Лекция 1. Что такое современный Интернет?

В 1962 г. Дж. Ликлайдером, руководителем исследовательского компьютерного проекта экспериментальной сети передачи пакетов в Управлении перспективных исследований и разработок Министерства обороны США (Defense Advanced Research Project Agency, DARPA), была опубликована серия заметок, в которых обсуждалась концепция "Галактической сети" ("Galactic Network"). "Галактическая сеть" представлялась как глобальная сеть взаимосвязанных компьютеров, позволяющая любому пользователю получить доступ к данным и программам на компьютерах, объединенных данной сетью. Можно сказать, что эта идея положила начало развитию сети Интернет.

Уже через несколько лет специалисты DARPA начали работу над крупной децентрализованной компьютерной сетью ARPANet (Advanced Research Project Agency Network), днем рождения которой считается 29 октября 1969 г., когда была предпринята первая удачная попытка удаленного соединения между двумя компьютерами, находившимися в исследовательском центре Стэнфордского университета и Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. Эти компьютеры и стали первыми узлами будущей сети ARPANet.

С момента появления ARPANet по сегодняшний день Интернет прошел долгий путь, основные вехи которого вкратце представлены ниже. Более подробную информацию об истории возникновения и развития Интернета можно почерпнуть из многочисленных публикаций в Сети.

Современный Интернет (Internet, Interconnected Networks - соединенные сети) представляет собой "сеть сетей", узлами которой являются не отдельные компьютеры, а целые компьютерные сети, каждая из которых управляется независимыми операторами. Она не имеет центра управления, однако работает по единым правилам и предоставляет пользователям единые услуги.

В качестве наиболее общего определения термина "Интернет" можно привести следующее определение, взятое из книги "Doctor Bob’s Guide to Offline Internet Access" ("Доступ к Интернет через электронную почту", 1995 г.), в переводе Вадима Федорова: "Internet (сущ.) - бурно разросшаяся совокупность компьютерных сетей, опутывающих земной шар, связывающих правительственные, военные, образовательные и коммерческие институты, а также отдельных граждан, с широким выбором компьютерных услуг, ресурсов, информации. Комплекс сетевых соглашений и общедоступных инструментов Сети разработан с целью создания одной большой сети, в которой компьютеры, соединенные воедино, взаимодействуют, имея множество различных программных и аппаратных платформ".

Основными протоколами сети Интернет являются протоколы стека TCP/IP. Термин TCP/IP характеризует все, что связано с протоколами взаимодействия между компьютерами в сети Интернет. Протокол TCP/IP получил свое название от названия двух коммуникационных протоколов:

Протокол IP отвечает за адресацию в сети и доставку пакетов данных между компьютерами без установления соединения и гарантий доставки. Каждому компьютеру в сети присваивается уникальный IP-адрес, который представляется как четыре десятичных числа (октеты), разделенных точками. Значение любого октета может изменяться от 0 до 255, например, 149.76.12.4. В IP-адресе выделяют две части: сетевую часть (адрес локальной сети) и адрес компьютера в этой локальной сети. Сетевая часть адреса может иметь переменную длину, которая зависит от класса IP-адреса и некоторых других параметров. Выделяют несколько классов IP-адресов.

IP-адреса могут назначаться вручную или динамически. Для динамической настройки сети используется специальный протокол DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). С его помощью можно настраивать компьютер пользователя несколькими способами. При ручном способе настройки администратор должен настроить соответствие IP-адресов физическим адресам. При использовании статического способа администратор указывает DHCP-серверу диапазон допустимых IP-адресов. При первом соединении клиент получает адрес из этого диапазона, а сервер устанавливает соответствие выданному IP-адресу физического адреса устройства-клиента. В случае динамического способа настройки IP-адрес выдается из допустимого диапазона, но на определенное время. В этом случае можно построить сеть, в которой количество клиентов значительно превышает количество допустимых IP-адресов.

