμμετέχουν στη διαδικασία κοινής χρήσης - στη διαδικασία αλληλεπίδρασης δικτύου. Η πρόσβαση σε πόρους δικτύου παρέχεται από υπηρεσίες δικτύου (υπηρεσίες δικτύου)

Οι βασικές έννοιες των τεχνολογιών δικτύου περιλαμβάνουν έννοιες όπως διακομιστής, πελάτης, κανάλι επικοινωνίας, πρωτόκολλο και πολλές άλλες. Ωστόσο, η έννοια ενός πόρου δικτύου και μιας υπηρεσίας (υπηρεσίας) δικτύου είναι θεμελιώδης, καθώς η ανάγκη οργάνωσης της εργασίας με βάση την κοινή χρήση των πόρων του υπολογιστή, και επομένως η δημιουργία πόρων δικτύου και αντίστοιχων υπηρεσιών δικτύου, είναι η βασική αιτία της δημιουργία δικτύων υπολογιστών.

Αποκορύφωμα πέντε είδη υπηρεσιών δικτύου: αρχείο, εκτύπωση, μηνύματα, βάσεις δεδομένων εφαρμογών.

Υπηρεσία αρχείων — υλοποιεί κεντρική αποθήκευση και κοινή χρήση αρχείων. Αυτή είναι μια από τις πιο σημαντικές υπηρεσίες δικτύου· απαιτεί την παρουσία κάποιας αποθήκευσης αρχείων δικτύου (τοπικός διακομιστής αρχείων δικτύου, διακομιστής ftp κ.λπ.), καθώς και η χρήση διαφόρων μηχανισμών ασφαλείας (έλεγχος πρόσβασης, έλεγχος έκδοσης αρχείου, πληροφορίες αντιγράφων ασφαλείας).

Υπηρεσία εκτύπωσης — παρέχει ευκαιρίες για κεντρική χρήση εκτυπωτών και άλλων συσκευών εκτύπωσης. Αυτή η υπηρεσία δέχεται εργασίες εκτύπωσης, διαχειρίζεται την ουρά εργασιών και οργανώνει την αλληλεπίδραση των χρηστών με εκτυπωτές δικτύου. Η τεχνολογία δικτυακής εκτύπωσης είναι πολύ βολική σε μια μεγάλη ποικιλία δικτύων υπολογιστών, καθώς καθιστά δυνατή τη μείωση του αριθμού των απαιτούμενων εκτυπωτών, γεγονός που σας επιτρέπει τελικά να μειώσετε το κόστος ή να χρησιμοποιήσετε καλύτερο εξοπλισμό.

Υπηρεσία ανταλλαγής μηνυμάτων — σας επιτρέπει να οργανώσετε την ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ των χρηστών ενός δικτύου υπολογιστών. Σε αυτήν την περίπτωση, τόσο τα μηνύματα κειμένου (e-mail, μηνύματα άμεσων μηνυμάτων δικτύου) όσο και τα μηνύματα πολυμέσων διαφόρων συστημάτων επικοινωνίας φωνής και βίντεο θα πρέπει να θεωρούνται μηνύματα.

Υπηρεσία βάσης δεδομένων — έχει σχεδιαστεί για να οργανώνει την κεντρική αποθήκευση, την επεξεργασία αναζήτησης και να διασφαλίζει την προστασία δεδομένων διαφόρων συστημάτων πληροφοριών. Σε αντίθεση με την απλή αποθήκευση και κοινή χρήση αρχείων, μια υπηρεσία βάσης δεδομένων παρέχει επίσης διαχείριση, η οποία περιλαμβάνει τη δημιουργία, την τροποποίηση, τη διαγραφή δεδομένων, τη διασφάλιση της ακεραιότητάς τους και την προστασία τους.

Υπηρεσία Εφαρμογών — παρέχει μια μέθοδο λειτουργίας κατά την οποία η εφαρμογή εκκινείται στον υπολογιστή του χρήστη όχι από τοπική πηγή, αλλά από δίκτυο υπολογιστών. Τέτοιες εφαρμογές ενδέχεται να χρησιμοποιούν πόρους διακομιστή για αποθήκευση και υπολογισμό δεδομένων. Το πλεονέκτημα της χρήσης εφαρμογών δικτύου είναι η δυνατότητα χρήσης τους από οποιοδήποτε σημείο σύνδεσης σε ένα δίκτυο υπολογιστών χωρίς την ανάγκη εγκατάστασης της εφαρμογής σε τοπικό υπολογιστή, η δυνατότητα συνεργασίας πολλών χρηστών, «διαφανείς» ενημερώσεις λογισμικού και η δυνατότητα χρησιμοποιούν εμπορικό λογισμικό με συνδρομή.

Οι υπηρεσίες εφαρμογών είναι ο νεότερος και ταχύτερα αναπτυσσόμενος τύπος υπηρεσίας δικτύου. Ένα καλό παράδειγμα εδώ είναι οι εφαρμογές δικτύου γραφείου των διαδικτυακών υπηρεσιών Google Drive και Microsoft Office 365.

Σήμερα, τα δίκτυα και οι τεχνολογίες δικτύου συνδέουν ανθρώπους σε κάθε γωνιά του κόσμου και τους παρέχουν πρόσβαση στη μεγαλύτερη πολυτέλεια στον κόσμο - την ανθρώπινη επικοινωνία. Οι άνθρωποι μπορούν να επικοινωνούν και να παίζουν με φίλους σε άλλα μέρη του κόσμου χωρίς παρεμβολές.

Τα γεγονότα που διαδραματίζονται γίνονται γνωστά σε όλες τις χώρες του κόσμου μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα. Ο καθένας μπορεί να συνδεθεί στο Διαδίκτυο και να δημοσιεύσει τις πληροφορίες του.

Τεχνολογίες πληροφοριών δικτύου: οι ρίζες της προέλευσής τους

Στο δεύτερο μισό του περασμένου αιώνα, ο ανθρώπινος πολιτισμός σχημάτισε τους δύο σημαντικότερους επιστημονικούς και τεχνικούς κλάδους του - τους υπολογιστές και Περίπου ένα τέταρτο του αιώνα, και οι δύο αυτοί κλάδοι αναπτύχθηκαν ανεξάρτητα και στο πλαίσιο τους δημιουργήθηκαν δίκτυα υπολογιστών και τηλεπικοινωνιών, αντίστοιχα. Ωστόσο, στο τελευταίο τέταρτο του εικοστού αιώνα, ως αποτέλεσμα της εξέλιξης και της αλληλοδιείσδυσης αυτών των δύο κλάδων της ανθρώπινης γνώσης, προέκυψε αυτό που ονομάζουμε «τεχνολογία δικτύου», που αποτελεί υποενότητα της γενικότερης έννοιας της «πληροφορίας». τεχνολογία".

