Учебно-методический комплекс по дисциплине дв1 «Технологии создания web-сайтов»

1.1. История возникновения и развития Веб

1.1.1. Понятие "Интернет"

В наше время нельзя представить человека, не использующего информационные технологии. Но если в двадцатом веке передовыми технологиями считались радио, телевидение и телефонная связь, то в двадцать первом веке на первый план выходит Интернет. Гигантские объемы текстовой, аудио-видео информации, новостные ленты, блоги, социальные сети, игры и многое, многое другое. В настоящее время подключиться к Интернету можно через спутники связи, радиоканалы, кабельное телевидение, телефон, сотовую связь, специальные оптико-волоконные линии или электропровода. Всемирная сеть стала неотъемлемой частью жизни в развитых и развивающихся странах.

В течение всего пяти лет Интернет достиг аудитории свыше 50-ти миллионов пользователей. Другим средствам массовой информации потребовалось гораздо больше времени для достижения такой популярности [1]: Радио – 38 лет, Телевидение – 13 лет.

Попробуем разобраться в этом многогранном понятии " Интернет ". Рассмотрим определения в различных источниках:

Интернет (Internet, сокр. от Interconnected Networks – объединенные сети) [2] – глобальная телекоммуникационная сеть информационных и вычислительных ресурсов. Служит физической основой для Всемирной паутины. Часто упоминается как Всемирная сеть, Глобальная сеть, либо просто Сеть.
Интернет (Internet от international net – международная сеть) [3] – всемирная компьютерная сеть (информационная система связи, объединяющая множество компьютеров во всем мире).
Интернет (Сеть Интернет, Internet) – глобальная информационная сеть, части которой логически взаимосвязаны друг с другом посредством единого адресного пространства, основанного на протоколе TCP/IP [4]. Интернет состоит из множества взаимосвязанных компьютерных сетей и обеспечивает удаленный доступ к компьютерам, электронной почте, доскам объявлений, базам данных и дискуссионным группам.
Интернет (Internet – inter + net – объединение сетей) [5] – всемирная компьютерная сеть, объединяющая миллионы компьютеров в единую информационную систему.

Когда слово internet написано со строчной буквы, оно означает просто объединение сетей (interconnected networks) посредством маршрутизации пакетов данных [6]. В этом случае не имеется в виду глобальное информационное пространство Интернет (Internet). В неанглоязычной или нетехнической среде эти понятия обычно не различают.

Словарь русского языка Российской академии наук под редакцией В. В. Лопатина рекомендует [7] написание слова с прописной буквы: Интернет. Написание со строчной буквы используется в сложных словах, таких как "интернет-портал" и "интернет-магазин".

Некоторые издания (Яндекс, РОЦИТ, "Коммерсантъ", "Наука и жизнь", "Студия Артемия Лебедева" [8] и др.) считают, что собственное имя Всемирной сети уже стало нарицательным и пишут "интернет" с маленькой буквы.

Слово " Интернет " склоняется по правилам русской грамматики как существительное мужского рода, ничем не отличаясь от таких слов, как интернат и интерфейс. Поэтому писать следует: "в Интернете ", "структура Интернета " [8, 9]. Однако в настоящее время также распространено письменное употребление слова как несклоняемого: "подключиться к Интернет ", "из Интернет ".

Далее в лекции слово " Интернет " будет употребляться с большой буквы.

В настоящее время, когда слово Интернет употребляется в обиходе, чаще всего имеется в виду Всемирная паутина ( World Wide Web – концепция, предложенная Т.Бернерс-Ли в 1990 [10]) и доступная в ней информация, а не сама физическая сеть.

По данным известной консалтинговой компании IDC [11] к середине 2008 года число пользователей, регулярно использующих Интернет, составило около 1,5 млрд. человек (около четверти населения Земли), а объем данных, хранящихся в Интернете, вплотную приблизился к отметке в 500 экзабайтов (500 млрд. Гб) весной 2009 г. При этом по прогнозам аналитиков, к 2011 году количество данных вырастет еще в 2 раза, а к 2016 году Интернет будет насчитывать более 2 миллиардов пользователей.

