Информационные технологии это что за предмет
Информационные технологии
Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, ИТ — это комплекс взаимосвязанных научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы. Сами ИТ требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Их внедрение должно начинаться с создания математического обеспечения, моделирования, формирования информационных хранилищ для промежуточных данных и решений.
Основные черты современных ИТ:
Содержание
Дисциплина информационных технологий
В широком понимании ИТ охватывает все области создания, передачи, хранения и восприятия информации и не только компьютерные технологии. При этом ИТ часто ассоциируют именно с компьютерными технологиями, и это не случайно: появление компьютеров вывело ИТ на новый уровень. Как когда-то телевидение, а ещё ранее печатное дело.
Отрасль информационных технологий
История
Начало развития — с 1960-х годов, вместе с появлением и развитием первых информационных систем (ИС).
Инвестиции в инфраструктуру и сервисы Интернет вызвали бурный рост отрасли ИТ в конце 1990-х годов.
Технологический потенциал и рост
Использование информационных технологий в бизнесе
Статистика по России
О том, что это такое IT-технологии, интересно многим людям разных возрастных категорий. Эта область в последнее время развивается очень активно, поэтому самые перспективные рабочие места и планы на карьеру связывают именно с информационными технологиями. Однако далеко не каждый понимает, что скрывает под собой этот термин. Одни считают, что он подразумевает программирование, другие – работу с микросхемами. Что же это на самом деле? Попробуем разобраться.
Общие сведения
Многие слышали о существовании IT-технологий. Что это такое, исчерпывающе могут ответить единицы. Конечно, молодежи сориентироваться в этом вопросе проще, но люди среднего и пожилого возраста, особенно далекие от мира техники, нередко с трудом вникают в суть термина. Словарные статьи гласят, что IT-технологии можно расшифровать, как информационные технологические процессы. Сокращение образовано в английском языке, где стало активно использоваться широкими массами. Именно из английского оно пришло к нам, поэтому не было никаких переводов, просто переняли устоявшуюся форму обозначения сферы.
В настоящее время профессора, объясняя, что это такое – IT-технологии, рассказывают, что термином принято обозначать целый комплекс дисциплин, сфер человеческой деловой активности. Предполагается формирование, сохранение, контроль над данными, обработка информации. В рамках применения высокотехнологичных подходов предполагается задействование мощностей новаторской вычислительной техники.
Современная трактовка
Так сложилось, что в наши дни сформировалось своеобразное понимание того, что такое IT-технологии. Это комплексное понятие, применяемое к компьютерным разработкам. Предполагается, что сотрудники, чья деятельность связана с этой сферой, активно применяют компьютерную вычислительную технику, современное и результативное программное обеспечение. Используя такой инструментарий, они обрабатывают, накапливают полезные сведения, систематизируют их, а также получают новую информацию и ограничивают доступ к уже имеющимся данным (в соответствии с политикой безопасности).
Подход ЮНЕСКО
Сфера IT-технологий была четко определена и в терминологии, одобренной ЮНЕСКО. В соответствии с таким подходом, под ИТ принято понимать дисциплины, связанные между собой и касающиеся техники, науки, инженерии. Они помогают сделать труд максимально эффективным. В рамках этой области исследуются новые методики повышения результативности всех задач и рабочих процессов. В первую очередь область ИТ направлена на улучшение условий труда занятых обработкой информационных баз людей, а также занимается вопросами, связанными с обеспечением сохранности данных. ИТ предполагает применение наиболее современных организационных методов, технических возможностей, позволяющих обеспечить взаимодействие между персоналом и оборудованием. ИТ – это практическое применение техники и возможностей. Также это комплекс социальных проблем, связанных с аспектами культуры и экономики.
Информация и информационные технологии – довольно сложная для осознания и применения область. Для работы в ней специалистов необходимо предварительно подготовить. Придется вложить немалые средства и в приобретение техники. Внедрение подходов ИТ на предприятии предполагает сперва математическое обеспечение и моделирование, создание баз для хранения информации, решений, промежуточных сведений.
