ем составе центральные серверы информации и распределенные компоненты представления информации конечному пользователю:

стандартные программы-навигаторы или броузеры.

При всех своих преимуществах (простота организации, удоб­ ство использования, стандартность интерфейсов и т.д.) эта схема обладает серьезными ограничениями. Прежде всего, как видно из рис. 4.9, здесь отсутствует прикладная обработка данных. Все, что может пользователь, это только просмотреть информацию, поддер­ живаемую Web-сервером. Но это перспективная и постоянно разви­ вающаяся технология.

В настоящее время ЛВС стали определяющим компонентом

винформационной стратегии большинства проектных организаций. Корпоративные ЛВС характеризуются многосегментной струк­

турой, большим числом рабочих станций (PC), наличием нескольких серверов (файловых, баз данных, печати, модемов), маршрутизато­ ров, мостов и т.п. Эффективное использование современных техно­ логий организации сети ставит ряд сложных задач перед администра­ торами и пользователями ЛВС. Для поддержки современных прило­ жений во многих случаях сети приходится заново проектировать и заменять, чтобы обеспечить требуемую производительность, про­ пускную способность сети и мощность.

Контрольные вопросы

1.Перечислите возможности, предоставляемые пользователям информационно-вычислительными сетями (ИВС).

2.Назовите функции, которые могут выполнять компьютеры, подключенные к сети.

3.Сформулируйте основными требованиями, предъявляемые

кИВС.

4.Классификация информационно-вычислительных сетей в за­ висимости от их протяженности.

5.Типы топологий и аппаратные средства для подключения

клокальной вычислительной сети.

6.Организация обмена информацией в зависимости от тополо­ гии ЛВС.

7.Виды логической организации локальной вычислительной сети.

ЛЕКЦИЯ 5

ГЛОБАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

§1. Г л о б а л ь н ы е к о м п ь ю т е р н ы е с е т и , с е т ь IN T E R N E T

Если локальные вычислительные сети предоставляют пользова­ телю все ресурсы, которые есть в данной организации, то глобальные компьютерные сети дают уникальные возможности распространения и обработки информации для организаций и отдельных лиц, предос­ тавляя услуги мировой системы компьютерных коммуникаций. В данном разделе, разумеется, нельзя охватить все аспекты работы столь сложной системы, как Internet. Здесь речь будет идти лишь об основных принципах построения Всемирной компьютерной сети, о которых необходимо знать современному инженеру-проек- тировщику.

1. О необходимости применения в строительном проектировании Internet-технологий

Период времени, когда «автоматизация» проектирования в строи­ тельстве заключалась в закупке проектной организацией базового графического пакета, давно прошел. Значение слова «Internet», вы­ ражение «глобальная сеть» у всех давно не вызывают удивления и страха, поскольку за прошедший период времени произошло формирование группы специалистов, одинаково хорошо владею­ щих спецификой своей профессии и работающих с привлечением современного программного обеспечения на компьютере.

Назрела необходимость на практике автоматизировать реше­ ние задач проектирования, что может быть осуществлено с привле­ чением Internet-технологий. Это обеспечит комплексным системам автоматизированного проектирования в строительстве широкий спектр новых характеристик:

♦общедоступность;

♦возможность дистанционного интерактивного обучения;

♦возможность совместной работы над проектом нескольких пользователей;

♦своевременное обновление нормативных баз данных, обеспе­ чивающих строгое соответствие процесса проектирования и выда­ ваемой проектной документации;

♦своевременное полное обновление расчетной системы проек­ тирования;

♦возможность выбора принципиального решения задачи про­ ектирования на основе интерактивного анализа проектов-аналогов;

♦создание и накопление параметризуемой базы объектов (соз­ дание библиотек объектов);

♦возможность организации интерактивных конференций по вопросам организации проектирования в строительстве;

♦создание и своевременное пополнение электронной интерак­ тивной базы данных производителей строительных изделий, агрега­ тов, систем инженерного обеспечения;

♦создание Internet-рынка материалов, конструкций, элементов;

♦автоматический расчет стоимости объекта проектирования на основе своевременно обновляемых баз данных производителей соот­ ветствующих изделий.

