Historie Internetu. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 1

Transkript

1 Historie Internetu První počítačová síť na světě - ARPANET (1969) - měla vojenský charakter - propojovala čtyři univerzitní uzly. Všechny uzly byly rovnocenné, neexistoval centrální uzel (server) - přenosová rychlost 50 kbit/s. Důvodem budování této sítě byl požadavek, aby se dalo komunikovat i po případném jaderném napadení - každé dva uzly sítě byly propojeny více komunikačními linkami pro případ, že by jedna linka byla zničena. Úspěch projektu znamenal další rozvoj sítě ARPANET - v roce 1971 měl 15 vzájemně propojených uzlů - v roce 1984 už přes vedle vojenského výzkumu se síť začala používat i pro vyměňování osobních zpráv. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 1

2 Historie Internetu Z počátku neexistovala žádná norma komunikace mezi síťovými počítači (protokoly) - v roce 1974 vznikají systematické protokoly definující způsob komunikace mezi počítači. Zavedení TCP protokolu (Transmission Control Protocol), který řeší bezchybné vysílání i přijímání balíků dat po počítačové síti. Dále byl zaveden IP protokol (Internet Protocol), který se soustřeďuje na pohyb těchto balíků mezi odesílatelem a adresátem. Postupně jsou tyto protokoly spojeny do jednoho velkého balíku a v roce 1982 jsou protokoly TCP/IP zavedeny do sítě ARPANET jako standard. ARPANET byla první počítačová síť - její úspěch vedl ke zrodu dalších. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 2

3 Historie Internetu V roce 1981 vzniká v USA univerzitní počítačová síť BITNET - v Evropě vzniká v roce 1983 síť EARN (European Academic and Research Network). Obě sítě spolu byly propojeny a spolupracovaly mezi sebou - BITNET byl v roce 1988 zaveden do tehdější ČSSR. V roce 1986 startuje síť NSFNET, která spojuje 5 největších superpočítačových center v USA. Tato síť, založena Národní vědeckou nadací USA (National Science Foundatrion - NSF) v roce 1990 pohlcuje ARPANET a vzniká jedna počítačová supersíť - INTERNET. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 3

4 Historie Internetu Současně NSF umožnila každé škole nebo univerzitě v USA připojení k této síti - bránové počítače zpřístupňovaly počítačům v těchto institucích přístup k informacím a zároveň si uživatelé mohli dopisovat s komerčními organizacemi a přijímat komerční služby elektronicky. Od svého oficiálního vzniku v roce 1990 INTERNET roste závratným tempem - na začátku bylo k Internetu připojeno uživatelů - za 10 let (2000) již více než 300 milionů uživatelů, z toho v ČR kolem V současné době je Internet přístupný ve více než 100 státech planety - jeho růst se odhaduje na 15% měsíčně. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 4

5 Struktura Internetu Internet - systém mnoha propojených sítí po celé planetě - v literatuře je zařazován do kategorie sítí označovaných jako globální počítačové sítě (Wide Area Networks - WAN). Cílem Internetu je efektivní přenos dat mezi počítači připojenými do sítě - Internet nemá pro výměnu informací politické hranice. Každá informace putující Internetem obsahuje adresu cílového počítače - k němu by měla dospět co nejbližší cestou - pokud je část sítě poškozena, je použita náhradní cesta. Geograficky je Internet složen z menších počítačových sítí - jsou to lokální a metropolitní sítě. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 5

6 Struktura Internetu Lokální počítačová síť (Local Area Network - LAN) - používá se k vzájemnému propojení několika počítačových míst tak, že mohou komunikovat každé s každým - např. na úrovni jedné školy, firmy, budovy. Typická lokální počítačová síť sdružuje různé počítače jako PC, pracovní stanice, servery, tiskárny a grafické stanice. Význačné postavení v lokální síti mají servery (centrální počítačové stanice) - poskytují služby ostatním počítačům sítě, komunikují s počítači v Internetu a spravují informace. Metropolitní počítačová síť (Metropolitan Area Network - MAN) - počítačová síť na úrovni města nebo oblasti - sdružuje lokální počítačové sítě v dané oblasti. Metropolitní sítě jsou navzájem propojeny tzv. nosnými spoji (páteřní spoje), což jsou vysokorychlostní komunikační linky. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 6

7 Struktura Internetu Sítě WAN vznikají propojením sítí MAN - pokrývají-li geograficky území nějakého státu či národa, označují se jako národní Internety - z tohoto pohledu je Internet systémem vzájemně propojených národních Internetů. Globálními sítěmi, které jsou sdruženy v Internetu a pokrývají Českou republiku, jsou např. CESNET nebo EUNET. Připojení k Internetu - klienti LAN přes správce - dostaneme uživatelské jméno (login name, user name) a heslo (password). Individuální klienti - připojení k Internetu přímo z domova přes poskytovatele (provider) - přes pevnou telefonní linku, kabelovou televizní síť nebo bezdrátové připojení pomocí rádiových vln. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 7