Функциональность ИТ
Ключевые особенности информационных технологий (IT):
Научная дисциплина
Наиболее широкая трактовка рассматриваемого термина предполагает анализ областей, через которые выполняются следующие действия с данными:
Отраслевая роль ИТ
Развитие IT-технологий привело к формированию из небольшого раздела в целую отрасль, которая в наше время тесно пересекается с самыми разными областями жизни. Занимается она различными информсистемами: их формированием, усовершенствованием, использованием. ИТ помогают сделать рабочий процесс более эффективным, организованным, результативным. Для этого важно рационально применять наиболее современные достижения, открытия, технологии. ИТ предполагает применение самых актуальных методов коммуникационного взаимодействия, а также современного программного обеспечения. Для достижения успеха необходимо привлекать к рабочему процессу опытных специалистов. Правильный комплексный подход позволяет минимизировать ресурсы.
В наше время новые IT-технологии – отрасль, актуальная для образовательных задач и медицинских исследований, для области предоставления услуг, управленческих и производственных процессов. ИТ оказывает серьезное влияние на социальную интеграцию, изменение общества, которое под влиянием современных технологий существенно ускорилось.
Как все начиналось
Впервые об информационно-коммуникационных технологиях начали активно говорить в шестидесятые годы прошлого столетия. Именно в тот период появились первые информационные системы, а общество начало свой путь в мир высоких технологий и еще более высоких скоростей. В конце девяностых огромные деньги были вложены как в отрасль в целом, так и в интернет в частности. Наиболее успешные аналитики смогли спрогнозировать важность всемирной сети для будущего общества. Эти предположения полностью себя оправдали практическим развитием.
ИТ и бизнес
Пожалуй, предприниматели – это один из ключевых слоев общества, активно стимулирующих развитие современных информационных технологий. Именно они вкладывают в эту сферу приличные деньги, позволяющие лучшим умам мира работать в выбранном направлении, совершенствуя технику и подходы к работе с информацией.
Принято говорить, что ИТ и бизнес находятся в тесном взаимодействии. Внедрение наиболее современных технологичных решений позволяет предприятию быть конкурентоспособным, эффективным. Это справедливо для любого направления деятельности. Кроме того, последние тенденции таковы, что без интернета вести продуктивную деятельность невероятно сложно. Если предприятие все еще не представлено на просторах всемирной «паутины», следует продумать варианты стратегий, которые помогут подстроиться под требования нашей реальности. Как говорят многие специалисты, отсутствие такой стратегии и желания начать работать над ней – очевидный показатель отсутствия будущего у предприятия.
Везде ли новые технологии к месту
Конечно, ИТ позволяет повысить эффективность предпринимательства, но необходимо соотносить затраты на внедрение новейших решений и пользу, которую они принесут. Взвешенность принятия решений – основа успешного бизнеса. Если руководители могут точно определить, какова цель предпринимаемых мер по улучшению бизнес-процессов, тогда обновление рабочей программы будет на пользу всему персоналу и финансовым результатам предприятия.
Области применения
В настоящее время активно используются IT-технологии в образовании. Можно сказать, это превратилось в национальную программу, масштабную, охватывающую самые разные учреждения, от подготовительных дошкольных до реализующих программы высшего образования. С одной стороны, это хорошо, так как позволяет смотреть с уверенностью в будущее, не сомневаться в адекватности образовательных возможностей, соответствия программ и ожиданий учеников. С другой стороны, успешность образовательного процесса зависит не только от применяемых ИТ, но и от собственно программ, квалификации учителей, их готовности работать по новым методам.
Не менее актуальны IT-технологии в медицине. Современные методы позволяют проводить высокоточные исследования и крайне сложные операционные вмешательства. Именно благодаря внедрению ИТ в этой сфере стали возможными новые подходы к диагностированию и лечению заболеваний, а также манипуляции, связанные с генетической информацией.
Актуальность вопроса
В настоящее время в сферу ИТ вкладываются поистине космические суммы. Недавно проведенные статистические исследования были организованы с целью выявления стран, на территории которых подобному развитию уделяется больше всего внимания. Наша держава оказалась в десятке лидеров. Конечно, Америка и наиболее развитые западные державы опережают темпы, свойственные России. Тем не менее и в пределах нашего государства очень большие деньги вкладываются в обновление технического оборудования разнообразных учреждений и предприятий.