Некоторые юридические аспекты Интернета [2]:

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.
В Интернете 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, подключенным к Сети, так же, как и телефонная сеть.
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.

1.1.2. Хронология

Далее в хронологическом порядке опишем некоторые вехи в развитии Интернета [12,13, 14, 15, 16]:

1957 год. Запуск в СССР первого искусственного спутника Земли – начало технологической гонки между СССР и США, приведшей, в итоге, к созданию глобальной сети Интернет.

1958 год. В США при Министерстве обороны создано Агентство Передовых Исследовательских Проектов – Advanced Research Projects Agency (ARPA).

1961 год. Студент Массачусетского Технологического Института Леонард Клейнрок описывает технологию, способную разбивать файлы на куски и передавать их различными путями через сеть.

1963 год. Руководитель компьютерной лаборатории ARPA Джон Ликлидер предлагает первую, детально разработанную концепцию компьютерной сети "Galactic Network".

1967 год. Ларри Робертс предлагает связать между собой компьютеры ARPA. Компьютерная сеть была названа ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network).

29.10.1969 года. В 21:00 между двумя первыми узлами сети ARPANET, находящимися на расстоянии в 640 км. (в Калифорнийском университете Лос-Анджелеса (UCLA) и в Стэнфордском исследовательском институте (SRI)) провели сеанс связи. Чарли Клайн пытался выполнить удаленное подключение к компьютеру в SRI. Успешную передачу каждого введенного символа его коллега Билл Дювалль из SRI 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 днем рождения Интернета.

1971 год. Рэй Томлисон, программист из "Bolt Beranek and Newman", разрабатывает систему электронной почты и предлагает использовать значок @.

1973 год. Через трансатлантический телефонный кабель к сети были подключены первые иностранные организации из Великобритании и Норвегии.

1974 год. Открыта первая коммерческая версия ARPANET – сеть Telenet.

1975 год. Джоном Витталом, программистом из университета южной Калифорнии, разработана первая современная почтовая программа, имеющая функциональность "Ответить" и "Переслать".

1976 год. Роберт Меткалф, сотрудник исследовательской лаборатории компании Xerox, создает Ethernet – первую локальную компьютерную сеть.

1977 год. Число хостов достигло ста. Деннис Хейс и Дейл Хезерингтон разработали первый компьютерный модем.

1978 год. Разработана первая доска объявлений (BBS). 1978 год также является годом, который принес первое нежелательное коммерческое сообщение по электронной почте, которое было разослано 600-ам пользователям калифорнийского Arpanet Гарри Зарком.

1979 год. Разработана первая многопользовательская игра MUD (сокращенно от "многопользовательский лабиринт").

1980 год. Европейская организация по ядерным исследованиям CERN запустила ENQUIRE (написанную Тимом Бернерсом-Ли) – первую гипертекстовую программу.

1982 год. Рождение современного Интернета – ARPA создала единый сетевой язык TCP/IP. Активную роль в разработке и стандартизации сетевых протоколов играл Джон Постел.

1983 год. 1 января 1983 года сеть ARPANET перешла с протокола NCP на TCP/IP, что позволило разделить эту сеть на MILNET, собственно сеть для военных нужд, и ARPANET, использовавшуюся в исследовательских целях.

1984 год. Число хостов превысило тысячу. Разработана система доменных имен ( Domain Name System, DNS ). DNS позволила создать масштабируемый распределенный механизм для отображения иерархических имен компьютеров в Интернет -адресах. В этом же году в университете Висконсии был создан сервер доменных имен (Domain Name Server, DNS ).

Также в 1984 году у сети ARPANET появился серьезный соперник: Национальный научный фонд США (NSF) основал обширную межуниверситетскую сеть NSFNet (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.

1985 год. Стюарт Брэнд и Ларри Бриллиант разработали WELL (Whole Earth Lectronic Link), одно из старейших виртуальных сообществ.