Современный уровень проектных работ характеризует подход, базирующийся на единых компьютерных технологических плат­ формах, накоплении и использовании данных в электронном виде без дублирования и связанных с ним потерь, возможностях обмена данными на всех этапах проекта и использования типовых проект­ ных решений в среде Internet.

Совместная работа над проектом в рамках локальной сети или с использованием Internet, общение с заказчиками и партнерами, демонстрация проекта еще до его изготовления - эти возможности становятся все более актуальными как за рубежом, так и в нашей стране. Поэтому современные программные комплексы для авто­ матизированного проектирования, такие как AutoCAD и архитек­ турно-строительные приложения на его базе, предлагают инстру­ менты, необходимые для решения подобных задач. Среди них можно выделить такие, как:

- организация коллективной работы над совместным проектом;

способно поразить любое воображение. В настоящее время в мире насчитываются сотни ГКС. Несомненное лидерство здесь принад­ лежит США. Глобальная сеть как бы образует ядро, обеспечиваю­ щее связь различных информационных ресурсов и информацион­ ных сетей, принадлежащих различным учреждениям во всем мире.

Характерная архитектура глобальной компьютерной сети пока­ зана на рис. 5.1 [32].

Рис. 5.1. Архитектура ГВС: МсКПД - магистральные скоростные каналы передач данных; УК - узлы коммутации; ЦУС - центр управления сетью; Ш - шлюз; Т - терминал

Узлы коммутации часто называют сетевыми серверами или хост-машинами.

Примером глобальной сети служит Internet, которая представ­ ляет собой набор компьютерных сетей. Серверы Internet (мощные компьютеры с очень емкими дисками) разбросаны по всему миру

иподключены к Internet множеством линий как скоростных, так

ине очень. Большинство пользователей подсоединяются к этой системе с помощью персонального компьютера (ПК) через теле­ фонную сеть.

Internet - сеть сетей, сплетающая множество глобальных ин­ формационных сетей отдельных стран и континентов. Она объеди­ няет сегодня свыше 100 миллионов пользователей во всех странах мира. Каждый день появляются тысячи новых приверженцев гло­ бальной сети Internet. Пользователь ГС получает доступ практиче-

ски к неограниченным информационным ресурсам всего мира, при­ чем основная часть этих ресурсов предоставляется бесплатно. Кро­ ме того, Internet предоставляет любые вычислительные ресурсы, грандиозные коммуникационные возможности. Internet помогает общаться миллионам людей на едином, понятном всем языке; нахо­ дить друзей, учителей, коллег и единомышленников; помогает по­ лучить образование, работать и развлекаться, не отходя от своего ПК.

Основные задачи Internet: эффективное использование ин­ формационных ресурсов стран и организаций-участников сети; объе­ динение усилий разработчиков различных стран в области совершен­ ствования информационных технологий; внедрение новых достиже­ ний в компьютерные коммуникации.

3. Краткая история создания Internet

История создания глобальной вычислительной сети начинается с 1961 года, когда фирма Defence Advanced Research Agensy (DARPA) по заданию министерства обороны США приступила к проекту соз­ дания экспериментальной сети передачи пакетов. Эта сеть, названная ARPANET, предназначалась первоначально для изучения методов обеспечения надежной связи между компьютерами различных типов. Многие методы передачи данных через модемы были разработаны в ARPANET. Тогда же были разработаны и протоколы передачи дан­ ных в сети— TCP/IP (Transmission Control Protocol over Internet Protocol), это множество коммуникационных протоколов, которые определяют, как компьютеры различных типов могут общаться между собой.

