Основы интернет-технологий

1. Интернет

1.1 История

1.2 Перспективы

1.3 Ключевые принципы

1.4 Языки в Интернете

1.5 Протоколы

1.6 Сервисы

1.7 Потоковое мультимедиа

1.8 Юридические аспекты и общие свойства

1.9 Субкультуры

2. Основы Интернет-технологий

2.1 Интерактивные сайты и программы

3. Современные технологии доступа в сеть Интернет

3.1 Беспроводные системы доступа в сеть Интернет

3.2 Оптико-волоконные и волоконно-коаксиальные системы

3.3 Использование витой пары абонентских телефонных проводов для организации доступа в сеть Интернет

4. Современные интернет-технологии

5. Список используемых источников

1. Интернет Интернет (англ. Internet, МФА: — всемирная система объединённых компьютерных сетей, построенная на базе протокола IP и маршрутизации IP-пакетов. Интернет образует глобальное информационное пространство, служит физической основой для Всемирной паутины (World Wide Web, WWW) и множества других систем (протоколов) передачи данных. Часто упоминается как Всемирная сеть и Глобальная сеть, в обиходе иногда употребляют сокращённые наименования инет, нет.

В настоящее время под словом «Интернет» чаще всего имеется в виду Всемирная паутина и доступная в ней информация, а не физическая сеть.

В России День Интернета празднуется 30 сентября.

К середине 2008 года число пользователей, регулярно использующих Интернет, составило около 1,5 млрд. человек (около четверти населения Земли). Вместе с подключёнными к нему компьютерами, Интернет служит основой для развития информационного общества.

1.1 История В 1957 году Министерство обороны США посчитало, что на случай войны Америке нужна надёжная система передачи информации. Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США (DARPA) предложило разработать для этого компьютерную сеть. Разработка такой сети была поручена Калифорнийскому университету в Лос-Анджелесе, Стэндфордскому исследовательскому центру, Университету Юты и Университету штата Калифорния в Санта-Барбаре. Компьютерная сеть была названа ARPANET (англ. Advanced Research Projects Agency Network), и в 1969 году в рамках проекта сеть объединила четыре указанных научных учреждения. Все работы финансировались Министерством обороны США. Затем сеть ARPANET начала активно расти и развиваться, её начали использовать учёные из разных областей науки.

Первый сервер ARPANET был установлен 2 сентября 1969 года в Калифорнийском университете (Лос-Анджелес). Компьютер Honeywell DP-516 имел 24 Кб оперативной памяти.

29 октября 1969 года в 21:00 между двумя первыми узлами сети ARPANET, находящимися на расстоянии в 640 км — в Калифорнийском университете Лос-Анджелеса (UCLA) и в Стэндфордском исследовательском институте (SRI) — провели сеанс связи. Чарли Клайн (Charley Kline) пытался выполнить удалённое подключение из Лос-Анджелеса к компьютеру в Стэнфорде. Успешную передачу каждого введённого символа его коллега Билл Дювалль (Bill Duvall) из Стэнфорда подтверждал по телефону.

В первый раз удалось отправить всего три символа «LOG», после чего сеть перестала функционировать. LOG должно было быть словом LOGON (команда входа в систему). В рабочее состояние систему вернули уже к 22:30 и следующая попытка оказалась успешной. Именно эту дату можно считать днём рождения Интернета.

К 1971 году была разработана первая программа для отправки электронной почты по сети. Эта программа сразу стала очень популярна.

В 1973 году к сети были подключены через трансатлантический телефонный кабель первые иностранные организации из Великобритании и Норвегии, сеть стала международной.

В 1970;х годах сеть в основном использовалась для пересылки электронной почты, тогда же появились первые списки почтовой рассылки, новостные группы и доски объявлений. Однако в то время сеть ещё не могла легко взаимодействовать с другими сетями, построенными на других технических стандартах. К концу 1970;х годов начали бурно развиваться протоколы передачи данных, которые были стандартизированы в 1982—1983 годах. Активную роль в разработке и стандартизации сетевых протоколов играл Джон Постел. 1 января 1983 года сеть ARPANET перешла с протокола NCP на TCP/IP, который успешно применяется до сих пор для объединения (или, как ещё говорят, «наслоения») сетей. Именно в 1983 году термин «Интернет» закрепился за сетью ARPANET.

В 1984 году была разработана система доменных имён (англ. Domain Name System, DNS).

В 1984 году у сети ARPANET появился серьёзный соперник: Национальный научный фонд США (NSF) основал обширную межуниверситетскую сеть NSFNet (англ. National Science Foundation Network), которая была составлена из более мелких сетей (включая известные тогда сети Usenet и Bitnet) и имела гораздо большую пропускную способность, чем ARPANET. К этой сети за год подключились около 10 тыс. компьютеров, название «Интернет» начало плавно переходить к NSFNet.

В 1988 году был разработан протокол Internet Relay Chat (IRC), благодаря чему в Интернете стало возможно общение в реальном времени (чат).

В 1989 году в Европе, в стенах Европейского совета по ядерным исследованиям (ЦЕРН) родилась концепция Всемирной паутины. Её предложил знаменитый британский учёный Тим Бернерс-Ли, он же в течение двух лет разработал протокол HTTP, язык HTML и идентификаторы URI.

Соавтор Тима Бернерса-Ли по формулировке целей и задач проекта World Wide Web в ЦЕРН, бельгийский исследователь Роберт Кайо, разъяснял позднее его понимание истоков этого проекта:

История всех великих изобретений, как это давно и хорошо известно, базируется на большом числе им предшествующих. В случае Всемирной паутины (WWW) следовало бы в этом контексте, видимо, отметить, по крайней мере два важнейших для успеха проекта пути развития и накопления знаний и технологий:

1) история развития систем типа гипертекста;

2) Интернет-протокол, который собственно и сделал всемирную сеть компьютеров наблюдаемой реальностью.