А вот программное обеспечение оказалось аутсайдером. Если на технику тратятся огромнейшие суммы, то ПО таким вниманием похвастаться не может. От Америки мы отстаем в несколько десятков раз, от многих европейских стран – приблизительно в десять раз. В сравнении со средним показателем, характерным для всей планеты в целом, Россия лишь немного переступила половинный порог. Ее показатель равен 55%. Что касается сфер оказания услуг, то тут (в сравнении со средним по планете параметром) для нашей страны характерно значение в 66%, что позволило занять 22 место в рейтинге всех стран. Исследования проводились в 2010 году.
Проблематика вопроса
Как говорят специалисты, в нашей державе в настоящее время главная проблема – это существенный разрыв, наблюдаемый между разными регионами. Например, в столице и в Санкт-Петербурге доступ ко всемирной «паутине» и новейшим технологиям есть практически у всех и каждого, обитатели Ингушетии еще только получают подобные возможности. Это сказывается и на ведении бизнеса, и на образовательном, научном потенциале областей.
В ряде регионов наблюдается существенный недостаток квалифицированных специалистов, способных работать в сферах информационных технологий. Но в передовых регионах доступ ко Всемирной паутине в настоящее время налажен практически во всех образовательных учреждениях, что уже является существенным шагом вперед.
Итоги
Информационные технологии многим кажутся изобретением нынешнего столетия, современного общества, избалованного возможностями, техникой, прогрессом. На самом деле подобная трактовка термина ошибочна. Многие пытаются объяснить суть ИТ сложными словами и явлениями, но и такой подход не самый разумный. Фактически информационные технологии всегда были рядом с нами, просто не осознавались в такой степени важными, не было технических возможностей для оптимизации работы с ними.
Фактически ИТ – это все виды деятельности, связанные с обработкой данных. Формально использование счетов – это тоже информационные технологии, просто для нашего века устаревшие. Современные машины позволили усовершенствовать эту сферу, вывести ее на новый уровень. Прогресс оказал существенное влияние на все области жизни человека, поэтому пренебрегать ИТ категорически недопустимо.
что изучают информациоонные технологии? ответте
Информационные технологии (ИТ, от англ. information technology, IT) — широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям управления и обработки данных, в том числе, с применением вычислительной техники.
В последнее время под информационными технологиями чаще всего понимают компьютерные технологии. В частности, ИТ имеют дело с использованием компьютеров и программного обеспечения для хранения, преобразования, защиты, обработки, передачи и получения информации. Специалистов по компьютерной технике и программированию часто называют ИТ-специалистами.
Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, ИТ — это комплекс взаимосвязанных научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы. Сами ИТ требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Их введение должно начинаться с создания математического обеспечения, формирования информационных потоков в системах подготовки специалистов.
Основные черты современных ИТ:
компьютерная обработка информации по заданным алгоритмам;
хранение больших объёмов информации на машинных носителях;
передача информации на любые расстояния в ограниченное время.
Лекции По предмету Информационные технологии
Лекция1 «Введение в информационные технологии»
Сегодня мы обсудим интересную и актуальную тему – информационные технологии (ИТ, от английского information technology, IT). Стоит уточнить, что информационные технологии это большой перечень дисциплин и областей деятельности, объединенных общим направлением – управление и обработка данных. То есть информационные технологии – это все технологии позволяющие, так или иначе, работать с данными.
Стараясь выжить в условиях диктуемых окружающей средой, человек учиться обращаться и распоряжаться имеющейся информацией. И если изначально именно сама природа диктовала эти условия, то с появлением общества, эти условия стало диктовать оно. Это произошло, потому что само общество построено по принципу природы. Насколько я знаю, человек не может придумать того, чего не было. Он может фантазировать или экспериментировать, но все это будет развитием того, что он уже знает. Так и с обществом, которое скопировало природу, смягчив некоторые опасные элементы, добавив другие. В этом обществе информационные технологии заняли еще более прочные позиции.
Суть информационных технологий
Что же такое информационные технологии? Что они обозначаю? Зачем их создали или они появились? На это вопросы мы сегодня постараемся ответить.