Ως αποτέλεσμα της εμφάνισής τους, συνέβη μια νέα τεχνολογική επανάσταση στον κόσμο. Ακριβώς όπως αρκετές δεκαετίες νωρίτερα η επιφάνεια της γης καλύφθηκε με ένα δίκτυο οδών ταχείας κυκλοφορίας, στα τέλη του περασμένου αιώνα όλες οι χώρες, οι πόλεις και τα χωριά, οι επιχειρήσεις και οι οργανισμοί, καθώς και τα μεμονωμένα σπίτια βρέθηκαν συνδεδεμένα με «οδούς πληροφόρησης». Ταυτόχρονα, όλα έγιναν στοιχεία διαφόρων δικτύων μεταφοράς δεδομένων μεταξύ υπολογιστών, στα οποία εφαρμόστηκαν ορισμένες τεχνολογίες μεταφοράς πληροφοριών.

Τεχνολογία δικτύου: έννοια και περιεχόμενο

Η τεχνολογία δικτύου είναι ένα επαρκές σύνολο κανόνων για την παρουσίαση και τη μετάδοση πληροφοριών, που υλοποιούνται με τη μορφή των λεγόμενων «τυποποιημένων πρωτοκόλλων», καθώς και υλικού και λογισμικού, συμπεριλαμβανομένων προσαρμογέων δικτύου με προγράμματα οδήγησης, καλώδια και γραμμές οπτικών ινών, και διάφοροι σύνδεσμοι (συνδέτες).

«Επάρκεια» αυτού του συνόλου εργαλείων σημαίνει την ελαχιστοποίησή του, διατηρώντας παράλληλα τη δυνατότητα δημιουργίας ενός αποτελεσματικού δικτύου. Θα πρέπει να έχει τη δυνατότητα βελτίωσης, για παράδειγμα, με τη δημιουργία υποδικτύων σε αυτό που απαιτούν τη χρήση πρωτοκόλλων διαφόρων επιπέδων, καθώς και ειδικών επικοινωνιών, που συνήθως ονομάζονται «δρομολογητές». Μετά τη βελτίωση, το δίκτυο γίνεται πιο αξιόπιστο και ταχύτερο, αλλά με το κόστος της προσθήκης πρόσθετων στην κύρια τεχνολογία δικτύου που αποτελεί τη βάση του.

Ο όρος «τεχνολογία δικτύου» χρησιμοποιείται συχνότερα με τη στενή έννοια που περιγράφεται παραπάνω, αλλά συχνά ερμηνεύεται ευρέως ως οποιοδήποτε σύνολο εργαλείων και κανόνων για την κατασκευή δικτύων συγκεκριμένου τύπου, για παράδειγμα, «τεχνολογία τοπικού δικτύου υπολογιστών».

Πρωτότυπο τεχνολογίας δικτύου

Το πρώτο πρωτότυπο ενός δικτύου υπολογιστών, αλλά όχι ακόμη το ίδιο το δίκτυο, ξεκίνησε τη δεκαετία του 60-80. πολυτερματικά συστήματα του περασμένου αιώνα. Αντιπροσωπεύοντας ένα σύνολο οθόνης και πληκτρολογίου, που βρίσκονται σε μεγάλες αποστάσεις από υπολογιστές mainframe και συνδέονται με αυτούς μέσω τηλεφωνικών μόντεμ ή αποκλειστικών καναλιών, τα τερματικά έφυγαν από τις εγκαταστάσεις του κέντρου πληροφοριών υπολογιστών και διασκορπίστηκαν σε όλο το κτίριο.

Ταυτόχρονα, εκτός από τον ίδιο τον χειριστή του υπολογιστή στο κέντρο πληροφοριών υπολογιστή, όλοι οι χρήστες των τερματικών μπόρεσαν να εισαγάγουν τις εργασίες τους από το πληκτρολόγιο και να παρατηρήσουν την εκτέλεσή τους στην οθόνη, εκτελώντας ορισμένες λειτουργίες διαχείρισης εργασιών. Τέτοια συστήματα, που εφαρμόζουν και αλγόριθμους χρονομερισμού και επεξεργασίας παρτίδας, ονομάστηκαν συστήματα καταχώρησης απομακρυσμένων εργασιών.

Παγκόσμια δίκτυα

Ακολουθώντας συστήματα πολλαπλών τερματικών στα τέλη της δεκαετίας του '60. ΧΧ αιώνα Δημιουργήθηκε ο πρώτος τύπος δικτύων - παγκόσμια δίκτυα υπολογιστών (GCN). Συνέδεσαν υπερυπολογιστές, που υπήρχαν σε μεμονωμένα αντίγραφα και αποθήκευαν μοναδικά δεδομένα και λογισμικό, με υπολογιστές mainframe που βρίσκονται σε αποστάσεις έως και πολλές χιλιάδες χιλιόμετρα, μέσω τηλεφωνικών δικτύων και μόντεμ. Αυτή η τεχνολογία δικτύου έχει δοκιμαστεί στο παρελθόν σε συστήματα πολλαπλών τερματικών.

Το πρώτο GCS το 1969 ήταν το ARPANET, το οποίο εργαζόταν στο Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ και συνένωσε διαφορετικούς τύπους υπολογιστών με διαφορετικά λειτουργικά συστήματα. Εξοπλίστηκαν με πρόσθετες μονάδες για την υλοποίηση συστημάτων επικοινωνίας κοινά σε όλους τους υπολογιστές του δικτύου. Σε αυτό αναπτύχθηκαν τα θεμέλια των τεχνολογιών δικτύου που χρησιμοποιούνται ακόμα σήμερα.

Το πρώτο παράδειγμα σύγκλισης δικτύων υπολογιστών και τηλεπικοινωνιών

Η GKS κληρονόμησε γραμμές επικοινωνίας από παλαιότερα και πιο παγκόσμια τηλεφωνικά δίκτυα, καθώς ήταν πολύ ακριβό να δημιουργηθούν νέες γραμμές μεγάλων αποστάσεων. Ως εκ τούτου, για πολλά χρόνια χρησιμοποιούσαν αναλογικά τηλεφωνικά κανάλια για να μεταδίδουν μόνο μία συνομιλία κάθε φορά. Τα ψηφιακά δεδομένα μεταδίδονταν μέσω αυτών με πολύ χαμηλή ταχύτητα (δεκάδες kbit/s) και οι δυνατότητες περιορίζονταν στη μεταφορά αρχείων δεδομένων και email.