— Из речи на открытии Европейского отделения W3 Консорциума. Париж. Ноябрь 1995.

В 1990 году сеть ARPANET прекратила своё существование, полностью проиграв конкуренцию NSFNet. В том же году было зафиксировано первое подключение к Интернету по телефонной линии (т. н. «дозвон», англ. dialup access).

В 1991 году Всемирная паутина стала общедоступна в Интернете, а в 1993 году появился знаменитый веб-браузер NCSA Mosaic. Всемирная паутина набирала популярность.

Можно считать, что существует две ясно различимые эры в истории Web: [до браузера Mosaic] Марка Андриссена и после.

Именно сочетание веб-протокола от Тима Бернерс-Ли, который обеспечивал коммуникацию, и браузера (Mosaic) от Марка Андриссена, который предоставил функционально совершенный пользовательский интерфейс, создало условия для наблюдаемого взрыва (интереса к Веб). За первые 24 месяца, истекшие после появления браузера Моsaic, Web прошел стадию от полной неизвестности (за пределами считанного числа людей внутри узкой группы ученых и специалистов лишь одного мало кому известного профиля деятельности) до полной и абсолютно везде в мире его распространенности.

— A Brief History of Cyberspace, Mark Pesce, ZDNet, 15 октября 1995

В 1995 году NSFNet вернулась к роли исследовательской сети, маршрутизацией всего трафика Интернета теперь занимались сетевые провайдеры, а не суперкомпьютеры Национального научного фонда.

В том же 1995 году Всемирная паутина стала основным поставщиком информации в Интернете, обогнав по трафику протокол пересылки файлов FTP. Был образован Консорциум Всемирной паутины (W3C). Можно сказать, что Всемирная паутина преобразила Интернет и создала его современный облик. С 1996 года Всемирная паутина почти полностью подменяет собой понятие «Интернет».

В 1990;е годы Интернет объединил в себе большинство существовавших тогда сетей (хотя некоторые, как Фидонет, остались обособленными). Объединение выглядело привлекательным благодаря отсутствию единого руководства, а также благодаря открытости технических стандартов Интернета, что делало сети независимыми от бизнеса и конкретных компаний. К 1997 году в Интернете насчитывалось уже около 10 млн. компьютеров, было зарегистрировано более 1 млн. доменных имён. Интернет стал очень популярным средством для обмена информацией.

В настоящее время подключиться к Интернету можно через спутники связи, радио-каналы, кабельное телевидение, телефон, сотовую связь, специальные оптико-волоконные линии или электропровода. Всемирная сеть стала неотъемлемой частью жизни в развитых и развивающихся странах.

1.2 Перспективы Подобно тому, как коммерческие интернет-провайдеры соединяются посредством точек обмена трафиком, исследовательские сети объединяются в свои подсети, такие как:

National Lambda Rail

Abilene Network

GEANT

GLORIAD

В России наиболее известен проект «Абилин» (англ. Abilene Network) — высокоскоростная экспериментальная сеть, созданная и поддерживаемая американским консорциумом «Интернет2» (англ. Internet2). Сам консорциум является некоммерческой организацией и занимается разработкой передовых приложений и сетевых технологий. Его сеть Абилин уже объединяет более 230 американских университетов, научных центров и других учреждений. Особенностью сети Абилин является высокая скорость передачи данных, теоретически она может достигать 10 Гбит/с (OC-192c), реально скорость составляет порядка 6—8 Гбит/с.

Дальнейшее совершенствование общедоступной сети Интернет многие связывают с внедрением концепции семантической паутины, что позволило бы людям и компьютерам более эффективно взаимодействовать в процессе создания, классификации и обработки информации.

1.3 Ключевые принципы Интернет состоит из многих тысяч корпоративных, научных, правительственных и домашних компьютерных сетей. Объединение сетей разной архитектуры и топологии стало возможно благодаря протоколу IP (англ. Internet Protocol) и принципу маршрутизации пакетов данных.

Протокол IP был специально создан агностическим в отношении физических каналов связи. То есть любая система (сеть) передачи цифровых данных, проводная или беспроводная, для которой существует стандарт инкапсуляции в неё IP-пакетов, может передавать и трафик Интернета. Агностицизм протокола IP, в частности, означает, что компьютер или маршрутизатор должен знать тип сетей, к которым он непосредственно присоединён, и уметь работать с этими сетями; но не обязан (и в большинстве случаев не может) знать, какие сети находятся за маршрутизаторами.

На стыках сетей специальные маршрутизаторы (программные или аппаратные) занимаются автоматической сортировкой и перенаправлением пакетов данных, исходя из IP-адресов получателей этих пакетов. Протокол IP образует единое адресное пространство в масштабах всего мира, но в каждой отдельной сети может существовать и собственное адресное подпространство, которое выбирается исходя из класса сети. Такая организация IP-адресов позволяет маршрутизаторам однозначно определять дальнейшее направление для каждого пакета данных. В результате между отдельными сетями Интернета не возникает конфликтов, и данные беспрепятственно и точно передаются из сети в сеть по всей планете и ближнему космосу. Сам протокол IP был рождён в дискуссиях внутри организации IETF (англ. Internet Engineering Task Force; Task force — группа специалистов для решения конкретной задачи), чьё название можно вольно перевести как «Группа по решению задач проектирования Интернета». IETF и её рабочие группы по сей день занимаются развитием протоколов Всемирной сети. IETF открыта для публичного участия и обсуждения. Комитеты организации публикуют так называемые документы RFC. В этих документах даются технические спецификации и точные объяснения по многим вопросам. Некоторые документы RFC возводятся организацией IAB (англ. Internet Architecture Board — Совет по архитектуре Интернета) в статус стандартов Интернета (англ. Internet Standard). С 1992 года IETF, IAB и ряд других интернет-организаций входят в Общество Интернета (англ. Internet Society, ISOC). Общество Интернета предоставляет организационную основу для разных исследовательских и консультативных групп, занимающихся развитием Интернета.