1988 год. Разработан протокол Internet Relay Chat (IRC), благодаря чему в Интернете стало возможно общение в реальном времени (чат). Запущен один из первых крупных Интернет червей "Червь Морриса", написанный Робертом Моррисом Таппан и вызвавший серьезные перебои в больших частях Интернета.

1989 год. Число хостов превысило 10 тысяч. В CERN родилась концепция Всемирной паутины, предложенная британским ученым Тимом Бернерсом-Ли. Он же в течение двух лет разработал протокол HTTP, язык HTML и идентификаторы URI.

1990 год. В 1990 году сеть ARPANET прекратила свое существование, полностью проиграв конкуренцию NSFNet. В том же году было зафиксировано первое подключение к Интернету по телефонной линии (Dialup access).

1991 год. CERN создала протокол World Wide Web (WWW). Компанией NCR Corporation/AT&T создан Wi-Fi.

1993 год. Число Интернет -хостов превысило 2 млн., в Сети действует 600 сайтов. Марком Андреесеном в Университете штата Иллинойс создан первый общедоступный графический Интернет -браузер Mosaic.

1994 год. Образовался консорциум W3C (W3 Consortium), который объединил ученых из разных университетов и компаний (в том числе Netscape и Microsoft). С этого времени комитет стал заниматься всеми стандартами в мире Интернета.

1995 год. NSFNet вернулась к роли исследовательской сети, маршрутизацией всего трафика Интернета теперь занимались сетевые провайдеры, а не суперкомпьютеры Национального научного фонда. Java и JavaScript (первоначально назван LiveScript его создателем, Бренданом Айхом, и включен в состав браузера Netscape Navigator) были впервые представлены публике. Консорциум W3C разработал спецификацию HTML 2.0. В данной версии появилась возможность передачи информации с компьютера пользователя на сервер с помощью форм.

1996 год. В мире существует 12.8 млн. хостов и 500 тыс. сайтов. Началось соревнование между браузерами Netscape, созданным под руководством Марка Андреесона, и Internet Explorer, разработанным компанией Microsoft. Была запущена первая веб-служба электронной почты – HoTMaiL.

1997 год. Начал использоваться термин "блог". В январе 1997 г. W3C создал и принял HTML 3.2. Впервые была введена система CSS (Cascading Style Sheets). CSS позволяет осуществить форматирование текста без нарушения логической и структурной разметки. А уже в декабре 1997 г. W3C принимает стандарт HTML 4.0, в котором идет разделение на логические и визуальные теги.

1998 год. Основана компания Google.

1999 год. Впервые предпринята попытка цензуры Интернета. В ряде стран государственными органами предприняты серьезные усилия, чтобы технически блокировать доступ пользователей к определенным серверам и сайтам.

2001 год. Запущена Wikipedia, по объему сведений и тематическому охвату считающаяся сейчас самой полной энциклопедией из когда-либо создававшихся за всю историю человечества.

2002 год. Сеть Интернет связывает 689 млн. человек и 172 млн. хостов.

2003 год. Создан Skype, предоставляющий возможность голосовой связи между компьютерами (VoIP) через Интернет.

2004 год. Открыт Facebook, по состоянию на 2010 год, насчитывающий свыше 400 миллионов активных участников.

2005 год. Запущен YouTube.

2006 год. Запущен Twitter.

2007 год. Появился iPhone, который почти полностью отвечает за повышенный интерес к мобильным веб-приложениям.

2008 год. Число пользователей, регулярно использующих Интернет, составило около 1,5 млрд. человек (около четверти населения Земли).

2010 год. Прямой доступ в Интернет получил экипаж Международной космической станции.

1.1.3. Принципы работы

Различают логическую и физическую модели Интернета. Под логической, прежде всего, понимают Всемирную паутину ( World Wide Web ), а под физической – компьютеры, серверы и средства передачи данных между ними.

1.1.3.1. Физическая модель

Чтобы различные компьютеры сети могли взаимодействовать, они должны использовать один и тот же протокол. Систему протоколов Интернет называют "стеком протоколов TCP/IP ".