Эксперимент с ARPANET был настолько успешен, что многие организации захотели войти в нее с целью использования для еже­ дневной передачи данных. И в 1975 году ARPANET превратилась из экспериментальной сети в рабочую. Ответственность за админи­ стрирование сети взяла на себя организация Defence Communication Agency (DCA), в настоящее время называемая Defence Information Systems Agency (DISA). Но развитие ARPANET на этом не остано­ вилось. В 1983 году из ARPANET выделилась сеть MILNET, кото­ рая стала относиться к Defence Data Network (DDN) министерства

обороны США. Глобальная вычислительная сеть начала свое суще­ ствование благодаря объединению вычислительных сетей MILNET и ARPANET. И хотя в 1991 году ARPANET прекратила свое суще­ ствование, глобальные вычислительные сети существуют, их раз­ меры намного превышают первоначальные, и они предлагают поль­ зователям множество различных услуг.

Протоколы TCP/IP продолжали развиваться и совершенство­ ваться, и в 1983 году был издан первый стандарт, вошедший в Military Standarts (MEL STD), и все, кто работал в сети, обязаны были перейти к этим новым протоколам. Спустя некоторое время TCP/IP были адаптированы в общедоступный стандарт, позволив­ ший взаимодействовать различным сетям (у пользователей создает­ ся иллюзия, что они работают в единой сети), и термин «Internet» вошел во всеобщее употребление.

В настоящее время сотни корпоративных и территориальных сетей передачи данных, десятки тысяч локальных вычислительных сетей посредством межсетевых ТСРЛР шлюзов объединены в сооб­ щество международных глобальных вычислительных сетей Internet (рис. 5.2).

Наиболее крупные национальные и межнациональные сети, входящие в Internet:

NSFNET - сеть Национального научного фонда США, которая объединяет более 1000 исследовательских и правительственных учреждений;

CSNETмировая сеть, объединяющая академические сети многих стран;

EUNET - европейское отделение сети Internet;

USENET - международная сеть телеконференций (в некоторых странах ее называют сетью новостей).

В мировом сообществе сетей Internet используется большое количество наземных УК, соединенных проводными каналами связи, а также радиосистемами и спутниковыми системами связи. В сетях Internet применяются все классы ЭВМ от суперЭВМ до бы­ товых компьютеров.

Рис. 5.2. Сообщество международных глобальных

вычислительных сетей Internet

Начиная с 1996 года, российская часть Internet развивается бо­ лее высокими темпами, чем в других странах мира. Структура рос­ сийского сегмента [22] начала формироваться в 1991-1992 годах (EUnet/Relcom, Sovam Teleport, «Гласнет», FREEnet), причем ко­ нечным пользователям предоставлялись в основном лишь услуги электронной почты.

В 1993-1994 годах произошло становление, а затем укрепление позиций научно-образовательных сетей Radio-MSU и RUNNet. Все сети начали широкое предоставление IP-услуг по выделенным

икоммутируемым соединениям. Основным толчком к этому по­ служил взрывной рост популярности технологии «Всемирная пау­ тина» - World Wide Web. В 1996 году произошло окончательное выделение части Relcom, управляемой компанией «Демос», в сеть Demos/Intemet, формирование RELARN-IP как самостоятельной сети передачи данных. Существенно большее внимание Internet стали уделять компании «Global One Russia» (ранее «Sprint Russia»)

и«Роснет», телекоммуникационная деятельность которых не огра­ ничивается 1Р-услугами.

Существенную роль в развитии инфраструктуры российского Internet играет межведомственная программа создания Националь­ ной сети компьютерных телекоммуникаций для науки и высшей школы, реализация которой началась в 1996 году при участии Министерства науки и технологий РФ, Министерства образования РФ, Российского фонда фундаментальных исследований и Россий­ ской академии наук. Одним из практических воплощений стала

опорная сеть RBnet, включающая скоростные цифровые каналы и магистральные маршрутизаторы в ряде крупных городов и решаю­ щая задачи внутри российской связи.

4. Функционирование сети Internet

Центральным органом глобальной вычислительной сети (ГВС) Internet является IAB (Internet Activities Board), включающий в себя два подкомитета: исследовательский - IRTF (Internet Research Task Force) и законодательный IETF (Internet Ingineering Task Force).