1.4 Языки в Интернете Свобода доступа пользователей Интернета к информационным ресурсам не ограничивается государственными границами и/или национальными доменами, но языковые границы сохраняются. Преобладающим языком Интернета является английский язык. Вторым по числу носителей языка является китайский, а третьим — испанский. Русский язык занимает 9 место Язык является одним из часто используемых признаков деления Интернета, наряду с делением по государствам, регионам и доменам первого уровня. Название языковых сфер Интернета даётся по названию используемого языка. Русскоязычная сфера Интернета получила название «Русский интернет», сокращённо Рунет.

Рунет (с прописной буквы, читается [рунэт]) — русскоязычная часть всемирной сети Интернет. Более узкое определение гласит, что Рунет — это часть Всемирной паутины, принадлежащая к национальным доменам .su, .ru и. рф. 1987—1994 годы стали ключевыми в зарождении русскоязычного Интернета. 28 августа 1990 года профессиональная научная сеть, выросшая в недрах Института атомной энергии им. И. В. Курчатова и ИПК Минавтопрома и объединившая учёных-физиков и программистов, соединилась с мировой сетью Интернет, положив начало современным российским сетям. 19 сентября 1990 года был зарегистрирован домен первого уровня .su в базе данных Международного информационного центра InterNIC. В результате этого Советский Союз стал доступен через Интернет. 7 апреля 1994 года в InterNIC был зарегистрирован российский домен .ru.

Домен «. рф» (punycode: xn—p1ai; Российская Федерация), позволяющий использовать в адресе URL кириллические символы, делегирован в корневой зоне DNS 12 мая 2010 года около 17:20 по московскому времени. По статистике Технического центра «Интернет», на конец 2010 года в зоне. рф зарегистрировано около 700 тыс. доменов, около 350 тыс. из них делегировано. По данным Координационного центра национального домена сети Интернет, из доменных имен в зоне. рф, зарегистрированных к настоящему времени, только 8% представляют собой общеупотребительные слова русского языка. Ещё 30% образованы несколькими словами, все остальные домены представляют собой имена людей, литературных персонажей, названий компаний. Подавляющее большинство имен принадлежит владельцам товарных знаков.

Браузер — компьютерная программа для просмотра веб-страниц.

Существует довольно много браузеров. Самые популярные из них — это Internet Explorer, Mozilla Firefox, Google Chrome, Safari и Opera.

1.5 Протоколы Протокол в данном случае — это, образно говоря, «язык», используемый компьютерами для обмена данными при работе в сети. Чтобы различные компьютеры сети могли взаимодействовать, они должны «разговаривать» на одном «языке», то есть использовать один и тот же протокол. Проще говоря, протокол — это правила передачи данных между узлами компьютерной сети. Систему протоколов Интернет называют «стеком протоколов TCP/IP».

1.6 Сервисы В настоящее время в Интернете существует достаточно большое количество сервисов, обеспечивающих работу со всем спектром ресурсов. Наиболее известными среди них являются:

1.электронная почта (E-mail), обеспечивающая возможность обмена сообщениями одного человека с одним или несколькими абонентами;

2.телеконференции, или группы новостей (Usenet), обеспечивающие возможность коллективного обмена сообщениями;

3.сервис FTP — система файловых архивов, обеспечивающая хранение и пересылку файлов различных типов;

4.сервис Telnet, предназначенный для управления удаленными компьютерами в терминальном режиме;

5.World Wide Web (WWW, W3) — гипертекстовая (гипермедиа) система, предназначенная для интеграции различных сетевых ресурсов в единое информационное пространство;

6.сервис DNS, или система доменных имен, обеспечивающий возможность использования для адресации узлов сети мнемонических имен вместо числовых адресов;

7.сервис IRC, предназначенный для поддержки текстового общения в реальном времени (chat);

1.7 Потоковое мультимедиа Перечисленные выше сервисы относятся к стандартным. Это означает, что принципы построения клиентского и серверного программного обеспечения, а также протоколы взаимодействия сформулированы в виде международных стандартов. Следовательно, разработчики программного обеспечения при практической реализации обязаны выдерживать общие технические требования.

Наряду со стандартными сервисами существуют и нестандартные, представляющие собой оригинальную разработку той или иной компании. В качестве примера можно привести различные системы типа Instant Messenger (своеобразные интернет-пейджеры — ICQ, AOl, Demos on-line и т. п.), системы Интернет-телефонии, трансляции радио и видео и т. д. Важной особенностью таких систем является отсутствие международных стандартов, что может привести к возникновению технических конфликтов с другими подобными сервисами.

Для стандартных сервисов также стандартизируется и интерфейс взаимодействия с протоколами транспортного уровня. В частности, за каждым программным сервером резервируются стандартные номера TCPи UDP-портов, которые остаются неизменными независимо от особенностей той или иной фирменной реализации как компонентов сервиса, так и транспортных протоколов. Номера портов клиентского программного обеспечения так жестко не регламентируются. Это объясняется следующими факторами:

во-первых, на пользовательском узле может функционировать несколько копий клиентской программы, и каждая из них должна однозначно идентифицироваться транспортным протоколом, то есть за каждой копией должен быть закреплен свой уникальный номер порта;

во-вторых, клиенту важна регламентация портов сервера, чтобы знать, куда направлять запрос, а сервер сможет ответить клиенту, узнав адрес из поступившего запроса.

1.8 Юридические аспекты и общие свойства У Интернета нет собственника, так как он является совокупностью сетей, которые имеют различную географическую принадлежность.

Интернет нельзя выключить целиком, поскольку маршрутизаторы сетей не имеют единого внешнего управления.

Интернет стал достоянием всего человечества.

У Интернета имеется много полезных и вредных свойств, эксплуатируемых заинтересованными лицами.

Интернет, прежде всего, средство открытого хранения и распространения информации. По маршруту транспортировки незашифрованная информация может быть перехвачена и прочитана.