8 Struktura Internetu Připojení uživatelé můžou využívat základní služby Internetu. Elektronická pošta - nejpoužívanější služba pro komunikaci po celém světě. Nadstavbou elektronické pošty jsou elektronické diskuzní skupiny a elektronické konference. Služba FTP (File Transfer Protocol) - přenášení souborů mezi počítači. Služba Telnet - WWW (World Wide Web) - celosvětová pavučina - prostřednictvím této služby lze vyhledávat, prohlížet, vytvářet a sdílet s ostatními uživateli tzv. hypertextové dokumenty umístěné na webovských stránkách. Elektronická pošta a WWW jsou nejčastěji používané internetové služby. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 8

9 Přenos informace Přenos informace na Internetu postupně zajišťuje řada specializovaných počítačů. Chceme-li libovolnou LAN připojit k Interetu, doplníme ji o směrovač (router) - ten umožňuje správné směrování informací, které se Internetem šíří. Směrovače se rozhodují podle tzv. směrovacích tabulek (obdoba silničních ukazatelů) a vybírají nejkratší putování informace mezi jejím zdrojem a místem určení. LAN je nutné před některými informacemi chránit (viry, spamy) - to zajistí ochranná zeď (firewall), která chrání LAN před neautorizovaným zásahem. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 9

10 Přenos informace Přenos informace mezi počítači Internetu se odehrává podle přesných, předem dohodnutých pravidel - hlavní důraz je kladen na to, aby byla přenesena úplná informace a ne jen její část. To zajišťují tzv. komunikační protokoly - všechny protokoly, které se v současnosti v internetu používají, jsou sdruženy do jedné velké skupiny označované jako protokoly TCP/IP, která zahrnuje kolem 100 protokolů. Pro elektronickou poštu jsou to např. protokoly SMTP, POP3, pro WWW protokol HTTP, dále protokoly FTP nebo Telnet podle stejnojmenných informačních služeb. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 10

11 Adresy počítačů Aby mohly být přenášeny na Internetu informace mezi počítači, musíme je opatřit adresami a veškerá komunikace mezi nimi pak probíhá s použitím těchto adres. Každý počítač v Internetu má svoji jedinečnou adresu, tzv. IP adresu (Internet Protocol Address) - IP adresa je souborem čísel v obecném tvaru aaa.bbb.ccc.ddd. Aby byla adresa počítačů v Internetu srozumitelná uživatelům, nesetkávají se uživatelé přímo s IP adresami, ale s tzv. DNS (Domain Name System) adresami - systémem doménových jmen. IP adresa je čtveřicí dekadických čísel oddělených tečkou IP adresa počítače na serveru chemik.upce.cz. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 11

12 Adresy počítačů IP adresa je obecně rozdělena na dvě části - na adresu sítě a adresu počítače - začátek se týká sítě, zbytek je pak adresou počítače uvnitř této sítě. Běžné IP adresy jsou rozděleny do tří tříd - jednotlivé třídy se liší poměrem velikosti adresy sítě a adresy počítače. Třída A - formát IP adresy je číslo sítě.číslo počítače.číslo počítače.číslo počítače - tato adresa je určena k adresování LAN s obrovským počtem počítačů (malý počet takových sítí) - lze adresovat více než 100 sítí s 17 milióny počítačů v každé síti. Třída B - formát IP adresy je číslo sítě.číslo sítě.číslo počítače.číslo počítače - tyto adresy se hodí pro středně rozsáhlé LAN - lze adresovat sítí s počítači v každé síti. Třída C - formát IP adresy je číslo sítě.číslo sítě.číslo sítě.číslo počítače - jsou určeny pro malé LAN - 2 miliony sítí s 250 počítači v každé síti. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 12

13 Adresy počítačů Přidělování síťových adres je věcí poskytovatele Internetu - přidělování je mezinárodně koordinováno tak, aby byla zajištěna celosvětová jednoznačnost - pro normální uživatele je nereálné získat adresu v jiné třídě než C. Nedostatek adres se vzrůstajícím počtem počítačů připojených k internetu protokol IPv4 nahradí v budoucnosti IPv6 rozšíření počtu možných adres + další vylepšení. DNS adresa je tvořena několika doménami potřebnými k identifikaci počítače - jednotlivé domény jsou odděleny tečkou a zaměřují počítač zprava doleva: doména n.....doména 2.doména 1 např. Doména nejvíce vpravo (doména 1 ) identifikuje stát - je to doména nejvyšší úrovně (Top-Level Domain) nebo také geografická doména. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 13

14 Adresy počítačů cz pro ČR, sk pro SR, de pro Německo, uk pro Velkou Británii, vyjímkou jsou USA, kde geografická doména charakterizuje organizaci: edu - vzdělávací, org - soukromá, com - komerční, mil - vojenská, net - síťová, int - mezinárodní, gov - vládní, nato - NATO. Všem ostatním doménám se říká popisné domény - blíže lokalizují působiště daného počítače. Celá DNS adresa je např. fcht.upce.cz - fcht je jméno serveru vyhrazeného pro Fakultu chemicko-technologickou. V případě WWW serverů často používáme jako jméno serveru www, např. je jméno serveru Univerzity Pardubice. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 14