Ωστόσο, έχοντας κληρονομήσει τηλεφωνικές γραμμές επικοινωνίας, το GCS δεν έλαβε τη βασική τεχνολογία του, με βάση την αρχή της μεταγωγής κυκλώματος, όταν σε κάθε ζεύγος συνδρομητών εκχωρήθηκε ένα κανάλι με σταθερή ταχύτητα για όλη τη διάρκεια της συνεδρίας επικοινωνίας. Το GCS χρησιμοποίησε νέες τεχνολογίες δικτύων υπολογιστών που βασίζονται στην αρχή της μεταγωγής πακέτων, στην οποία δεδομένα με τη μορφή μικρών τμημάτων πακέτων με σταθερή ταχύτητα εκδίδονται σε ένα δίκτυο χωρίς μεταγωγή και λαμβάνονται από τους παραλήπτες τους στο δίκτυο χρησιμοποιώντας κωδικούς διεύθυνσης που έχουν δημιουργηθεί στις κεφαλίδες των πακέτων.

Προκάτοχοι τοπικών δικτύων

Εμφάνιση στα τέλη της δεκαετίας του '70. ΧΧ αιώνα Το LSI οδήγησε στη δημιουργία μικρών υπολογιστών με χαμηλό κόστος και πλούσια λειτουργικότητα. Άρχισαν να ανταγωνίζονται πραγματικά μεγάλους υπολογιστές.

Οι μικροϋπολογιστές της οικογένειας PDP-11 έχουν κερδίσει μεγάλη δημοτικότητα. Άρχισαν να εγκαθίστανται σε όλες, ακόμη και σε πολύ μικρές μονάδες παραγωγής για τη διαχείριση τεχνικών διαδικασιών και μεμονωμένων τεχνολογικών εγκαταστάσεων, καθώς και σε τμήματα διαχείρισης επιχειρήσεων για την εκτέλεση εργασιών γραφείου.

Η έννοια των πόρων υπολογιστών που διανέμονται σε όλη την επιχείρηση εμφανίστηκε, αν και όλοι οι μικροϋπολογιστές εξακολουθούν να λειτουργούν αυτόνομα.

Η εμφάνιση των δικτύων LAN

Μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του '80. ΧΧ αιώνα εισήχθησαν τεχνολογίες για το συνδυασμό μικρών υπολογιστών σε δίκτυα, με βάση την εναλλαγή πακέτων δεδομένων, όπως στο GKS.

Μετέτρεψαν την κατασκευή ενός ενιαίου εταιρικού δικτύου, που ονομάζεται τοπικό (LAN) δίκτυο, σε μια σχεδόν ασήμαντη εργασία. Για να το δημιουργήσετε, χρειάζεται μόνο να αγοράσετε προσαρμογείς δικτύου για την επιλεγμένη τεχνολογία LAN, για παράδειγμα, Ethernet, ένα τυπικό καλωδιακό σύστημα, να εγκαταστήσετε υποδοχές (υποδοχές) στα καλώδιά του και να συνδέσετε τους προσαρμογείς στον μικρό υπολογιστή και μεταξύ τους χρησιμοποιώντας αυτά τα καλώδια. Στη συνέχεια, ένα από τα λειτουργικά συστήματα που προορίζονται για την οργάνωση ενός δικτύου LAN εγκαταστάθηκε στον διακομιστή υπολογιστή. Μετά από αυτό, άρχισε να λειτουργεί και η επακόλουθη σύνδεση κάθε νέου μικροϋπολογιστή δεν προκάλεσε προβλήματα.

Το αναπόφευκτο του Διαδικτύου

Εάν η εμφάνιση των μίνι υπολογιστών κατέστησε δυνατή την ομοιόμορφη κατανομή των πόρων υπολογιστών σε όλες τις επικράτειες των επιχειρήσεων, τότε η εμφάνιση στις αρχές της δεκαετίας του '90. Το PC οδήγησε στη σταδιακή εμφάνισή τους, πρώτα σε κάθε χώρο εργασίας οποιουδήποτε ψυχικού εργάτη και στη συνέχεια σε μεμονωμένες ανθρώπινες κατοικίες.

Η σχετική φθηνότητα και η υψηλή αξιοπιστία των υπολογιστών έδωσε αρχικά μια ισχυρή ώθηση στην ανάπτυξη των δικτύων LAN και στη συνέχεια οδήγησε στην εμφάνιση ενός παγκόσμιου δικτύου υπολογιστών - του Διαδικτύου, το οποίο σήμερα καλύπτει όλες τις χώρες του κόσμου.

Το μέγεθος του Διαδικτύου αυξάνεται κατά 7-10% κάθε μήνα. Αντιπροσωπεύει τον πυρήνα που συνδέει διάφορα τοπικά και παγκόσμια δίκτυα επιχειρήσεων και ιδρυμάτων σε όλο τον κόσμο μεταξύ τους.

Εάν στο πρώτο στάδιο τα αρχεία δεδομένων και τα μηνύματα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου μεταδίδονταν κυρίως μέσω του Διαδικτύου, σήμερα παρέχει κυρίως απομακρυσμένη πρόσβαση σε κατανεμημένους πόρους πληροφοριών και ηλεκτρονικά αρχεία, σε εμπορικές και μη υπηρεσίες πληροφοριών σε πολλές χώρες. Τα ελεύθερα προσβάσιμα αρχεία του περιέχουν πληροφορίες για σχεδόν όλους τους τομείς της γνώσης και της ανθρώπινης δραστηριότητας - από τις νέες τάσεις στην επιστήμη μέχρι τις μετεωρολογικές προβλέψεις.

Βασικές τεχνολογίες δικτύου δικτύων LAN

Μεταξύ αυτών είναι οι βασικές τεχνολογίες πάνω στις οποίες μπορεί να χτιστεί η βάση οποιουδήποτε συγκεκριμένου δικτύου. Παραδείγματα περιλαμβάνουν γνωστές τεχνολογίες LAN όπως το Ethernet (1980), το Token Ring (1985) και το FDDI (τέλη της δεκαετίας του '80).

Στα τέλη της δεκαετίας του '90. Η τεχνολογία Ethernet έχει γίνει ο ηγέτης στην τεχνολογία δικτύου LAN, συνδυάζοντας την κλασική της έκδοση με έως και 10 Mbit/s, καθώς και το Fast Ethernet (έως 100 Mbit/s) και το Gigabit Ethernet (έως 1000 Mbit/s). Όλες οι τεχνολογίες Ethernet έχουν παρόμοιες αρχές λειτουργίας που απλοποιούν τη συντήρησή τους και την ενοποίηση των δικτύων LAN που έχουν δημιουργηθεί στη βάση τους.

Την ίδια περίοδο, οι προγραμματιστές τους άρχισαν να ενσωματώνουν λειτουργίες δικτύου στους πυρήνες σχεδόν όλων των λειτουργικών συστημάτων υπολογιστών που εφαρμόζουν τις προαναφερθείσες τεχνολογίες πληροφοριών δικτύου. Έχουν εμφανιστεί ακόμη και εξειδικευμένα λειτουργικά συστήματα επικοινωνίας όπως το IOS της Cisco Systems.