Стоит заметить, что сами по себе информационные технологии столь всеобъемлющи столь всепроникающие, что в настоящее время, информационные системы и информационные технологии присутствуют во всех сферах человеческой жизни. Они обеспечивают каждый крупный момент жизни и уже присутствуют в бытовых и личных вопросах. Информация пронизывает современное виртуальное общество, неся ряд новых условий комфортного существования.
Первый этап развития информационных технологий
Существует огромное количество классификаций, связанных с информационными технологиями. Справедливости ради, научные работники очень любят различные классификации, что позволяет им достаточно долго и успешно имитировать работу. Мы же с вами рассмотрим самые интересные и познавательные классификации. Сегодня остановимся на классификации информационных технологий по преимуществам, полученным после появления компьютерных технологий.
Первый этап начался приблизительно с шестидесятых годов и длился до середины семидесятых.
На первом этапе основной целью создание информационных технологий и информационных систем было обеспечение коллективного доступа к ресурсам вычислительных центров, а так же их совместное использование. Основным показателем успешности разработки стало соотношение времени разработки информационной технологии и сэкономленного в результате этого времени у пользователей. Но здесь возникли определенные сложности, а именно расхождение взглядов разработчиков и пользователей на то, как и какие именно проблемы необходимо решить данной разработкой. Поэтому после таких разработок появлялись программы, пользователи которых, зачастую не использовали и половину всех возможностей.
Данную психологическую проблему решить было непросто, так как централизованный доступ к информации обезличивал потребности отдельных людей и отделял потребителей и разработчиков друг от друга.
Заказчиками подобных разработок были крупные институты и предприятия, что опять же создавало трудности в налаживании двухсторонней связи между разработчиками и пользователями.
Следующий этап развития информационных технологий
Продолжаем наш разговор об информационных технологиях и информационных системах. В предыдущей статье мы осветили первый этап классификации информационных технологий по преимуществам, которые принесло появление компьютеров. Первый этап начался в шестидесятые годы, завершившись началом второго этапа в середине семидесятых годов. Второй этап длился с середины семидесятых годов до начала девяностых годов.
Второй этап ознаменован появление персональных компьютеров, что кардинально изменило саамы систему взаимоотношений и мотивации разработчиков и пользователей. Теперь создаваемые информационные технологии были призваны решить проблемы каждого отдельного человека, а не безликой толпы, что позволило появиться конкретике. Так же прямая заинтересованность пользователей позволила, проявив инициативу, наладить обратную связь от потребителей к разработчикам.
Второй этап совместил в себе как централизованное использование данными, как раньше, это характерно для начала этого этапа, так и децентрализованное использование. Децентрализованное использование информации основывалось на решении частных и локальных проблем и опиралось на работу с локальными базами данных, что осуществлялось на рабочем месте пользователя.
Третий этап более знаком молодежи и современному поколению, так как все происходило у них на глазах. Фирмы, работающие на основе информационных технологий, смогли осуществить распределенную обработку информации. Те предприятия, что работали в бизнес среде, в свою очередь, занялся анализом стратегических преимуществ окружающих фирм: конкурентов и партнеров.
В широком смысле информа́тика (ср. со сходными по звучанию и происхождению нем. Informatik и фр. Informatique, в противоположность традиционному англоязычному термину англ. computer science — компьютерные науки — в США или англ. computing science — вычислительная наука — в Британии) есть наука о вычислениях, хранении и обработке информации. Она включает дисциплины, так или иначе относящиеся к вычислительным машинам: как абстрактные, вроде анализа алгоритмов, так и довольно конкретные, например, разработка языков программирования.
Информатика не более наука о компьютерах, чем астрономия — наука о телескопах.
Программи́рование — процесс и искусство создания компьютерных программ и/или программного обеспечения с помощью языков программирования.
Интернет и Всемирная паутина
Интерне́т (от англ. Internet, Interconnected Networks — объединённые сети, [интэрнэ́т]) — глобальная телекоммуникационная сеть информационных и вычислительных ресурсов. Служит физической основой для Всемирной паутины.
Всеми́рная паути́на (англ. World Wide Web) — глобальное информационное пространство, основанное на физической инфраструктуре Интернета и протоколе передачи данных HTTP; подмножество сети Интернет. Всемирная паутина вызвала настоящую революцию в информационных технологиях и бум в развитии Интернета. Часто, говоря об Интернете, имеют в виду именно Всемирную паутину. Для обозначения Всемирной паутины также используют слово веб (англ. web) и аббревиатуру «WWW».