Стек TCP/IP объясняется следующими его свойствами [17]:

Это наиболее завершенный стандартный и в то же время популярный стек сетевых протоколов, имеющий многолетнюю историю.
Почти все большие сети передают основную часть своего трафика с помощью протокола TCP/IP.
Это метод получения доступа к сети Интернет.
Этот стек служит основой для создания intranet-корпоративной сети, использующей транспортные услуги Интернет и гипертекстовую технологию WWW.
Все современные операционные системы поддерживают стек TCP/IP.
Это устойчивая масштабируемая межплатформенная среда для клиент-серверных приложений.

Так как стек TCP/IP был разработан до появления модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, то соответствие уровней стека TCP/IP уровням модели OSI достаточно условно.

В табл. 1.1 показано, как протоколы TCP/IP можно вписать в модель OSI [18]:

Таблица 1.1. Протоколы TCP/IP в модели OSI
7	Прикладной	HTTP, SMTP, SNMP, FTP, Telnet, scp, SMB,NFS, RTSP, BGP
6	Представительский	XDR, ASN.1, AFP
5	Сеансовый	TLS, SSL, ISO 8327 / CCITT X.225, RPC, NetBIOS, ASP
4	Транспортный	TCP, UDP, RTP, SCTP, SPX, ATP, DCCP, GRE
3	Сетевой	IP, ICMP, IGMP, CLNP, OSPF, RIP, IPX, DDP
2	Канальный	Ethernet, Token ring, PPP, HDLC, X.25, Frame relay, ISDN, ATM, MPLS, Wi-Fi, ARP, RARP
1	Физический	электрические провода, радиосвязь, оптоволоконные провода

На рис. 1.1 показано как 4 уровня протокола TCP/IP можно сравнить с уровнями модели OSI [17, 19].

Рис. 1.1. Сравнение модели OSI и стека TCP/IP

Самый нижний (уровень IV, можно условно его назвать "Физический") соответствует физическому и канальному уровням модели OSI. Этот уровень в протоколах TCP/IP не регламентируется, но поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровня.

Следующий уровень (уровень III, можно условно его назвать "Сетевой") – это уровень межсетевого взаимодействия, который занимается передачей пакетов с использованием различных транспортных технологий локальных сетей, территориальных сетей, линий специальной связи и т. п.

Следующий уровень (уровень II, можно условно его назвать "Транспортный") называется основным. На этом уровне функционируют протокол управления передачей TCP (Transmission Control Protocol) и протокол дейтаграмм пользователя UDP (User Datagram Protocol). Протокол TCP обеспечивает надежную передачу сообщений между удаленными прикладными процессами за счет образования виртуальных соединений. Протокол UDP обеспечивает передачу прикладных пакетов дейтаграммным способом, как и IP, и выполняет только функции связующего звена между сетевым протоколом и многочисленными прикладными процессами.

Верхний уровень (уровень I, можно условно его назвать "Прикладной"). К нему относятся такие широко используемые протоколы, как протокол копирования файлов FTP (File Transfer Protocol), протокол эмуляции терминала telnet, почтовый протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), используемый в электронной почте сети Интернет, гипертекстовые сервисы доступа к удаленной информации, такие как WWW и многие другие.

Есть еще целый ряд протоколов, еще не стандартизированных, но уже очень популярных в Интернете:

OSCAR;
CDDB;
MFTP (сеть eDonkey2000);
BitTorrent;
Gnutella;
Skype.

Эти протоколы в большинстве своем нужны для обмена файлами и текстовыми сообщениями, на некоторых из них построены целые файлообменные сети.

Каждый компьютер в сети TCP/IP имеет адреса трех уровней:

Локальный адрес узла, определяемый технологией, с помощью которой построена отдельная сеть, в которую входит данный узел. Для узлов, входящих в локальные сети – это МАС-адрес сетевого адаптера или порта маршрутизатора, например, 11-А0-17-3D-BC-01.
IP-адрес, состоящий из 4 байт, например, 109.26.17.100. Этот адрес используется на сетевом уровне. Он назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов или автоматически с помощью протокола DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).
Символьный идентификатор-имя, например, EXAMPLE.COM. Этот адрес назначается администратором и состоит из нескольких частей, например, имени машины, имени организации, имени домена. Такой адрес, называемый также DNS -именем, используется на прикладном уровне, например, в протоколах FTP или telnet.