Πώς αναπτύχθηκαν οι τεχνολογίες GCS

Οι τεχνολογίες GKS σε αναλογικά τηλεφωνικά κανάλια, λόγω του υψηλού επιπέδου παραμόρφωσης σε αυτά, διακρίθηκαν από πολύπλοκους αλγόριθμους παρακολούθησης και ανάκτησης δεδομένων. Ένα παράδειγμα αυτών είναι η τεχνολογία X.25 που αναπτύχθηκε στις αρχές της δεκαετίας του '70. ΧΧ αιώνα Πιο σύγχρονες τεχνολογίες δικτύου είναι το frame relay, το ISDN, το ATM.

Το ISDN είναι ένα αρκτικόλεξο που σημαίνει Integrated Services Digital Network και επιτρέπει την απομακρυσμένη τηλεδιάσκεψη. Η απομακρυσμένη πρόσβαση παρέχεται με την εγκατάσταση προσαρμογέων ISDN σε υπολογιστές, οι οποίοι λειτουργούν πολλές φορές πιο γρήγορα από οποιοδήποτε μόντεμ. Υπάρχει επίσης ειδικό λογισμικό που επιτρέπει σε δημοφιλή λειτουργικά συστήματα και προγράμματα περιήγησης να λειτουργούν με ISDN. Όμως το υψηλό κόστος του εξοπλισμού και η ανάγκη τοποθέτησης ειδικών γραμμών επικοινωνίας εμποδίζουν την ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας.

Οι τεχνολογίες WAN έχουν προχωρήσει μαζί με τα τηλεφωνικά δίκτυα. Μετά την εμφάνιση της ψηφιακής τηλεφωνίας, αναπτύχθηκε μια ειδική τεχνολογία, η Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH), η οποία υποστηρίζει ταχύτητες έως και 140 Mbit/s και χρησιμοποιείται από τις επιχειρήσεις για τη δημιουργία των δικών τους δικτύων.

Νέα τεχνολογία Synchronous Digital Hierarchy (SDH) στα τέλη της δεκαετίας του '80. ΧΧ αιώνα επέκτεινε τη χωρητικότητα των ψηφιακών τηλεφωνικών καναλιών έως και 10 Gbit/s και την τεχνολογία Dense Wave Division Multiplexing (DWDM) - έως και εκατοντάδες Gbit/s και ακόμη και έως αρκετά Tbit/s.

Τεχνολογίες Διαδικτύου

Οι δικτυακές βασίζονται στη χρήση γλώσσας υπερκειμένου (ή γλώσσας HTML) - μια ειδική γλώσσα σήμανσης που είναι ένα ταξινομημένο σύνολο χαρακτηριστικών (ετικέτες) που προ-υλοποιούνται από τους προγραμματιστές ιστοτόπων σε κάθε σελίδα τους. Φυσικά, σε αυτή την περίπτωση δεν μιλάμε για κείμενα ή γραφικά έγγραφα (φωτογραφίες, εικόνες), τα οποία έχουν ήδη «κατεβάσει» ο χρήστης από το Διαδίκτυο, βρίσκονται στη μνήμη του υπολογιστή του και προβάλλονται μέσω κειμένου ή εικόνων. Μιλάμε για τις λεγόμενες ιστοσελίδες που προβάλλονται μέσω προγραμμάτων - browsers.

Οι προγραμματιστές ιστοσελίδων τις δημιουργούν σε γλώσσα HTML (τώρα έχουν δημιουργηθεί πολλά εργαλεία και τεχνολογίες για αυτήν την εργασία, που ονομάζονται συλλογικά "διάταξη ιστότοπου") με τη μορφή ενός συνόλου ιστοσελίδων και οι ιδιοκτήτες τοποθεσιών τις τοποθετούν σε διακομιστές Διαδικτύου σε ενοικίαση βάση από τους κατόχους των διακομιστών μνήμης τους (το λεγόμενο «hosting»). Λειτουργούν στο Διαδίκτυο όλο το εικοσιτετράωρο, εξυπηρετώντας τα αιτήματα των χρηστών του για προβολή των ιστοσελίδων που έχουν φορτωθεί σε αυτά.

Τα προγράμματα περιήγησης σε υπολογιστές χρηστών, έχοντας λάβει πρόσβαση μέσω του διακομιστή του παρόχου Διαδικτύου τους σε έναν συγκεκριμένο διακομιστή, η διεύθυνση του οποίου περιλαμβάνεται στο όνομα του αιτούμενου ιστότοπου Διαδικτύου, αποκτούν πρόσβαση σε αυτόν τον ιστότοπο. Επιπλέον, αναλύοντας τις ετικέτες HTML κάθε σελίδας που προβάλλεται, τα προγράμματα περιήγησης σχηματίζουν την εικόνα της στην οθόνη της οθόνης με τον τρόπο που προοριζόταν από τον προγραμματιστή του ιστότοπου - με όλες τις επικεφαλίδες, τα χρώματα γραμματοσειράς και φόντου, διάφορα ένθετα σε μορφή φωτογραφιών, διαγράμματα, εικόνες κ.λπ.

Η τεχνολογία δικτύου είναι ένα συντονισμένο σύνολο τυπικών πρωτοκόλλων και λογισμικού και υλικού που τα υλοποιεί, επαρκές για τη δημιουργία δικτύων υπολογιστών.

Πρωτόκολλοείναι ένα σύνολο κανόνων και συμφωνιών που καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο οι συσκευές σε ένα δίκτυο ανταλλάσσουν δεδομένα.

Επί του παρόντος, κυριαρχούν οι ακόλουθες τεχνολογίες δικτύου: Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM.

Τεχνολογία Ethernet

Η τεχνολογία Ethernet δημιουργήθηκε από την XEROX το 1973. Η βασική αρχή που διέπει το Ethernet είναι μια τυχαία μέθοδος πρόσβασης σε ένα κοινό μέσο μετάδοσης δεδομένων (μέθοδος πολλαπλής πρόσβασης).

Η λογική τοπολογία ενός δικτύου Ethernet είναι πάντα δίαυλος, επομένως τα δεδομένα μεταδίδονται σε όλους τους κόμβους του δικτύου. Κάθε κόμβος βλέπει κάθε μετάδοση και διακρίνει τα δεδομένα που προορίζονται για αυτόν από τη διεύθυνση του προσαρμογέα δικτύου του. Σε κάθε δεδομένη στιγμή, μόνο ένας κόμβος μπορεί να πραγματοποιήσει μια επιτυχημένη μετάδοση, επομένως πρέπει να υπάρχει κάποιο είδος συμφωνίας μεταξύ των κόμβων για το πώς μπορούν να χρησιμοποιούν το ίδιο καλώδιο μαζί, ώστε να μην παρεμβάλλονται μεταξύ τους. Αυτή η συμφωνία ορίζει το πρότυπο Ethernet.