Интернет может связать каждый компьютер с любым другим, подключённым к Сети, так же, как и телефонная сеть. Если телефон имеет автоответчик, он способен распространять информацию, записанную в него, любому позвонившему.

Сайты в Интернете распространяют информацию по такому же принципу, то есть индивидуально, по инициативе читателя.

Спам-серверы и «зомби-сети» распространяют информацию по инициативе отправителя и забивают почтовые ящики пользователей электронной почты спамом точно так же, как забивают реальные почтовые ящики распространители рекламных листовок и брошюр.

Распространение информации в Интернете имеет ту же природу, что и слухи в социальной среде. Если к информации есть большой интерес, она распространяется быстро и широко, нет интереса — нет распространения.

Чтение информации, полученной из Интернета или любой другой сети ЭВМ, относится, как правило, к непубличному воспроизведению произведения. За распространение информации в Интернете (разглашение), если это государственная или иная тайна, клевета, другие запрещённые законом к распространению сведения, вполне возможна юридическая ответственность по законам того места, откуда информация введена. [источник не указан 730 дней]

3 июня 2011 года была принята резолюция ООН, признающая доступ в Интернет базовым правом человека. Отключение конкретных регионов от Интернета с июня 2011 года считается нарушением прав человека. 21]

1.9 Субкультуры Современный Интернет имеет также очень много социальных и культурных граней. Он является универсальной глобальной информационной средой.

Интернет-сообщества Интернет предоставляет широчайшие технические возможности для общения. Кроме того, в Интернете сравнительно легко найти людей со схожими интересами и взглядами на мир, или найти прошлых знакомых, которые в силу жизненных обстоятельств были разбросаны по всей Земле. Вдобавок общение в Сети начать психологически проще, чем при личной встрече. Эти причины обусловливают создание и активное развитие веб-сообществ — групп людей, имеющих общие интересы и общающихся преимущественно через Интернет. Подобные интернет-сообщества постепенно начинают играть ощутимую роль в жизни всего общества.

Интернет-зависимость С возрастанием популярности Интернета проявились и негативные аспекты его применения. В частности, некоторые люди настолько увлекаются виртуальным пространством, что начинают предпочитать Интернет реальности, проводя за компьютером до 18 часов в день. Психологическую в своей основе, интернет-зависимость сравнивают с наркоманией — физиологической зависимостью от наркотических веществ, где также присутствует психический компонент. Интернет-зависимость определяется как навязчивое желание подключиться к Интернету и болезненная неспособность вовремя отключиться от Интернета. По данным различных исследований, интернет-зависимыми сегодня являются около 10% пользователей во всём мире. Российские психиатры считают, что сейчас в стране таковых 4—6%.

Киберпанк Интернет, киберпространство и виртуальная реальность нашли своё отражение и в современном искусстве. Ещё в середине 1980;х годов сформировался особый под жанр научной фантастики, фокусирующийся на компьютерах, высоких технологиях и проблемах, возникающих в обществе в связи с губительным применением плодов технического прогресса. Сюжетом произведений этого жанра часто становится борьба хакеров с могущественными корпорациями. Жанр получил широкое распространение в литературе, кинематографе, альтернативной музыке, графических произведениях (особенно аниме) и в компьютерных играх. Сам термин киберпанк придуман и введён в употребление писателем Брюсом Бетке, который в 1983 году опубликовал одноимённый рассказ. Меньшее распространение имеют такие ответвления жанра, как кибертрэш и нанопанк.

Троллинг Троллинг — психологическое и социальное явление, развившееся в Интернете в 1990;х годах и зачастую мешающее нормальному общению в Сети. Интернет-троллями или просто троллями (англ. troll) во Всемирной сети называют людей, которые намеренно публикуют провокационные сообщения и статьи (на Форумах, в группах новостей Usenet, в вики-проектах), т. н. «вброс», призванные разжечь конфликты между их участниками, вызвать флейм, оскорбления и так далее. Сами подобные статьи и сообщения также иногда называют троллями. Процесс написания таких сообщений и называется троллингом.

2. Основы Интернет-технологий В основе Интернет и Интернет-технологий лежат гипертексты и сайты, размещаемые в глобальной сети Интернет либо в локальных сетях ЭВМ.

Гипертексты — это тексты со гиперссылками на другие гипертексты, размещенные в Интернет или локальной сети ЭВМ.

Для записи гипертекстов используется язык разметки гипертекстов HTML, который воспринимается всеми браузерами на всех персональных компьютерах.

Язык HTML является международным стандартом, поэтому все гипертексты, единым образом воспринимаются и единым образом отображаются на всех персональных компьютерах во всем мире.

Для подготовки гипертекстов обычно используются визуальные гипертекстовые редакторы, в которых сразу видно — как будет выглядеть гипертекст на ЭВМ и возможна вставка гиперссылок на сайты в Интернет.

Одним из лучших визуальных гипертекстовых редакторов является свободный офисный редактор Writer в свободном офисном пакете Open Office.

2.1 Интерактивные сайты и программы Интерактивные сайты — это сайты, в которых используются интерактивные гипертекстовые подпрограммы, позволяющие вести диалог с пользователями ЭВМ, подключенных к сети ЭВМ.

Гипертекстовые подпрограммы включаются в гипертексты вместе с гипертекстовыми формами и подпрограммами, которые называются скриптами.

Для записи гипертекстовых подпрограмм (гипертекстовых скриптов) часто используется язык JavaScript, являющийся расширением языка разметки гипертекстов HTML

Язык JavaScript является расширением разметки гипертекстов HTML и по этим причинам интерпретатор языка JavaScript встроен во все браузеры и все гипертекстовые редакторы.

Язык JavaScript является международным стандартом. По этой причине интерактивные программы на языке JavaScript одинаковым образом выполняются на всех компьютерах в мире.

Более 60% программ в мире написано на языке гипертекстовых скриптов JavaScript.