Протокол TCP позволяет устанавливать виртуальный канал передачи данных между компьютерами. В функции данного протокола входит деление данных на пакеты, подтверждение факта получения пакетов принимающей стороной и пов­торная передача пакетов в случае необходимости. Кроме того, в протоколе TCP реализованы сложные механизмы регулирования загрузки сети и устранения заторов.

Несмотря на то, что адресация в рамках сетей TCP/IP происходит строго по IP-адресам, для пользователя более удобно использование символьных или доменных имен.

Доменное имя – это символьный адрес, имеющий строгую иерархическую структуру, например, www.somewhere.com. В доменном адресе справа указывается домен верхнего уровня, состоящий из двух, трех или четырех букв. Двухбуквенный домен указывает на географическое расположение ресурса, например, ru - Россия, us - США и т.д. Трех- и четырехбуквенные домены используются для обозначения принадлежности организации к различным видам. Например, com - коммерческая организация, edu - образовательное учреждение и т.д.

В сетях TCP/IP соответствие между доменными именами и IP-адресами определяется централизованной службой DNS (Domain Name Service), использующей распределенную базу отображений "доменное имя – IP-адрес". Под распределенностью базы подразумевается то, что DNS-серверы распределены по всему миру, на каждом из которых находится какая-то часть от этой базы.

Алгоритм работы DNS можно описать следующим образом. Пользователь в окне браузера вводит доменное имя определенного ресурса. Компьютер пользователя отправляет запрос об установлении IP-адреса по введенному доменному имени на первый DNS-сервер, IP-адрес которого обычно устанавливается провайдером. Если в базе данных сервера имеется соответствующая запись "доменное имя – IP-адрес", то IP-адрес возвращается компьютеру пользователя. Если же в базе данных такая информация отсутствует, то запрос передается на DNS-сервер более высокого уровня, а в случае необходимости, на DNS-сервер, отвечающий за данную зону доменных имен. Ответ от сервера по цепочке вернется к компьютеру пользователя. Такая схема наиболее распространена, однако возможна и другая. Если в базе данных сервера отсутствует запрашиваемая запись "доменное имя - IP-адрес", то пользователю будет возвращен IP-адрес DNS-сервера более высокого уровня, и компьютер пользователя впоследствии сам выполнит запросы к последующим DNS-серверам.

С появлением Интернета стал возможным свободный обмен информацией пользователями во всем мире. Однако долгое время Интернет позволял лишь обмениваться файлами и неформатированным текстом. Лишь после возникновения Всемирной паутины в конце 80-х гг. XX века появилась универсальная среда, с помощью которой стало возможно обмениваться информацией любого типа. Тремя главными компонентами Всемирной паутины стали язык разметки гипертекста HTML (HyperText Markup Language), универсальный идентификатора ресурса URL (Uniform Resource Locator) и протокол обмена гипертекстовой информацией HTTP (HyperText Transfer Protocol).

Всемирную паутину можно определить как распределенную информационную систему, основанную на гипертексте. В распределенных системах информация хранится на так называемых веб-серверах, т.е. компьютерах со специальным программным обеспечением, являющихся узлами сети. Информация во Всемирной паутине представляется в виде веб-страниц, которые хранятся на веб-серверах в виде связанных наборов, называемых сайтами. Пользователи сети получают доступ к этой информации с помощью браузеров, специальных программ-клиентов для просмотра HTML-документов. Браузер обеспечивает взаимодействие с веб-серверами по протоколу HTTP и, получив данные в формате HTML, правильно отображают их на экране.

Несмотря на многообразие существующих браузеров, все они обладают общими чертами. Интерфейс браузеров прост и понятен всем пользователям, знакомым с Microsoft Windows. Вид окна браузера Internet Explorer 8 представлен на рисунке 1.1.

Рис. 1.1. Вид окна браузера Internet Explorer 8В строке заголовка, которая располагается вдоль верхней границы окна, отображается название используемого браузера и текущего документа. Ниже расположены основные элементы управления программой. Большую часть окна занимает область, в которой отображается просматриваемая веб-страница. В нижней части окна располагается строка состояния, в которой отображается некоторая дополнительная информация.