Καθώς το φορτίο του δικτύου αυξάνεται, η ανάγκη για ταυτόχρονη μετάδοση δεδομένων γίνεται όλο και πιο απαραίτητη. Όταν συμβεί αυτό, οι δύο μεταδόσεις έρχονται σε σύγκρουση, γεμίζοντας το λεωφορείο με σκουπίδια πληροφοριών. Αυτή η συμπεριφορά είναι γνωστή με τον όρο «σύγκρουση», δηλαδή η εμφάνιση μιας σύγκρουσης.

Κάθε σύστημα μετάδοσης, με την ανίχνευση μιας σύγκρουσης, σταματά αμέσως την αποστολή δεδομένων και λαμβάνονται μέτρα για τη διόρθωση της κατάστασης.

Παρόλο που οι περισσότερες συγκρούσεις που συμβαίνουν σε ένα τυπικό δίκτυο Ethernet επιλύονται μέσα σε μικροδευτερόλεπτα και η εμφάνισή τους είναι φυσική και αναμενόμενη, το κύριο μειονέκτημα είναι ότι όσο περισσότερη κίνηση στο δίκτυο, τόσο περισσότερες συγκρούσεις, τόσο μεγαλύτερη είναι η απότομη πτώση της απόδοσης του δικτύου και μπορεί να συμβεί κατάρρευση. δηλαδή, το δίκτυο είναι φραγμένο από κίνηση.

ΚΙΝΗΣΗ στους ΔΡΟΜΟΥΣ– ροή μηνυμάτων σε δίκτυο δεδομένων.

Τεχνολογία Token Ring

Η τεχνολογία Token Ring αναπτύχθηκε από την IBM το 1984. Η τεχνολογία Token Ring χρησιμοποιεί μια εντελώς διαφορετική μέθοδο πρόσβασης. Το λογικό δίκτυο Token Ring έχει μια τοπολογία δακτυλίου. Ένα ειδικό μήνυμα, γνωστό ως Token, είναι ένα ειδικό πακέτο τριών byte που κυκλοφορεί συνεχώς γύρω από τον λογικό δακτύλιο προς μία κατεύθυνση. Όταν ένα διακριτικό περνά μέσα από έναν κόμβο έτοιμο να στείλει δεδομένα στο δίκτυο, αρπάζει το διακριτικό, επισυνάπτει τα δεδομένα που πρόκειται να σταλούν σε αυτό και μετά περνά το μήνυμα πίσω στο δαχτυλίδι. Το μήνυμα συνεχίζει το «ταξίδι» του γύρω από το δαχτυλίδι μέχρι να φτάσει στον προορισμό του. Μέχρι να ληφθεί το μήνυμα, κανένας κόμβος δεν θα μπορεί να προωθήσει δεδομένα. Αυτή η μέθοδος πρόσβασης είναι γνωστή ως token passing. Εξαλείφει τις συγκρούσεις και τις τυχαίες περιόδους καθυστέρησης όπως το Ethernet.

Τεχνολογία FDDI

Η τεχνολογία FDDI (Fiber Distributed Data Interface) – διασύνδεση κατανεμημένων δεδομένων οπτικών ινών – είναι η πρώτη τεχνολογία τοπικού δικτύου στην οποία το μέσο μετάδοσης δεδομένων είναι το καλώδιο οπτικών ινών. Η τεχνολογία FDDI βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στην τεχνολογία Token Ring, αναπτύσσοντας και βελτιώνοντας τις βασικές της ιδέες. Το δίκτυο FDDI είναι χτισμένο με βάση δύο δακτυλίους οπτικών ινών, οι οποίοι αποτελούν την κύρια και εφεδρική διαδρομή μετάδοσης δεδομένων μεταξύ των κόμβων του δικτύου. Η ύπαρξη δύο δακτυλίων είναι ο πρωταρχικός τρόπος για να αυξηθεί η ανοχή σφαλμάτων σε ένα δίκτυο FDDI και οι κόμβοι που θέλουν να επωφεληθούν από αυτό το αυξημένο δυναμικό αξιοπιστίας πρέπει να συνδεθούν και στους δύο δακτυλίους.

Στην κανονική λειτουργία δικτύου, τα δεδομένα διέρχονται μόνο από όλους τους κόμβους και όλα τα τμήματα καλωδίου του πρωτεύοντος δακτυλίου· ο δευτερεύων δακτύλιος δεν χρησιμοποιείται σε αυτήν τη λειτουργία. Σε περίπτωση κάποιου τύπου αστοχίας όπου μέρος του πρωτεύοντος δακτυλίου δεν μπορεί να μεταδώσει δεδομένα (για παράδειγμα, ένα σπασμένο καλώδιο ή αστοχία κόμβου), ο κύριος δακτύλιος συνδυάζεται με τον δευτερεύοντα δακτύλιο, σχηματίζοντας πάλι έναν μόνο δακτύλιο.

Οι δακτύλιοι στα δίκτυα FDDI θεωρούνται ως κοινό μέσο μετάδοσης δεδομένων, επομένως ορίζεται μια ειδική μέθοδος πρόσβασης για αυτό, πολύ κοντά στη μέθοδο πρόσβασης των δικτύων Token Ring. Η διαφορά είναι ότι ο χρόνος διατήρησης του token στο δίκτυο FDDI δεν είναι σταθερή τιμή, όπως στο Token Ring. Εξαρτάται από το φορτίο του δακτυλίου - με ελαφρύ φορτίο αυξάνεται και με μεγάλες συμφορήσεις μπορεί να μειωθεί στο μηδέν για ασύγχρονη κυκλοφορία. Για τη σύγχρονη κίνηση, ο χρόνος διατήρησης του διακριτικού παραμένει μια σταθερή τιμή.

Τεχνολογία ATM

Το ATM (Asynchronous Transfer Mode) είναι η πιο σύγχρονη τεχνολογία δικτύου. Είναι σχεδιασμένο να μεταδίδει φωνή, δεδομένα και βίντεο χρησιμοποιώντας ένα πρωτόκολλο μεταγωγής κυψέλης υψηλής ταχύτητας, προσανατολισμένο στη σύνδεση.

Σε αντίθεση με άλλες τεχνολογίες, η κίνηση των ATM χωρίζεται σε κελιά (κελιά) 53 byte. Η χρήση μιας δομής δεδομένων προκαθορισμένου μεγέθους καθιστά την κυκλοφορία δικτύου πιο εύκολα ποσοτικοποιήσιμη, προβλέψιμη και διαχειρίσιμη. Το ATM βασίζεται στη μετάδοση πληροφοριών μέσω ενός καλωδίου οπτικών ινών χρησιμοποιώντας μια τοπολογία αστέρι.