Программы на JavaScript могут не только выполняться на любом компьютере, подключенном к сети Интернет, но и доступны для чтения в Интернет исходных текстов.

Программы на JavaScript — лучший пример Открытого ПО в Интернет — их можно читать, выполнять и модифицировать любой человек, знакомый с языком программирования на JavaScript.

3. Современные технологии доступа в сеть Интернет Лет пятнадцать-двадцать назад слово «видеомагнитофон» произносилось не иначе, как с завистью и уважением. По-другому и быть не могло. Экран обычного домашнего телевизора для владельца видеомагнитофона становился окном в другой мир, который не загораживали ни дикторы из программы «Время» со своими идеологически выдержанными сообщениями, ни «порезанные» донельзя кинофильмы.

Точно таким же пропуском в удивительный и разнообразный виртуально-реальный мир является в наши дни Интернет. Это и образование, и доступ к информационным ресурсам, и развлечения, и обмен опытом в любых областях человеческой деятельности, а также многие другие возможности, только список которых занял бы не одну страницу.

Говорят «хочешь мира — готовься к войне». Как это не удивительно, но история создания сети Интернет стопроцентно подтверждает эту формулировку. Именно холодная война 60-х со своей постоянной угрозой ядерного удара с последующими коллективными похоронами нашей цивилизации породила инструмент, позволяющий в наши дни людям всего мира свободно общаться друг с другом. Существование вероятности ядерного удара принудило американцев к созданию децентрализованной коммуникационной системы, устойчивой к возможной атаке и продолжающей функционировать даже в том случае, когда часть ее выведена из строя. Все соединения данной системы обладают возможностью передавать и принимать сообщения, которые путешествуют по оптимальному пути между узлами системы, пока не достигнут своего адресата. Вся информация в такой сети передается небольшими «пакетами», каждый из которых самодостаточен и обладает соответствующей адресной информацией. Пакеты передаются от узла к узлу; каждый из узлов самостоятельно определяет, как передать информацию к следующему доступному узлу. Даже если некоторые узлы системы не функционируют, сообщения могут передаваться по альтернативным маршрутам. Со временем данная система выросла настолько, что покинула пусть уютную, но все же казарму, Пентагона, постепенно захватила учебные заведения и, вооруженная знаниями и энтузиазмом ученых, стала тем миром, который мы знаем под названием «сеть Интернет».

Получить доступ к сети Интернет можно, используя различные коммуникационные технологии. При этом следует учитывать, что для различных людей понятие «получение доступа» имеет совершенно различный смысл, поскольку они находятся на различных ступеньках «лестницы, ведущей на небеса». Это, прежде всего, конечные пользователи, желающие получить доступ в сеть Интернет в дополнение к, например, обычной телефонной связи. Также можно выделить телекоммуникационные компании (работающие в области телефонной, мобильной, спутниковой связи и т. д.) и провайдеров, обеспечивающих доступ в сеть Интернет и другие услуги по передаче данных. Следует заметить, что телекоммуникационные компании больше не хотят терять потенциальные прибыли и постепенно вливаются в ряды провайдеров, стирая между ними и собой все различия.

Какие же альтернативы доступа могут предложить телекоммуникационные компании и провайдеры своим пользователям?

Технологии обеспечения доступа в сеть Интернет можно разделить на три категории, в зависимости от того, какой носитель (т.е. канал или среда передачи) используется для передачи данных. К ним относятся:

° Витая пара телефонных проводов.

° Оптико-волоконные кабели (к этой категории также следует отнести системы, в которых вместе с оптико-волоконными кабелями используются также и коаксиальные кабели).

° Беспроводные системы (например, системы сотовой, радиорелейной или спутниковой связи).

Рассмотрим все три категории более подробно, причем начнем в обратном порядке — от пока наиболее экзотических беспроводных систем, через достаточно дорогие оптико-волоконные к наиболее демократичным, широко распространенным и, значит, более удобным в освоении и эксплуатации витым парам телефонных проводов.

3.1 Беспроводные системы доступа в сеть Интернет интернет провайдер ресурс программа Развитие беспроводных систем доступа идет в двух основных направлениях. Это спутниковые системы, наземные СВЧ-системы и системы персональной сотовой связи, которые позволяют обеспечить доступ мобильных пользователей. Разумеется, каждое из этих средств имеет свои достоинства и недостатки.

Например, доступ в сеть Интернет может быть организован посредством существующей системы сотовой связи с использованием аналоговых модемов (модемов для передачи по телефонным каналам) (рисунок 1). Так как каналы сотовой связи имеют достаточно узкую полосу частот, скорость передачи данных будет невелика (в процессе постепенного развития систем сотовой связи и усовершенствования технологий скорость передачи данных также постепенно росла от 9,6 Кбит/с до 19,2 Кбит/с). Определенного увеличения скорости передачи данных можно достичь за счет использования временно свободных каналов (по которым не ведутся телефонные разговоры).

Рисунок 1

Плюсы и минусы использования сотовой связи для доступа в сеть Интернет очевидны. Главное достоинство заключается в мобильности и возможности выхода в сеть Интернет из любого места, а не только из квартиры или офиса, которые с помощью кабеля привязаны к провайдеру. К недостатком можно отнести достаточно высокую стоимость услуг сотовой связи, а также не стопроцентный охват территории компаниями сотовой связи и наличие зон неуверенной связи.