Последний выполняет функции анализа, разработки и принятия стандартов. Кроме того, существует орган Network Information Center (Inter NIC), ответственный за распространение технической информации, регистрацию и подключение пользователей к ГВС, а также решение ряда административных задач, таких как распреде­ ление адресов в сети [22].

Но единого центра управления сетями Internet не существует. В основе лежат опорные сети в США, Европе, Азии и на территории бывшего СССР. Часть национальных сетей входит непосредственно в мировое сообщество, но большинство из них выходит в Internet через шлюзы.

В Internet нет единого пункта подписки или регистрации; вме­ сто этого пользователь контактирует с поставщиком услуг, который предоставляет доступ к сети через местный компьютер. Не сущест­ вует какой-либо одной компании, принимающей решения об общем устройстве сети. Управлением и продвижением технологий зани­ маются крупные провайдеры, владельцы или организаторы опор­ ных сетей, местные (региональные) провайдеры, поставщики ин­ формации и организаторы сетевых услуг. Последствия такой децен­ трализации с точки зрения доступности сетевых ресурсов весьма значительны.

Любая сеть, входящая в ГВС, сама отвечает за свое финанси­ рование и сама устанавливает собственные административные процедуры. В связи с тем, что единого поставщика сетевых услуг не существует, организации сами финансируют свои сети, каждая из которых считается частью общей сети. Есть также и частные опорные сети, которые нередко на коммерческой основе предла­ гают доступ к ГВС компаниям и отдельным лицам, а число тех, кто заинтересован в подключении к сети, все время растет. Мно­ гие региональные сети США были изначально созданы на средст­ ва Национального научного фонда США в расчете на то, что со временем они перейдут на самофинансирование. В результате воз­ никло множество сетей, принципы финансирования, управления и «правила поведения» в которых значительно различаются. Неко­ торые сети, например, разрешают передачу коммерческой инфор­ мации, в то время как другие запрещают. Подобная ситуация сло­ жилась и в других странах с той лишь разницей, что в США разви­ тие глобальных вычислительных сетей шло в первую очередь за счет государственных средств, а во всех других странах в основ­ ном за счет средств корпораций, выделенных на развитие собст­ венных телекоммуникаций.

§2. АППАРАТНЫЕ И ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА

д о с т у п а в IN T E R N E T

Чтобы стать частью Internet, необходимо обеспечить безупреч­ ную работу каждой из трех составляющих: компьютер, канал связи, программное обеспечение.

Выбор компьютера зависит от решаемых задач (см. главу 3), а для автоматизированного проектирования, чем выше его быст­ родействие и оперативная память, тем лучше.

Канал связи - оборудование, обеспечивающее связь компью­ тера с сетью. Канал связи может быть проводным и беспроводным. Проводной канал связи обычно состоит из двух частей: телефонной линии и модема.

Телефонные линии могут быть коммутируемые и выделенные, по которым модем (устройство, позволяющее компьютеру посылать и принимать данные) осуществляет связь с узлом провайдера ГВС.

Линии системы телефонной связи изначально разрабатывались не для пользователей Internet, а для обеспечения качества, мини­ мально необходимого для устойчивой голосовой связи. Любой сигнал, передаваемый по телефонной линии, - аналоговый. Любая информация, поступающая с компьютера, - цифровая. Для пере­ хода от одного вида к другому служат модемы (от слов МОдуляция - ДЕМодуляция).

Модемы выпускаются как в виде отдельных блоков (внешние), так и встроенные в ПЭВМ (внутренние). В зависимости от встроен­ ного в модем оборудования различают модемы: аппаратные и про­ граммные. Внешние модемы, подключающиеся к COM-порту, могут быть только аппаратными, а модемы, подключающиеся по интер­ фейсу USB, могут быть как аппаратными, так и программными. Внутренние модемы выпускаются в виде карт расширения, которые вставляются в слот на системной (материнской) плате.

В зависимости от качества модемов и линий связи скорость передачи данных через модемы в настоящее время составляет от 33,6 до 56 кбит/с. Связь с Internet осуществляется в общем случае следующим образом: пользователь — модем пользователя - теле­ фонная сеть - модем провайдера —коммутатор провайдера - опто­

волокно (спутник) - информационный ресурс Internet (европейский или американский тракт).