Κάθε μέρα, για να αποκτήσουμε πρόσβαση σε υπηρεσίες που είναι διαθέσιμες στο Διαδίκτυο, έχουμε πρόσβαση σε χιλιάδες διακομιστές που βρίσκονται σε διάφορες γεωγραφικές τοποθεσίες. Σε καθέναν από αυτούς τους διακομιστές έχει εκχωρηθεί μια μοναδική διεύθυνση IP με την οποία αναγνωρίζεται στο συνδεδεμένο τοπικό δίκτυο.

Η επιτυχής επικοινωνία μεταξύ των κόμβων απαιτεί την αποτελεσματική αλληλεπίδραση ενός αριθμού πρωτοκόλλων. Αυτά τα πρωτόκολλα υλοποιούνται σε επίπεδο υλικού και λογισμικού κάθε συσκευής δικτύου. Η αλληλεπίδραση μεταξύ των πρωτοκόλλων μπορεί να αναπαρασταθεί ως στοίβα πρωτοκόλλων. Τα πρωτόκολλα σε μια στοίβα είναι μια ιεραρχία πολλαπλών επιπέδων στην οποία το πρωτόκολλο ανώτατου επιπέδου εξαρτάται από τις υπηρεσίες πρωτοκόλλου σε χαμηλότερα επίπεδα.

Το παρακάτω γράφημα δείχνει τη στοίβα πρωτοκόλλων με το σύνολο των πρωταρχικών πρωτοκόλλων που απαιτούνται για την εκτέλεση ενός διακομιστή web μέσω ενός δικτύου Ethernet. Τα κατώτερα στρώματα της στοίβας είναι υπεύθυνα για τη μεταφορά δεδομένων στο δίκτυο και την παροχή υπηρεσιών στα ανώτερα επίπεδα. Τα ανώτερα επίπεδα είναι σε μεγάλο βαθμό υπεύθυνα για το περιεχόμενο των προωθούμενων μηνυμάτων και τη διεπαφή χρήστη.

Θα ήταν αδύνατο να θυμάστε όλες τις διευθύνσεις IP όλων των διακομιστών που παρέχουν διάφορες υπηρεσίες μέσω του Διαδικτύου. Αντίθετα, ένας ευκολότερος τρόπος εύρεσης διακομιστών είναι να αντιστοιχίσετε το όνομα με κάποια διεύθυνση IP. Το Σύστημα Ονομάτων Τομέα (DNS) σάς επιτρέπει να χρησιμοποιήσετε ένα όνομα κεντρικού υπολογιστή για να υποβάλετε ερώτημα στη διεύθυνση IP ενός μεμονωμένου διακομιστή. Η καταχώρηση και η οργάνωση των ονομάτων σε αυτό το σύστημα πραγματοποιείται σε ειδικές ομάδες υψηλού επιπέδου που ονομάζονται τομείς. Μερικοί από τους πιο δημοφιλείς τομείς ανώτατου επιπέδου στο Διαδίκτυο περιλαμβάνουν τα .com, .edu και .net. Ο διακομιστής DNS περιέχει έναν ειδικό πίνακα που συσχετίζει τα ονόματα κεντρικών υπολογιστών σε έναν τομέα με την αντίστοιχη διεύθυνση IP. Εάν ένας πελάτης γνωρίζει το όνομα ενός διακομιστή, για παράδειγμα ενός διακομιστή web, αλλά χρειάζεται να βρει μια διεύθυνση IP, στέλνει ένα αίτημα σε αυτόν τον διακομιστή DNS μέσω της θύρας 53. Ο πελάτης χρησιμοποιεί αυτήν τη διεύθυνση IP του διακομιστή DNS που καθορίζεται στο DNS ρυθμίσεις της ενότητας διαμόρφωσης IP αυτού του κόμβου. Μετά τη λήψη ενός αιτήματος, ο διακομιστής DNS χρησιμοποιεί τον πίνακα του για να προσδιορίσει εάν υπάρχει αντιστοιχία μεταξύ της ζητούμενης διεύθυνσης IP και του διακομιστή web. Εάν ο διακομιστής DNS δεν έχει εγγραφή για το ζητούμενο όνομα, υποβάλλει ερώτημα σε έναν άλλο διακομιστή DNS εντός του τομέα του. Αφού αναγνωρίσει τη διεύθυνση IP, ο διακομιστής DNS στέλνει το αποτέλεσμα πίσω στον πελάτη. Εάν ο διακομιστής DNS δεν μπορεί να επιλύσει τη διεύθυνση IP, ο πελάτης δεν θα μπορεί να επικοινωνήσει με αυτόν τον διακομιστή web και θα λάβει ένα μήνυμα χρονικού ορίου. Η διαδικασία προσδιορισμού μιας διεύθυνσης IP χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο DNS από λογισμικό πελάτη είναι αρκετά απλή και διαφανής για τον χρήστη.

Κατά τη διαδικασία ανταλλαγής πληροφοριών, ο διακομιστής Ιστού και ο πελάτης Ιστού χρησιμοποιούν ειδικά πρωτόκολλα και πρότυπα για να διασφαλίσουν ότι οι πληροφορίες λαμβάνονται και διαβάζονται. Αυτά τα πρωτόκολλα περιλαμβάνουν τα ακόλουθα: πρωτόκολλα επιπέδου εφαρμογής, πρωτόκολλα μεταφοράς, πρωτόκολλα εργασίας στο διαδίκτυο και πρόσβασης δικτύου.

Πρωτόκολλο επιπέδου εφαρμογής

Το πρωτόκολλο μεταφοράς υπερκειμένου (HTTP) διαχειρίζεται την αλληλεπίδραση μεταξύ ενός διακομιστή web και ενός προγράμματος-πελάτη Ιστού. Το πρωτόκολλο HTTP καθορίζει τη μορφή των αιτημάτων και των απαντήσεων σε αιτήματα που αποστέλλονται μεταξύ του πελάτη και του διακομιστή. Για τον έλεγχο της διαδικασίας διαβίβασης μηνυμάτων μεταξύ του πελάτη και του διακομιστή, το HTTP χρησιμοποιεί άλλα πρωτόκολλα.

Πρωτόκολλο μεταφοράς

Το πρωτόκολλο ελέγχου μετάδοσης (TCP) είναι ένα πρωτόκολλο μεταφοράς που διαχειρίζεται μεμονωμένες συνεδρίες επικοινωνίας μεταξύ διακομιστών Ιστού και πελατών Ιστού. Το πρωτόκολλο TCP διαιρεί τα μηνύματα υπερκειμένου (HTTP) σε τμήματα και τα στέλνει στον τελικό κεντρικό υπολογιστή. Εκτελεί επίσης έλεγχο ροής δεδομένων και επιβεβαιώνει την ανταλλαγή πακέτων μεταξύ κόμβων.