По мере того, как увеличивалась потребность в расширении количества линий междугородней связи, разрабатывались системы, способные удовлетворить такие потребности. Одной из таких систем были радиорелейные линии, в которых в качестве носителя сигнала использовался не кабель, а радиоканал. Работая на очень высоких частотах (диапазон СВЧ), одна радиорелейная линия способна поддерживать работу тысяч телефонных каналов и нескольких телевизионных каналов одновременно. Использование данного диапазона частот приводит к необходимости размещать ретрансляторы на небольшом расстоянии друг от друга (до 30 километров) в пределах прямой видимости (сверхвысокочастотный сигнал не может завернуть за угол или перепрыгнуть даже через небольшую горку). Необходимость строить через определенное расстояние ретрансляционные вышки с антеннами делает данную технологию достаточно дорогой при организации связи на большое расстояние, но… Данная технология может найти свое применение, например, для организации фиксированного радиодоступа — высокоскоростной передачи данных между двумя зданиями (со скоростью от 2 Мбит/с и выше). Во многих случаях такое решение будет иметь меньшую стоимость по сравнению с прокладыванием между зданиями оптико-волоконного кабеля (например, в городах, где проложить кабель не всегда просто, или в том случае, когда эти здания разделяет река).

В условиях недостатка частотного ресурса были созданы, успешно применяются и развиваются беспроводные системы фиксированного доступа, работающие в инфракрасной области (на основе ИК светодиодов и полупроводниковых лазеров). Они обеспечивают рабочую дальность от 300 м до 1—3 км при скорости передачи до 155 Мбит/с. Все основные недостатки этих систем (сравнительно высокая стоимость и некоторая зависимость от погодных условий и загрязнения оптики) с лихвой окупаются отсутствием необходимости получения разрешения на использование радиочастоты, а также быстротой и простотой монтажа.

Однако, как ясно из сказанного, все упомянутые выше системы фиксированного беспроводного доступа годятся только для организации связи между двумя объектами (соединение «точка-точка»). Поэтому следующим этапом развития систем фиксированного радиодоступа явилось создание таких протоколов обмена информацией между приемо-передатчиками, которые позволили организовать подключение многих объектов к одному (соединение «точка-многоточка»), что наиболее соответствует задачам организации доступа в Интернет (рис. 2). Кроме того, были созданы различные механизмы (например, пакетная передача, работа на изменяющейся частоте), которые позволили увеличить пропускную способность, скорость передачи и эффективность использования частотного ресурса.

Рисунок 2

Обеспечивая среднюю скорость передачи данных, системы данного типа позволяют организовать канал передачи на достаточно большое расстояние. В то же время подверженность внешним помехам и зависимость от географических условий (обязательная необходимость прямой видимости) делают применение таких систем не всегда целесообразным.

Для организации передачи данных используются и спутниковые системы. Причем варианты могут быть различными — от низкоскоростных индивидуальных каналов для отдельных пользователей до высокоскоростных каналов, одновременный доступ к которым может иметь большое количество пользователей (коллективный доступ). В первом случае может применяться двунаправленный канал (но это по карману только очень богатым организациям). Во втором случае спутник служит только для передачи нисходящего потока данных, поступающих из сети Интернет к пользователю (рис. 3). Пользователю необходимо обязательно установить спутниковую антенну, СВЧ-ресивер и карту декодера прямо в персональный компьютер. Для организации восходящего потока данных (от пользователя в сеть Интернет) используется линия телефонной связи и модем.

Рисунок 3

Спутник охватывает большую зону на поверхности Земли и является наиболее «широко охватывающей» технологией доступа в Интернет с географической точки зрения. Спутниковые системы доступа имеют не очень высокую скорость передачи данных (порядка 400 Кбит/с по направлению к пользователю) и работают не очень быстро. Представьте себе, что вы хотите загрузить какой-либо материал на экран вашего компьютера. Щелкнув на него мышью своего компьютера, вы подали сигнал запроса, который должен пройти по вашей телефонной линии, через провайдера и по обычному тракту в сети Интернет, а после ответа сигнал передается на спутник вверх и вниз, что в общей сложности составляет около 70 тысяч километров. Даже обладая скоростью света, данное средство доступа в Интернет остается достаточно медленным. Это особенно заметно при осуществлении двусторонней связи в режиме реального времени.

Несмотря на широкую зону охвата, спутниковые системы имеют ряд недостатков, связанных, в частности, с необходимостью приобретения и настройки достаточно дорогостоящего оборудования. Впрочем, существует целый ряд экстремальных ситуаций, когда невозможно организовать доступ в сеть Интернет никаким другим образом, кроме как через спутник (простой пример — корабль, находящийся посреди океана, тут простой морзянки уже недостаточно).

3.2 Оптико-волоконные и волоконно-коаксиальные системы Оптико-волоконные и волоконно-коаксиальные системы изначально создавались для кабельного телевидения и передачи видеосигнала. Благодаря тому, что эти системы по определению являются широкополосными, разрабатывалась именно такая технология, которая позволила бы использовать данное преимущество для высокоскоростной передачи данных, в основном для организации доступа в Интернет частных пользователей. Оптико-волоконные кабели, безусловно, можно считать наилучшим носителем для высокоскоростной передачи данных. В то время как обычные медные кабели позволяют использовать полосу частот в несколько мегагерц, системы передачи по оптико-волоконному кабелю могут использовать частоты в миллион раз выше. Это является еще одним подтверждением того, что основная разница между электромагнитными и световыми волнами заключается в частоте. Совершенно обычной для нашего времени уже является скорость передачи в 10 Гбит/с. При такой скорости передачи Большая Советская Энциклопедия может быть передана за считанные секунды. Конечно же, проложить оптико-волоконный кабель, относительно одного километра, значительно дороже, чем проложить медный кабель. Однако если пересчитать эту стоимость относительно возможностей кабеля (полоса частот, скорость передачи данных, количество передаваемых каналов — телефонных, телевизионных и других), то оптическое волокно находится вне конкуренции.

В то же время, если абонентская линия прокладывается прямо до квартиры или дома пользователя, т. е. когда по ней будет организовано максимум 2 или 3 канала передачи данных, такое удовольствие становится слишком дорогим. Трезво поразмыслив и просчитав все с экономической точки зрения, можно прийти к выводу: оптико-волоконная сеть должна прокладываться до тех пор, пока остается выгодной благодаря использованию всего частотного спектра (например, до многоквартирного или офисного здания с большим количеством потенциальных пользователей), а дальнейшая разводка должна выполняться с использованием медных носителей (коаксиальных кабелей или кабелей, состоящих из витых пар проводов) с использованием соответствующих технологий (например, xDSL, о чем будет еще рассказано ниже).