Как известно, особую популярность сейчас приобретает видео­ связь, т.е. передача изображения в режиме реального времени, что невозможно при обычной модемной связи. Это стало возможным лишь с появлением цифровой сети с интегрированными услуга- ми - ISDN (Integrated Services Digital Network), которая позволяет существенно увеличить скорость передачи данных - до 128 кбит/с. По сети ISDN передается цифровой сигнал, а, значит, модуляция и демодуляция здесь не используются. Соответствующие устройства, осуществляющие доступ персонального компьютера к сети ISDN, встраиваются в компьютер и называются ISDN-адаптерами.

В настоящее время существуют, развиваются и другие виды проводных и беспроводных каналов связи: радиоканалы, спутнико­ вые и комбинированные каналы.

Программное обеспечение, необходимое для работы в Internet, реализует интерфейс между пользователем персонального компью­ тера и сетью и состоит из двух достаточно независимых частей:

♦программного обеспечения, отвечающего за обмен данными между аппаратными устройствами компьютеров, входящих в сеть, что достигается использованием драйверов сетевых плат и модемов,

атакже специальных программ - протоколов работы с пакетами данных TCP/IP;

♦прикладного программного обеспечения, реализующего взаимодействие пользователя с конкретными услугами Internet.

Чтобы работать в сети, нужно иметь устройство подачи элек­ трических сигналов по проводам (сетевую плату или модем). Ком­ пьютер должен уметь с этими устройствами работать (иметь драй­ веры для этих устройств). Электромагнитные сигналы должны по­ даваться согласно определенному стандарту (формировать пакеты по протоколу TCP/IP), независимо от типа компьютера и операци­ онной системы.

TCP/IP объединяет два стандарта. Они играют различные роли в процессе обмена информацией между компьютерами. Программы посылают в сеть данные в пакетах. Пакетом называется фрагмент данных, к которому присоединен заголовок с указанием служебной

информации о том, куда, на какой компьютер данный пакет должен быть передан. Протокол IP обеспечивает доставку пакетов по на­ значению, т.е. определяет метод перемещения. TCP гарантирует надежность доставки всех пакетов в обязательном порядке без оши­ бок в нужное место, т.е. этот стандарт предоставляет метод опреде­ ления наличия информации и проверки ее корректности.

Те программы, с которыми пользователь работает непосредст­ венно, желая посетить тот или иной сайт или загрузить на свой компьютер новую программу, общаются с ресурсами сети с помо­ щью прикладных протоколов - HTTP, FTP, POP и т.д.

На компьютере с установленной операционной системой Windows9x и выше для подключения к сети (набора телефонного номера и установления связи с провайдером) программа (Winsock) входит в комплект операционной системы. Для связи с провайдером используются протоколы РРР или SLIP, в зависимости от того, какой протокол использует провайдер.

Для обеспечения взаимодействия с ГВС из других операцион­ ных систем используются другие программы. Например, из опера­ ционной системы OS/2 используется программа IBM Internet Dialer, осуществляющая набор телефонного номера и обеспечивающая прием и передачу данных.

Для пользования услугами Internet (Telnet, FTP, Usenet, Gopher, WWW и целым рядом других), о которых будет сказано ниже, для наиболее распространенных операционных систем (Windows 9х, Windows NT, OS/2, MacOS, MacOS-PowerPC, HP-UX, IRIX, OSF/I, SunOS, Solaris, AIX, BSD/386, Linux) в настоящее время использу­ ется следующее прикладное программное обеспечение (программыброузеры):

-Microsoft Internet Exploer,

-Netscape Navigator.

Microsoft Internet Explorer пока предоставляется бесплатно (программа включена в поставку операционной системы Windows 9x/NT).

Netscape Navigator предоставляется в бесплатное пользование сроком на 90 дней, после чего необходимо оплатить за программу (либо получить новую бесплатную версию).