Веб-разработка — процесс создания веб-сайта или веб-приложения. Термин включает разработку приложений электронной коммерции, веб-дизайн, программирование для веб на стороне клиента и сервера, а также конфигурирование веб-сервера.
Управление данными (англ. data management) — процесс, связанный с накоплением, организацией, запоминанием, обновлением, хранением данных и поиском информации.
Информационная безопасность — состояние защищенности информационной среды, обеспечивающее ее формирование, использование и развитие в организации, предприятии.
Криптогра́фия (от греч. κρυπτός — скрытый и γράφω — пишу) — наука о математических методах обеспечения конфиденциальности (невозможности прочтения информации посторонним) и аутентичности (целостности и подлинности авторства, а также невозможности отказа от авторства) информации.
Изначально криптография изучала методы шифрования информации — обратимого преобразования открытого (исходного) текста на основе секретного алгоритма и/или ключа в шифрованный текст (шифртекст). Традиционная криптография образует раздел симметричных криптосистем, в которых зашифрование и расшифрование проводится с использованием одного и того же секретного ключа. Помимо этого раздела современная криптография включает в себя асимметричные криптосистемы, системы электронной цифровой подписи (ЭЦП), хеш-функции, управление ключами, получение скрытой информации, квантовую криптографию.
Криптография не занимается: защитой от обрыва, подкупа или шантажа законных абонентов, кражи ключей и других угроз информации, возникающих в защищенных системах передачи данных.
Криптография — одна из старейших наук, ее история насчитывает несколько тысяч лет.
Системный интегратор — компания-подрядчик, извлекающая прибыль из создаваемой добавочной стоимости компании-заказчика. Добавочная стоимость возникает за счёт интеграции программных продуктов и снижения издержек.
Системный интегратор может заниматься также оказанием консультационных услуг, настройкой программного обеспечения и оборудования.
Иску́сственный интелле́кт (англ. Artificial intelligence, AI) — раздел информатики, занимающийся формализацией задач, напоминающих задачи, выполняемые человеком. При этом в большинстве случаев заранее неизвестен алгоритм решения задачи. В некотором роде обособленно стоят задачи распознавания образов, которые традиционно включают в круг задач искусственного интеллекта.
Точного определения этой науки не существует, так как в философии не решён вопрос о природе и статусе человеческого интеллекта. Нет и точного критерия достижения компьютерами «разумности», хотя на заре искусственного интеллекта был предложен ряд гипотез, например, тест Тьюринга или гипотеза Ньюэлла — Саймона. На данный момент есть множество подходов как к пониманию задачи ИИ, так и созданию интеллектуальных систем.
Так, одна из классификаций выделяет два подхода к разработке ИИ:
нисходящий, семиотический — создание символьных систем, моделирующих высокоуровневые психические процессы: мышление, рассуждение, речь, эмоции, творчество и т. д.;восходящий, биологический — изучение нейронных сетей и эволюционные вычисления, моделирующих интеллектуальное поведение на основе более мелких «неинтеллектуальных» элементов.
Эта наука связана с психологией, нейрофизиологией, трансгуманизмом и другими. Как и все компьютерные науки, она использует математический аппарат. Особое значение для неё имеют философия и робототехника.
Искусственный интеллект — очень молодая область исследований, старт которой был дан в 1956 году. Её исторический путь напоминает синусоиду, каждый «взлёт» которой инициировался какой-либо новой идеей. В настоящий момент её развитие находится на «спаде»[источник?], уступая место применению уже достигнутых результатов в других областях науки, промышленности, бизнесе и даже повседневной жизни.
Лекция2 «Информационные технологии в Интернет»
Всемирная сеть в настоящее время концентрирует в себе массу информационных технологий. Описанию всех этих технологий можно посвятить несколько томов подобно большой энциклопедии СССР. Никак в одну лекцию это не уложиться. Поэтому остановимся на некоторых основных технологиях, которые лежат в основе функционирования Интернета.
Первое что нужно прояснить является архитектура глобальной сети, для которой эти технологии создаются.