Казалось бы, все хорошо. И почему бы не развивать оптико-волоконную технологию доступа пользователей в сеть Интернет? Все очень просто — развитие оптико-волоконной техники и развертывание сетей оптико-волоконных кабелей является очень дорогим удовольствием. Особенно если сравнивать внедрение этой технологии с другими технологиями. Имеет ли смысл прокладывать новые дорогие линии связи до каждого пользователя, если подавляющая часть этих пользователей уже подключена как минимум к одной телекоммуникационной компании — телефонной. Гораздо целесообразней обратить свое основное внимание (не отставая при этом, разумеется, от технического прогресса) на то богатство, которое имеется у нас под ногами — кабельную телефонную сеть, состоящую из витых пар проводов.

3.3 Использование витой пары абонентских телефонных проводов для организации доступа в сеть Интернет Витая пара телефонных проводов является главным (в нашем случае единственным) носителем, который в настоящее время используется для подключения всех абонентов (независимо от их юридического статуса) к оборудованию телефонной сети. Одно только это должно вызывать здоровый энтузиазм у разработчиков систем высокоскоростной передачи данных по данному носителю.

Каждый абонент телефонной сети имеет отдельную физическую пару проводов в кабеле, идущем от телефонной станции, которая соединяет его телефонный аппарат с коммутационным оборудованием, установленным на телефонной станции. Каждая пара в кабеле является витой (т.е. провода пары свиты друг с другом), что позволяет снизить нежелательные помехи. При осуществлении обычной телефонной связи каждая пара кабеля на абонентском участке кабельной сети поддерживает один голосовой канал. Также витые пары проводов используются для соединения персональных компьютеров в ЛВС (локальных сетях).

Существует три основных решения при организации доступа в сеть Интернет по витой паре абонентских телефонных проводов. Речь идет об аналоговых модемах, предназначенных специально для передачи данных по телефонным каналам, об ISDN и о технологиях, объединенных под общим названием xDSL.

Аналоговые модемы хорошо известны и понятны большинству пользователей современных домашних компьютеров (Рисунок 6). Принцип их работы основан на использовании диапазона голосовых частот витой пары абонентских телефонных проводов для передачи данных. Для этого используются технологии передачи, известные как «частотная манипуляция» и «квадратурная амплитудная модуляция». Аналоговый модем позволяет достигать скорости передачи данных до 56 Кбит/с.

Рисунок 6

Невысокая цена и совместимость практически с любой телефонной линией сделали аналоговые модемы основным выбором индивидуальных пользователей. К сожалению, скорость передачи аналогового модема в значительной мере зависит от качества телефонной линии и установленного соединения. Именно поэтому получить максимальную скорость передачи данных практически невозможно (обычно модем с заявленной скоростью в 33,6 Кбит/с позволяет работать со скоростью 28,8 Кбит/с, в лучшем случае 31,2 Кбит/с). Непрофессиональные пользователи сети Интернет могут использовать и аналоговые модемы, но рано или поздно любой из них сталкивается с проблемами, связанными с низким качеством соединения и перегрузками телефонной сети общего пользования. Эта сеть, в своем существующем на данный момент виде, совершенно не предназначена для того, чтобы передавать трафик сети Интернет.

Более высокоскоростной альтернативой аналоговым модемам служит ISDN (Рисунок 7). ISDN (не совсем по-русски называемая цифровой сетью связи с интеграцией служб) представляет собой цифровую технологию, позволяющую передавать данные со скоростью 144 Кбит/с. Для этого используется схема кодирования 2В1Q. Скорость передачи данных 144 Кбит/с складывается из двух каналов В по 64 Кбит/с каждый, используемых для передачи голоса и данных, и одного служебного канала D 16 Кбит/с для передачи управляющих сигналов. Каналы В могут использоваться как два отдельных голосовых канала, два канала передачи данных со скоростью 64 Кбит/с, как два отдельных канала передачи голоса и данных, а также совместно для передачи данных со скоростью 128 Кбит/с.

Рисунок 7

Технологии xDSL позволяют значительно увеличить скорость передачи данных по медным парам телефонных проводов, при этом не требуя глобальной модернизации абонентской кабельной сети. Именно возможность преобразования существующих телефонных линий, при условии проведения определенного объема подготовительных технических мероприятий, в высокоскоростные каналы передачи данных и является основным преимуществом технологий xDSL.

Данные технологии позволяют значительно расширить полосу пропускания медных абонентских телефонных линий. Любой абонент, пользующийся обычной телефонной связью, является потенциальным кандидатом на то, чтобы с помощью одной из технологий xDSL значительно увеличить скорость своего соединения с сетью Интернет. При этом предусмотрено и сохранение нормальной работы обычной телефонной связи, вне зависимости от «общения» пользователей с сетью Интернет (рисунок 8).

Рисунок 8

Использование оптико-волоконного кабеля для подключения к узлу доступа абонентов, находящихся от этого узла на большом расстоянии, выгодно тогда, когда количество потенциальных пользователей, которым необходим высокоскоростной доступ в сеть Интернет, позволяет заполнить (а следовательно и оплатить) всю полосу пропускания кабеля.

Все пользователи, имеющие доступ в сеть Интернет или собирающиеся его получить, хотят, чтобы системы доступа обеспечивали высокую и постоянно растущую скорость передачи данных по разумной цене. Причем многие пользователи также не только не против, но и стремятся к тому, чтобы их доступ в сеть Интернет был как можно теснее связан с теми средствами, которые позволяют им получать доступ к другим службам. Получить доступ в Интернет позволяют многие телекоммуникационные технологии и системы, имеющие свои плюсы и минусы, но наиболее простым методом организации доступа являются именно те технологии, которые позволяют «наложить» новейшие достижения на уже существующую инфраструктуру. В частности это относится к технологиям xDSL, которые позволяют передавать голос и данные по существующей абонентской кабельной сети, и наилучшим образом отражают потребность пользователей в организации высокоскоростного доступа в сеть Интернет. Они позволяют создать постоянно установленное соединение, обеспечивают высокую скорость передачи данных и оставляют возможность одновременного с работой в сети Интернет использования обычной телефонной связи.