Согласно статистике сайта "Сайты Рунета" (http://www.liveinternet.ru/stat/ru/browsers.html) тройка наиболее популярных на сегодняшний день браузеров выглядит следующим образом: Firefox 3, Internet Explorer 7 и Opera 10. Динамика использования данных браузеров представлена на рисунке 1.2.

Рис. 1.2. Статистика использования браузеров в Рунете (http://www.liveinternet.ru/)

К лидерам уверенно приближается новая версия браузера Internet Explorer 8, выпущенная корпорацией Microsoft. Данный браузер имеет массу нововведений, которые способны заинтересовать не только рядовых пользователей, но и опытных разработчиков. Новшества коснулись как удобства работы с браузером и поиска информации, так и некоторых аспектов обеспечения безопасности. К первой группе можно отнести улучшенную навигацию и управление журналом и Избранным, механизмы, реализующие мгновенный поиск и веб-фрагменты, а также механизм ускорителей, позволяющих "посмотреть адрес на карте, выполнить поиск, перевести фразу, прочесть определение незнакомого слова, отправить текст по электронной почте или опубликовать в блоге" и многое другое всего несколькими кликами мыши.

Наиболее заметными нововведениями, относящимися ко второй группе, являются функция восстановления после сбоев, фильтр SmartScreen, позволяющий "защититься от скрытой установки вредоносных программ", а также режим просмотра InPrivate, не позволяющий браузеру сохранять информацию о просмотренных страницах.

Однако наиболее значительным и долгожданным приобретением Internet Explorer 8 являются средства разработчика (Developer Tools), дающие возможность разработчикам веб-сайтов исследовать поведение веб-страниц в браузере, инспектировать и отлаживать HTML-код и стилевые спецификации страницы, отлаживать сценарии JScript и многое другое.

Начать работу со средствами разработчика можно, выбрав в меню "Сервис" команду "Средства разработчика", или нажав клавишу F12. Средства разработчика открываются в отдельном окне для каждой веб-страницы и представляют собой двухпанельный WYSWYG-редактор. При отладке HTML-кода на левой панели отображается документо-объектная модель сайта, а правая панель отображает расширенное содержание выбранного фрагмента кода (см. рисунок 1.3). Команды, расположенные на правой панели, позволяют быстро включать и отключать правила CSS, устанавливая или снимая флажок рядом с правилом (команда "CSS"), получать сведения о расположении элемента на странице, его высоте и ширине (команда "Раскладка") и исследовать, изменять, добавлять и удалять атрибуты выбранного элемента (команда "Атрибуты").

Рис. 1.3. Отладка HTML-кода средствами разработчикаЧтобы просмотреть список всех файлов CSS для данного сайта, можно перейти на вкладку "CSS". Пользователь во вкладке "CSS" выбирает нужный шаблон, описывающий оформление страницы, после чего в левой части окна появляется иерархический список всех атрибутов. Отключение и включение свойства производится простой установкой или снятием галочки на соответствующем пункте ( рисунок 1.4).

Рис. 1.4. Отладка CSS средствами разработчикаСредства разработчика позволяют редактировать не только любые атрибуты HTML или свойства CSS, но и изменять, добавлять и удалять целые элементы. Внесение изменений осуществляется простой правкой кода или установкой других значений атрибутов, после чего требуется нажать клавишу "Enter". Отмена всех изменений производится или обновлением страницы, или нажатием на кнопку "ESC", если требуется отменять правки по частям. Полученные в ходе редактирования веб-документы можно сохранять на локальном диске компьютера, нажав на вкладках "CSS" и "HTML" кнопку "Сохранить". Чтобы избежать случайной перезаписи кода, выходные данные сохраняются в виде текста, а в начало файла добавляется комментарий.

В лекции рассмотрены лишь некоторые возможности средств разработчика. Получить подробную информацию об Internet Explorer 8, средствах разработчика и многом другом можно на официальном сайте корпорации Microsoft (http://www.microsoft.ru/ ).