Начнем с самого главного — архитектуры сети. Существуют две основные архитектуры сети: одноранговая (peer-to-peer) и клиент/сервер (client/server), причем вторая практически вытеснила первую.,В одноранговой сети все компьютеры равны — имеют один ранг. Любой компьютер может выступать как в роли сервера, то есть предоставлять свои ресурсы (файлы, принтеры) другому компьютеру, так и в роли клиента, другими словами – использовать предоставленные ему ресурсы. Одноранговые сети преимущественно распространены в домашних сетях или небольших офисах. В самом простом случае для организации такой сети нужно всего лишь пара компьютеров, снабженных сетевыми платами и коаксиальный кабель (нужна еще пара терминаторов (заглушек), но я обещал сильно не углубляться). Когда сеть создана физически (компьютеры связаны с помощью коаксиального кабеля), нужно настроить сеть программно. Для этого необходимо, чтобы на компьютерах были установлены сетевые операционные системы (Linux, FreeBSD, Windows NT, Windows 98) или сетевые системы с поддержкой сетевых функций (Windows 95, Windows for Workgroups). Компьютеры в одноранговой сети объединяются в рабочие группы. Каждая рабочая группа имеет свой идентификатор — имя рабочей группы. Для примера допустим, что в вашей одноранговой сети три компьютера А, В, С. Первые два входят в рабочую группу WG1, а компьютер С — в рабочую группу WG2
Даже несмотря на то, что компьютеры входят в один сегмент сети (физически подключены к одному кабелю), компьютеры А и В не будут ≪видеть≫ компьютер С, а компьютер С не будет видеть компьютеры А и В. Если выполнить команду поиска компьютера, компьютер ≪увидит≫ компьютеры А и В, но будет сообщено, что они находятся в другой рабочей группе — WG1. Единственное ограничение доступа, которое возможно в одноранговой сети, это использование пароля для доступа к какому-нибудь ресурсу. Для того, чтобы получить доступ к этому ресурсу, например, принтеру, нужно знать пароль. Это называется управлением доступом на уровне ресурсов. В сети клиент/сервер используется другой способ управления доступом на уровне пользователей. В этом случае можно разрешить доступ к ресурсу только определенным пользователям. Например, ваш компьютер А через сеть могут использовать два пользователя: Иванов и Петров. К этому компьютеру подключен принтер, который можно использовать по сети. Но вы не хотите, чтобы кто угодно печатал на вашем принтере, и установили пароль для доступа к этому ресурсу. Если у вас одноранговая сеть, то любой, кто узнает этот пароль,
сможет использовать ваш принтер. В случае с сетью клиент/сервер вы можете разрешить использовать ваш принтер только Иванову или только Петрову (можно и обоим). Для получения доступа к ресурсу в сети клиент/сервер пользователь должен ввести свой уникальный идентификатор — имя пользователя (login —логин) и пароль (password). Логин пользователя является общедоступной информацией и это правильно: возможно, если кто-нибудь захочет отправить пользователю сообщение по электронной почте, то для этого ему достаточно знать его логин (естественно, и имя сервера электронной почты,
который ≪знает≫ этого пользователя). Использование логина и пароля для доступа к ресурсам называется аутентификацией пользователя (user authentication). Существуют и другие виды аутентификации, например, аутентификация источника данных или однорангового объекта, но сейчас мы рассматривать их не будем. В любом случае, аутентификация — это проверка подлинности. После рассмотрения архитектуры одноранговой сети можно прийти к выводу, что единственное преимущество этой архитектуры — это ее простота и дешевизна. Сети клиент/сервер обеспечивают более высокий уровень производительности и безопасности. В отличие от одноранговой сети, в сети клиент/сервер существует один или несколько главных компьютеров — серверов. Все остальные компьютеры сети называются клиентами или рабочими станциями (workstations). Как я уже писал выше, сервер — это специальный компьютер, который предоставляет определенные услуги другим компьютерам. Существуют различные виды серверов (в зависимости от предоставляемых ими услуг): серверы баз данных, файловые серверы, серверы печати (принт-серверы), почтовые серверы, Web-серверы и т.д.