4. Современные интернет-технологии интернет провайдер ресурс программа Интернет-технологии — технологии создания и поддержки различных информационных ресурсов в компьютерной сети Интернет: сайтов, блогов, форумов, чатов, электронных библиотек и энциклопедий.

А) Интернет-технологии в современном школьном образовании Необходимо учитывать выявление нескольких четко обозначенных подходов в области Интернет-образования. Для одних Интернет — это система самообразования, для которой необходим соответствующий выбор средств обучения, отбор содержания и его организация. Для других — система образования, предполагающая взаимодействие учителя и учащихся между собой. Для третьих — возможность творческого самовыражения. Для четвертых — вспомогательный, преимущественно информационный ресурс. Впрочем, многие склонны объединять все эти подходы. При этом не менее важно определиться, для какой формы обучения предполагается использовать интернет-технологии: для очной или дистанционной. Если для очной формы, важно определить, какие виды интеграции при этом предусматриваются. Если для дистанционной — какая модель дистанционного обучения имеется в виду. Все это не праздные вопросы. От их решения, дидактического обоснования зависит эффективность использования уже существующих ресурсов и услуг Интернет, а также организация информационно-образовательного пространства.

Обсуждению всех этих вопросов и была посвящена наша научно-практическая конференция, подводящая первые итоги использования интернет-технологий в обучении различным дисциплинам в общеобразовательной школе. Следует отметить, что в течение 2000;2001 учебного года на базе Интернет-центра ИОСО РАО шесть видеоконференций (по физике, географии, иностранным языкам, общественным дисциплинам, по проблемам дополнительного образования).

Участники конференции едины в понимании решающего значения Интернет-образования уже в самой близкой перспективе. Поэтому на первое место выходит вопрос объединения усилий всех субъектов данного процесса.

При этом четко выделяется несколько приоритетных направлений:

1. Психолого-педагогическое исследование последствий использования Интернет-технологий. Интернет несет в себе уникальные возможности культурного, интеллектуального, нравственного развития личности. Но, с другой стороны, стремительно развиваются агрессивные, деструктивные информационные ресурсы, направленные на разрушение личности, обращенные к низменным интересам молодежи, призывающие к жестокости, насилию. Какое направление окажется более сильным по своему психологическому воздействию? Необходимо в качестве приоритетного направления стремиться к созданию единого позитивного информационно-образовательного пространства России, а в дальнейшем и мира.

2. Определение дидактических функций ресурсов и услуг Интернет. Сетевые, компьютерные технологии в настоящее время позволяют решать такой широкий круг педагогических проблем, о которых еще недавно можно было только мечтать. Вместе с тем, участники конференции отмечают опасную тенденцию к увлечению со стороны педагогов именно технологическими возможностями Интернет без учета педагогической целесообразности. Приоритет в учебном процессе, системах образования должен всегда быть за дидактическими задачами, внимательным учетом психологических особенностей работы человека в условиях сети, будь то индивидуальная деятельность или совместная деятельность группы учащихся.

3. Разработка конкретных методик использования этих ресурсов и услуг на уроке и во внеурочной деятельности учащихся. Эта задача касается в первую очередь учебно-воспитательного процесса, учитывая направленность современного школьного образования на интеллектуальное и нравственное развитие личности, формирование критического мышления, умения работать с информацией. Большой вклад в культуросообразный и природосообразный характер современного образования может и должна внести система дополнительного образования.

4. Организация системы дистанционного обучения, которая может позволить решить, с одной стороны, целый ряд острых социальных проблем, с другой, будет способствовать формированию единого мирового образовательного пространства. Это не только задача интеллектуального развития личности, но и политическая, экономическая задача, позволяющая при грамотном подходе к ее решению реализовать важнейшую задачу демократизации образования, задачу взаимодействия культур, интеграции систем образования в мировой практике (очных и дистанционных), с учетом региональных и национальных особенностей.

5. Создание единого информационно-образовательного пространства школы как важнейшего элемента реализации принципа открытости образования. В настоящее время на пути создания такого пространства существует множество сложностей. Многое напрямую связано с финансированием опережающих теоретических и практических исследований в этой области. В педагогике такие опережающие исследования имеют не меньшее значение, чем в других областях знания.

6. Разработка нормативно-правовой базы Интернет-образования. Подготовка подобного рода документации (включая законодательство) должна проводиться с участием и учетом мнения представителей науки и практики, занимающихся исследованиями проблем обучения в общеобразовательной школе.

7. Деятельность получивших в последнее время признание виртуальных методических объединений должна быть четко встроена в систему повышения квалификации и переподготовки учителей; осуществляться на регулярной основе при соответствующей финансовой поддержке.

8. Необходим систематический контакт между педагогами и разработчиками обучающих компьютерных программ. Делать качественный образовательный продукт должно быть престижно и выгодно.

9. Работа в области Интернет-образования должна адекватно освещаться в электронных и печатных изданиях, что в свою очередь поможет привлечению дополнительных интеллектуальных и финансовых ресурсов в данную сферу.

Учитывая все сказанное, участники конференции считают необходимым:

1. Обратиться ко всем заинтересованным организациям, способным инвестировать научные исследования в этой области с предложением организовать ВНИКи с целью теоретической разработки проблем Интернет-образования.

2. Организовать на базе ИОСО РАО Виртуальный ресурсный образовательный Центр с целью консолидации усилий ученых и педагогов-практиков в области теоретических исследований и практической деятельности в дистанционной форме обучения.