Πρωτόκολλο Διαδικτύου

Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο πρωτόκολλο διαδικτυακής εργασίας είναι το Πρωτόκολλο Διαδικτύου (IP). Το πρωτόκολλο IP είναι υπεύθυνο για τη λήψη μορφοποιημένων τμημάτων από το TCP, την εκχώρηση τοπικών διευθύνσεων σε αυτά και την ενθυλάκωσή τους σε πακέτα για δρομολόγηση στον τελικό κεντρικό υπολογιστή.

Πρωτόκολλα πρόσβασης δικτύου

Στα τοπικά δίκτυα, το πρωτόκολλο Ethernet χρησιμοποιείται συχνότερα. Τα πρωτόκολλα πρόσβασης δικτύου εκτελούν δύο κύριες λειτουργίες - τη διαχείριση των καναλιών μετάδοσης δεδομένων και τη φυσική μετάδοση δεδομένων μέσω του δικτύου.

Τα πρωτόκολλα ελέγχου ζεύξης δεδομένων λαμβάνουν πακέτα από το πρωτόκολλο IP και τα ενθυλακώνουν στην κατάλληλη μορφή πλαισίου LAN. Αυτά τα πρωτόκολλα είναι υπεύθυνα για την εκχώρηση φυσικών διευθύνσεων σε πλαίσια δεδομένων και την προετοιμασία τους για μετάδοση μέσω του δικτύου.

Τα πρότυπα και τα πρωτόκολλα μετάδοσης φυσικών δεδομένων είναι υπεύθυνα για την αναπαράσταση των bit στη διαδρομή μετάδοσης, την επιλογή της μεθόδου για τη μετάδοση σημάτων και τη μετατροπή τους στον κόμβο λήψης. Οι κάρτες διασύνδεσης δικτύου υποστηρίζουν τα αντίστοιχα πρωτόκολλα διαδρομής δεδομένων.

Κάθε υπηρεσία που είναι προσβάσιμη μέσω του δικτύου έχει τα δικά της πρωτόκολλα σε επίπεδο εφαρμογής που υποστηρίζονται από το λογισμικό διακομιστή και πελάτη. Εκτός από τα πρωτόκολλα επιπέδου εφαρμογής, όλες οι κοινές υπηρεσίες Διαδικτύου χρησιμοποιούν το Πρωτόκολλο Διαδικτύου (IP), το οποίο είναι υπεύθυνο για τη διεύθυνση και τη δρομολόγηση μηνυμάτων μεταξύ των κόμβων προέλευσης και προορισμού.

Το πρωτόκολλο IP είναι υπεύθυνο μόνο για τη δομή, τη διεύθυνση και τη δρομολόγηση των πακέτων. Το IP δεν καθορίζει τον τρόπο παράδοσης ή μεταφοράς των πακέτων. Τα πρωτόκολλα μεταφοράς καθορίζουν τον τρόπο μετάδοσης των μηνυμάτων μεταξύ των κόμβων. Τα πιο δημοφιλή πρωτόκολλα μεταφοράς είναι το Transmission Control Protocol (TCP) και το User Datagram Protocol (UDP). Το πρωτόκολλο IP χρησιμοποιεί αυτά τα πρωτόκολλα μεταφοράς για να παρέχει επικοινωνία και μεταφορά δεδομένων μεταξύ κόμβων.

Εάν μια εφαρμογή απαιτεί επιβεβαίωση παράδοσης μηνύματος, χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο TCP. Αυτό είναι παρόμοιο με τη διαδικασία αποστολής συστημένης αλληλογραφίας στο κανονικό ταχυδρομικό σύστημα, όπου ο παραλήπτης υπογράφει την απόδειξη για να επιβεβαιώσει τη λήψη της επιστολής.

Το TCP σπάει το μήνυμα σε μικρότερα κομμάτια που ονομάζονται τμήματα. Αυτά τα τμήματα αριθμούνται διαδοχικά και περνούν στο πρωτόκολλο IP, το οποίο στη συνέχεια συγκεντρώνει τα πακέτα. Το TCP παρακολουθεί τον αριθμό των τμημάτων που αποστέλλονται σε έναν συγκεκριμένο κεντρικό υπολογιστή από μια συγκεκριμένη εφαρμογή. Εάν ο αποστολέας δεν λάβει μια επιβεβαίωση εντός ορισμένου χρονικού διαστήματος, τότε το TCP αντιμετωπίζει αυτά τα τμήματα ως ορφανά και τα στέλνει ξανά. Μόνο το χαμένο τμήμα του μηνύματος αποστέλλεται εκ νέου, όχι ολόκληρο το μήνυμα.

Το πρωτόκολλο TCP στον κόμβο λήψης είναι υπεύθυνο για τη συναρμολόγηση των τμημάτων του μηνύματος και την προώθηση τους στην κατάλληλη εφαρμογή.

Τα FTP και HTTP είναι παραδείγματα εφαρμογών που χρησιμοποιούν TCP για την παράδοση δεδομένων.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, το πρωτόκολλο επιβεβαίωσης παράδοσης (TCP) δεν απαιτείται επειδή επιβραδύνει τον ρυθμό μεταφοράς δεδομένων. Σε τέτοιες περιπτώσεις, το UDP είναι το καταλληλότερο πρωτόκολλο μεταφοράς.

Το πρωτόκολλο UDP εκτελεί μη εγγυημένη παράδοση δεδομένων και δεν απαιτεί επιβεβαίωση από τον παραλήπτη. Αυτό μοιάζει με την αποστολή επιστολής με κανονικό ταχυδρομείο χωρίς απόδειξη παράδοσης. Η παράδοση της επιστολής δεν είναι εγγυημένη, αλλά οι πιθανότητες παράδοσής της είναι αρκετά μεγάλες.

Το UDP είναι το προτιμώμενο πρωτόκολλο για ροή ήχου, βίντεο και φωνής μέσω πρωτοκόλλου Internet (VoIP). Η επιβεβαίωση της παράδοσης θα επιβραδύνει μόνο τη διαδικασία μεταφοράς δεδομένων και δεν συνιστάται η εκ νέου παράδοση.

Ένα παράδειγμα χρήσης του πρωτοκόλλου UDP είναι το διαδικτυακό ραδιόφωνο. Εάν κάποιο μήνυμα χαθεί κατά μήκος της διαδρομής παράδοσης δικτύου, δεν θα σταλεί ξανά. Η απώλεια πολλών πακέτων θα γίνει αντιληπτή από τον ακροατή ως βραχυπρόθεσμη απώλεια ήχου. Εάν χρησιμοποιήσετε το πρωτόκολλο TCP για αυτό, το οποίο προβλέπει την εκ νέου παράδοση των χαμένων πακέτων, τότε η διαδικασία μεταφοράς δεδομένων θα ανασταλεί για τη λήψη των χαμένων πακέτων, γεγονός που θα υποβαθμίσει σημαντικά την ποιότητα της αναπαραγωγής.