15 Problémy Internetu Nelze tvrdit, že dnešní Internet funguje bez problémů a potíží - u něčeho tak velkého, co má tak dalekosáhlé dopady, ani nemá smysl očekávat něco jiného. Zásadní rozhodnutí o celkové koncepci Internetu, která padla ještě v dobách jeho hluboké minulosti, nejspíše byla správná a nejlepší možná ve své době, ale dnes již nemusí být úplně optimální. Snad největším zdrojem různých problémů je ale skutečnost, že Internet začíná mít čím dál větší společenský vliv - začíná ovlivňovat, co a jak lidé dělají, jak myslí, co považují za potřebné, atd. Internet tedy přechází z role čistě technické záležitosti do role společenského fenoménu, který ovlivňuje fungování lidské společnosti a její vývoj. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 15

16 Problémy Internetu Musíme mít ale na paměti jednu důležitou věc: Internet je ve své podstatě pouhý nástroj - tím, kdo fakticky způsobuje jakékoliv jeho změny a eventuálně problémy, je zase jenom člověk. Snaha řešit nejrůznější problémy, které Internet může způsobovat, je asi na místě a nemá smysl je bagatelizovat, na druhou stranu ale nemá taky cenu je přeceňovat či dokonce démonizovat. Tyto problémy se prostě musí řešit seriózně s dostatečnou znalostí problematiky - již dnes se přitom zřetelně ukazuje, že v případě Internetu nebude možné aplikovat běžné postupy platné pro okolní svět - např. různé administrativní zákazy či direktivní regulace. Dnes se v podstatě setkáváme s několika vážnými problémy, které můžeme tematicky rozdělit do čtyř skupin. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 16

17 Problém maximální snahy Jednou z podstatných vlastností dnešního Internetu je jeho fungování na principu maximální snahy. Jde o to, že mechanismy přenosu dat jsou vytvořeny tak, aby maximálně vyhověly požadavku uživatele, tzn., že dokud bude dostatečná kapacita přenosových cest, budou data přenášena tak, jak je uživatelem požadováno. Jakmile požadavky na přenos dat překročí využitelnou přenosovou kapacitu, začne přenosový mechanismus data ztrácet či alespoň zpožďovat jejich přenos, tzn. není garantován výsledek přenosu. Dnes tento princip vadí hlavně u multimediálních služeb Internetu prostřednictvím WWW - bohužel jeho fungování je už v Internetu hluboko zakořeněno, že bude velmi obtížné jej odstranit. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 17

18 Problém bezpečnosti Častým argumentem proti používání Internetu je poukaz na jeho malou bezpečnost - je tomu ale skutečně tak? Je pravda, že přenosové mechanismy Internetu nezabezpečují přenášená data, tzn. nijak je nekódují či jinak nezabezpečují proti nežádoucí manipulaci s nimi. Je to podobné jako u klasické telefonní sítě, kde je čistě po technické stránce velmi jednoduché odposlouchávat probíhající hovory přesto lidé běžně telefonují a sami si volí, co svěří relativně málo bezpečnému telefonu. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 18

19 Problém bezpečnosti Takže podobně můžeme chápat Internet jako nezabezpečenou přenosovou infrastrukturu a nepřenášet po něm taková data, která by neměla skončit v cizích rukou. Uživatelé si ale mohou zvýšit míru bezpečnosti sami, ovšem na vlastní náklady - na trhu dnes existuje široká nabídka bezpečnostních prvků včetně ochrany před neoprávněným přístupem do privátní sítě z vnějšího Internetu (ochrana proti hackerům). Otázka bezpečnosti Internetu se tedy přesouvá spíše do roviny individuálního kompromisu mezi mírou strachu a ochotou zaplatit za řešení zvyšující míru bezpečnosti. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 19

20 Problém nevhodných informací Dnes v zásadě platí, že na Internetu může kdokoliv zveřejnit jakoukoliv informaci. To je na jedné straně dobře, protože nejsou kladeny žádné překážky svobodné výměně informací, ale na druhé straně i špatně, protože se na internet mohou dostat nesprávné, chybné či dokonce úmyslně zkreslené nebo společensky nevhodné informace. Věrohodnost informací je tedy jedním z problémů současného Internetu - uživatel si musí sám rozhodnout, zda je pro něj daná informace dostatečně věrohodná. Velmi závažným problémem je přístup k informacím, které jsou z nějakého důvodu nevhodné - pornografie, rasismus, drogy, terorismus. Otázka, zda bránit samotnému zveřejnění takových informací (administrativní zásahy) nebo regulovat jejich dostupnost pro různé skupiny lidí. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 20

21 Problém lidského faktoru Jeden z nejvíce limitujících faktorů dalšího rozvoje Internetu daný individuálními rozdíly mezi lidmi. Úmyslné zneužívání rozesíláním nevyžádaných zásilek elektronickou poštou. Úmyslné napadávání lokálních počítačových sítí počítačová kriminalita. Laboratorní informační systém (LIS) - Internet přednáška 21