IP – адресация в сети
Теперь пора уже перейти к протоколам, в частности, к протоколу TCP/IP, который лежит в основе сети Интернет. Протокол – это совокупность правил, определяющая взаимодействие абонентов вычислительной системы (в нашем случае — сети) и описывающая способ выполнения определенного класса функций. Еще один термин, который мы будем часто употреблять – интерфейс. Интерфейс — это средства и правила взаимодействия компонент системы между собой. Протокол и интерфейс можно сравнить еще и так: разговор двух директоров разных предприятий можно назвать протоколом, а разговор директора и подчиненного одного предприятия можно считать интерфейсом. Как вы уже догадались, разговор сотрудников разных предприятий будет протоколом. Теперь, когда мы уже знаем, что означает слово ≪протокол≫, перейдем к рассмотрению основных протоколов.
Самым главным — святыней всех святынь — является протокол TCP/IP. TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol — Протокол Управления Передачей/Интернет-протокол) — это базовый транспортный сетевой протокол. На этом протоколе основана вся сеть Интернет.
В этом разделе давайте рассмотрим, как передается информация в TCP/IP-сети. Любая информация передается небольшими порциями, которые называются пакетами. Если нужный объем информации нельзя передать одним пакетом, он разбивается на части. В заголовке каждого пакета указывается IP-адрес отправителя и IP-адрес получателя, а также номер порта. Любому компьютеру в IP-сети (TCP/IP-сети) назначен уникальный адрес, который называется IP-адресом. IP-адрес — это 32-разрядное число, которое принято записывать в десятеричном или шестнадцатеричном формате в виде четырех чисел, разделенных точками, например:
При условии, что ваша сеть подключена к Интернет, протокол TCP/IP обеспечивает работу вашей сетевой программы с любым компьютером в мире, как будто тот находится в локальной сети. Уникальность IP-адреса достигается достаточно просто — IP-адреса назначаются централизованно
Сетевым Информационным Центром (NIC, Network Information Center). Для понимания остальной информации нужно отметить, что существуют локальные (LAN, Local Area Networks) и региональные (Wide Area Networks) сети. Сеть Интернет сначала была региональной (Arpanet), а потом стала глобальной, объединив все региональные сети мира. Если ваша локальная (или даже региональная) сеть не соединена с Интернет, то внутри сети вы можете использовать любые IP-адреса без согласования с NIC. Обычно в локальных сетях используются особые IP-адреса, о которых мы поговорим немного позже. Любую сеть, независимо от типа — LAN или WAN, можно разделить на подсети. Причины разбиения сети на подсети кроются в ранних версиях протокола IP. Тогда существовало несколько сетей класса А, содержащих несколько миллионов узлов (о классах читайте далее). Помимо всего прочеего, в таких сетях очень велика вероятность коллизий, то есть одновременного доступа двух или более узлов к среде передачи данных. Управлять такой сетью крайне неудобно, да и сеть будет перегружена собственным трафиком. К другим причинам разделения относят создание маленьких подсетей с использованием разных технологий — Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM. Вы не можете смешивать эти технологии в одной сети, однако они могут быть взаимосвязаны с помощью разделения на подсети. Разделение на подсети может быть также произведено из соображений безопасности. Более подробно об этой и других причинах разделения сети
на подсети вы можете прочитать в руководстве IP Sub-networking-HOWTO, которое вы найдете на прилагаемом компакт-диске. Как я уже писал, каждый компьютер в сети имеет свой уникальный адрес. Но оказывается, что и сеть (подсеть) также имеет свой уникальный адрес. Под сетью можно понимать ≪пачку≫ IP-адресов, идущих подряд, то
есть 192.168.1.0…192.168.1.255. Самый младший и самый старший адреса резервируются. Младший (192.168.1.0) является адресом сети, а старший является широковещательным (broadcast) адресом сети. Адрес сети может потребоваться, когда нужно указать всю сеть (подсеть), например, при задании маршрутизации для этой сети. Представьте, что у вас есть две отдельных сети и вам нужно объединить их в одну. Тогда эта одна ≪большая≫ сеть станет называться сетью, а две ≪маленькие≫ — подсетями. Устройство, которое будет обеспечивать связь
этих сетей (маршрутизацию), называется, как уже было отмечено выше, маршрутизатором. Маршрутизатор может быть как аппаратным (отдельное устройство), так и программным.