Simple Mail Protocol (SMTP)

Το πρωτόκολλο SMTP χρησιμοποιείται από το πρόγραμμα πελάτη αλληλογραφίας για την αποστολή μηνυμάτων στον τοπικό διακομιστή αλληλογραφίας. Στη συνέχεια, ο τοπικός διακομιστής καθορίζει εάν το μήνυμα απευθύνεται σε ένα τοπικό γραμματοκιβώτιο ή σε ένα γραμματοκιβώτιο σε άλλο διακομιστή.

Το πρωτόκολλο SMTP χρησιμοποιείται κατά την επικοινωνία με διαφορετικούς διακομιστές, για παράδειγμα, εάν πρέπει να στείλετε ένα μήνυμα σε άλλους διακομιστές. Τα αιτήματα SMTP αποστέλλονται στη θύρα 25.

Ταχυδρομικό Πρωτόκολλο (POP3)

Ένας διακομιστής POP λαμβάνει και αποθηκεύει μηνύματα για τους χρήστες του. Μόλις δημιουργηθεί μια σύνδεση μεταξύ του πελάτη και του διακομιστή αλληλογραφίας, τα μηνύματα θα ληφθούν στον υπολογιστή του πελάτη. Από προεπιλογή, τα μηνύματα δεν αποθηκεύονται στον διακομιστή μετά την ανάγνωσή τους από τον πελάτη. Οι πελάτες έχουν πρόσβαση σε διακομιστές POP3 στη θύρα 110.

Πρωτόκολλο IMAP4

Ο διακομιστής IMAP λαμβάνει επίσης και αποθηκεύει μηνύματα που απευθύνονται στους χρήστες του. Ωστόσο, τα μηνύματα ενδέχεται να παραμείνουν στα γραμματοκιβώτια των χρηστών εκτός εάν διαγραφούν ρητά από τους ίδιους τους χρήστες. Η πιο πρόσφατη έκδοση του πρωτοκόλλου IMAP, IMAP4, ακούει αιτήματα από πελάτες στη θύρα 143.

Διαφορετικές πλατφόρμες λειτουργικών συστημάτων δικτύου χρησιμοποιούν διαφορετικούς διακομιστές αλληλογραφίας.

Το Instant Messaging (IM) είναι ένα από τα πιο δημοφιλή εργαλεία ανταλλαγής πληροφοριών σήμερα. Το λογισμικό άμεσων μηνυμάτων (IM) που εκτελείται σε τοπικούς υπολογιστές επιτρέπει στους χρήστες να αλληλεπιδρούν σε παράθυρα ανταλλαγής μηνυμάτων σε πραγματικό χρόνο ή σε περιόδους συνομιλίας μέσω Διαδικτύου. Η αγορά σήμερα προσφέρει πολλά προγράμματα ανταλλαγής άμεσων μηνυμάτων από διάφορες εταιρείες ανάπτυξης. Κάθε υπηρεσία ανταλλαγής άμεσων μηνυμάτων μπορεί να χρησιμοποιεί συγκεκριμένα πρωτόκολλα και τελικές θύρες, επομένως συμβατό λογισμικό πρέπει να εγκατασταθεί σε δύο διαφορετικούς κεντρικούς υπολογιστές.

Μια ελάχιστη διαμόρφωση αρκεί για την εκτέλεση εφαρμογών άμεσων μηνυμάτων. Μετά τη λήψη της εφαρμογής πελάτη, απλώς εισαγάγετε το όνομα χρήστη και τον κωδικό πρόσβασής σας. Αυτή η λειτουργία απαιτείται για τον έλεγχο ταυτότητας του προγράμματος-πελάτη άμεσων μηνυμάτων στην είσοδο του δικτύου άμεσων μηνυμάτων. Αφού συνδεθούν στον διακομιστή, οι πελάτες μπορούν να στείλουν μηνύματα σε άλλους πελάτες σε πραγματικό χρόνο. Εκτός από τα μηνύματα κειμένου, το πρόγραμμα-πελάτης συνομιλίας υποστηρίζει τη μεταφορά αρχείων βίντεο, μουσικής και φωνής. Οι πελάτες άμεσων μηνυμάτων υποστηρίζουν τη δυνατότητα τηλεφώνου, η οποία επιτρέπει στους χρήστες να πραγματοποιούν τηλεφωνικές κλήσεις μέσω Διαδικτύου. Υπάρχουν πρόσθετες επιλογές για την προσαρμογή της «Λίστας Επαφών», καθώς και προσωπικά στυλ σχεδίασης.

Το λογισμικό πελάτη άμεσων μηνυμάτων μπορεί να ληφθεί και να χρησιμοποιηθεί σε όλους τους τύπους συσκευών, συμπεριλαμβανομένων: υπολογιστών, PDA και κινητών τηλεφώνων.

Σήμερα, οι τηλεφωνικές κλήσεις μέσω Διαδικτύου γίνονται όλο και πιο δημοφιλείς. Οι εφαρμογές πελάτη τηλεφωνίας Διαδικτύου εφαρμόζουν τεχνολογία peer-to-peer, η οποία είναι παρόμοια με την τεχνολογία άμεσων μηνυμάτων. Η τηλεφωνία IP χρησιμοποιεί τεχνολογία Voice over IP (VoIP), η οποία χρησιμοποιεί πακέτα IP για τη μετάδοση ψηφιοποιημένων φωνητικών δεδομένων.

Για να ξεκινήσετε με το Internet Phone, πραγματοποιήστε λήψη λογισμικού πελάτη από μία από τις εταιρείες που προσφέρουν αυτήν την υπηρεσία. Οι τιμές για τη χρήση υπηρεσιών τηλεφωνίας Διαδικτύου ποικίλλουν ανάλογα με την περιοχή και τον πάροχο.

Μετά την εγκατάσταση του λογισμικού, ο χρήστης πρέπει να επιλέξει ένα μοναδικό όνομα. Αυτό είναι απαραίτητο για τη λήψη κλήσεων από άλλους χρήστες. Απαιτούνται επίσης ηχεία και μικρόφωνο, ενσωματωμένο ή εξωτερικό. Ένα ακουστικό συνδεδεμένο σε υπολογιστή χρησιμοποιείται συχνά ως τηλέφωνο.

Οι κλήσεις πραγματοποιούνται με άλλους χρήστες που χρησιμοποιούν την ίδια υπηρεσία επιλέγοντας ονόματα από μια λίστα. Η πραγματοποίηση κλήσης σε κανονικό τηλέφωνο (επίγεια ή κινητό τηλέφωνο) απαιτεί μια πύλη πρόσβασης στο δημόσιο τηλεφωνικό δίκτυο μεταγωγής (PSTN).

Η επιλογή των πρωτοκόλλων και των τερματικών θυρών που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές τηλεφωνίας Διαδικτύου ενδέχεται να διαφέρει ανάλογα με τον τύπο του λογισμικού.