1.1.3.2. Логическая модель

Всемирная паутина ( World Wide Web, Веб) [20] – распределенная система, предоставляющая доступ к связанным между собой документам, расположенным на различных компьютерах, подключенных к Интернету.

Всемирная паутина основывается на архитектуре клиент-сервер [21]. И на сервере, и на клиенте должно быть установлено дополнительное программное обеспечение – Веб-сервер и Веб-обозреватель соответственно. Это программное обеспечение поддерживает стандартный протокол передачи гипертекстов ( HTTP ), а также ряд других протоколов, в частности, протокол передачи файлов ( FTP ). Архитектура клиент-сервер означает, что взаимодействие пользовательского компьютера с Интернетом происходит следующим образом:

пользователь вводит адрес ( URI или URL ) Веб-документа, который он хочет просмотреть;
Веб-обозреватель формирует соответствующий HTTP -запрос к Веб-серверу;
Веб-сервер находит в Сети запрошенный документ и передает его обозревателю в качестве отклика на запрос (в конечном счете, Веб-сервер находит соответствующий файл на локальном жестком диске и отправляет его по сети запросившему компьютеру);
обозреватель интерпретирует полученный документ и отображает его пользователю (отображает гипертекст).

Для идентификации ресурсов (зачастую файлов или их частей) во Всемирной паутине используются единообразные идентификаторы ресурсов URI (англ. Uniform Resource Identifier). Для определения местонахождения ресурсов в сети используются единообразные локаторы ресурсов URL (англ. Uniform Resource Locator). Такие URL -локаторы сочетают в себе технологию идентификации URI и систему доменных имен DNS (англ. Domain Name System ) – доменное имя (или непосредственно IP-адрес в числовой записи) входит в состав URL для обозначения компьютера (точнее – одного из его сетевых интерфейсов), который исполняет код нужного веб-сервера.

Всемирная паутина неразрывно связана с понятиями гипертекста и гиперссылки. Большая часть информации в Веб представляет собой именно гипертекст. Для облегчения создания, хранения и отображения гипертекста во Всемирной паутине традиционно используется язык HTML (HyperText Markup Language), язык разметки гипертекста. После HTML -разметки получившийся гипертекст помещается в файл. После того, как HTML -файл становится доступен веб-серверу, его начинают называть "веб-страницей". Набор веб-страниц образует веб-сайт. В гипертекст веб-страниц добавляются гиперссылки. Гиперссылки помогают пользователям Всемирной паутины легко перемещаться между ресурсами (файлами) вне зависимости от того, находятся ресурсы на локальном компьютере или на удаленном сервере. Гиперссылки в Веб основаны на технологии URL.

В целом можно заключить, что Всемирная паутина стоит на "трех китах" [22, 23]:

язык гипертекстовой разметки документов HTML (HyperText Markup Language);
универсальный способ адресации ресурсов в сети URL (Universal Resource Locator);
протокол обмена гипертекстовой информацией HTTP (HyperText Transfer Protocol).

В последнее время HTML начал несколько сдавать свои позиции и уступать их более современным технологиям разметки: XHTML и XML [20]. XML (eXtensible Markup Language) позиционируется как фундамент для других языков разметки. Для улучшения визуального восприятия Веба стала широко применяться технология CSS, которая позволяет задавать единые стили оформления для множества веб-страниц.

Популярная концепция развития сети Интернет – создание семантической паутины. Семантическая паутина – это надстройка над существующей Сетью, которая призвана сделать размещенную в ней информацию более понятной для компьютеров. О семантической паутине подробнее будет рассказано в 23 лекции.

1.1.4. Ключевые термины

Интернет, Всемирная паутина, TCP/IP, FTP, SMTP, UDP, МАС-адрес, IP-адрес, DHCP, DNS, HTML, URI, URL, HTTP, Семантическая паутина, XML.