В роли программного маршрутизатора может выступать любой компьютер с двумя (или более) сетевыми интерфейсами, например, двумя сетевыми платами. В качестве операционной системы может быть установлена любая сетевая операционная система, поддерживающая перенаправление пакетов IPv4-Forwarding. Такой операционной системой может быть Linux, FreeBSD, любая UNIX-система, Windows NT/2000. Маршутизатор можно настроить и на базе Windows 98, но делать это я не рекомендую, поскольку вряд ли он будет работать надежно. Традиционно в роли маршрутизатора используются UNIX-системы, к которым относится и Linux. Широковещательный адрес используется для передачи сообщений ≪всем — всем — всем≫ в рамках сети, то есть когда нужно передать сообщение (пакет) сразу всем компьютерам сети. Широковещательные запросы очень часто используются, например, для построения ARP-таблиц. Для каждой подсети определена ее маска. Фактически, маска — это размер сети, • то есть число адресов в сети. Маску принято записывать в десятично-побайтном виде:
255.255.255.0 маска на 256 адресов (0…255);
255.255.255.192 маска на 64 адреса (192…255);
255.255.0.0 маска на 65536 адресов (256*256).
В общем случае IP-сети делятся на пять классов: А, В, С, D и Е.
Сети класса А — это огромные сети. Маска сети класса А: 255.0.0.0. В каждой сети такого класса может находиться 16777216 адресов. Адреса таких сетей лежат в промежутке 1.0.0.0…126.0.0.0, а адреса хостов (компьютеров) имеют вид 125.*.*.*
Сети класса В — это средние сети. Маска такой сети — 255.255.0.0. Эта сеть содержит 65536 адресов. Диапазон адресов таких сетей 128.0.0.0…191.255.0.0. Адреса хостов имеют вид 136.12.*.*
Сеть класса С — маленькие сети. Содержат 256 адресов (на самом деле всего 254 хоста, так как номера 0 и 255 зарезервированы). Маска сети класса С – 255.255.255.0. Интервал адресов: 192.0.1.0…223.255.255.0. Адреса хостов имеют вид: 195.136.12.*
Теперь самое время немного сказать о специальных адресах, о которых я упомянул немного выше. Если весь IP-адрес состоит из нулей (0.0.0.0), то значит, что он обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет. Адрес 255.255.255.255 — это широковещательный адрес. Пакет с таким адресом будет рассылаться всем узлам, которые находятся в той же сети, что и источник пакета. Это явление называется ограниченным широковещанием. Существует также другая рассылка, которая называется широковещательным сообщением. В этом случае вместо номера узла стоят все единицы в двоичном представлении (255). Например, 192.168.2.255. Это означает, что данный пакет будет рассылаться всем узлам сети 192.168.2.0. Особое значение имеет IP-адрес 127.0.0.1 — это адрес локального компьютера. Он используется для тестирования сетевых программ и взаимодействия сетевых процессов. При попытке отправить пакет по этому адресу данные не передаются по сети, а возвращаются протоколам верхних уровней, как только что принятые. При этом образуется как бы ≪петля≫. Этот адрес называется loopback. В IP-сети запрещается использовать IP-адреса, которые начинаются со 127. Любой адрес подсети 127.0.0.0 относится к локальному компьютеру, например: 127.0.0.1, 127.0.0.5, 127.77.0.6. Существует также специальные адреса, которые зарезервированы для
несвязанных локальных сетей — это сети, которые используют протокол IP, но не подключены к Интернет. Вот эти адреса:
10.0.0.0 (сеть класса А, маска сети 255.0.0.0).
172.16.0.0…172.31.0.0 (16 сетей класса В, маска каждой сети 255.255.0.0).
192.168.0.0…192.168.255.0 (256 сетей класса С, маска каждой сети 255.255.255.0).
Многоуровневая архитектура стека TCP/IP
Вначале давайте рассмотрим историю создания протокола TCP/IP. Протокол TCP/IP был создан в конце 60-х — начале 70-х годов агентством DARPA Министерства Обороны США (U.S. Department of Defense Advanced Research Projects Agency)
Протоколы семейства TCP/IP можно представить в виде модели, состо-
ящей из четырех уровней: прикладного, основного, межсетевого и сетевого