Урок 5. Структура Інтернету. Адресація в Інтернеті. Способи під'єднання до Інтернету.

Цілі:
  • навчальна: познайомити учнів зі структурою Інтернету, способами передавання даних в мережі та їх протоколами, навчити визначати IP адреси Інтернет ресурсів, познайомитись із способами під'єднання до Інтернету;
  • розвивальна:  розвивати логічне мислення; формувати вміння діяти за інструкцією, планувати свою діяльність, аналізувати i робити висновки;
  • виховна:  виховувати інформаційну культуру учнів, уважність, акуратність, дисциплінованість.
Тип уроку: засвоєння нових знань;  
Хід уроку
І. Організаційний етап
  • привітання
  • перевірка присутніх
  • перевірка готовності учнів до уроку
ІІ. Актуалізація опорних знань
Дайте відповіді на запитання:
  • Що називають комп'ютерною мережею?
  • Назвіть типи комп'ютерних мереж.
  • Що може бути каналом зв'язку в комп'ютерній мережі?
  • Які типи каналів зв'язку ви знаєте?
  • Що називають протоколом передачі даних?
  • Як можна змінити адресу комп'ютера в мережі?
  • Як перевірити наявність фізичного з'єднання між ПК?
ІІІ. Оголошення теми та мети уроку . Мотивація навчальної діяльності
          Працюючи з локальною мережею, ми маємо доступ до інформації, яка розміщена на комп’ютерах нашої школи. А як бути, якщо необхідна інформація знаходиться на сервері, що знаходиться в Росії або Великобританії? (Учні висловлюють власні думки — Інтернет.)
Спробуйте одним реченням охарактеризувати термін — мережа Інтернет.
IV. Вивчення нового матеріалу
Які ресурси належать до глобальної мережі?
Кожний комп’ютер має апаратні, програмні та інформаційні ресурси. Аналогічні за типом ресурси має й кожна комп’ютерна мережа, у тому числі й Інтернет.
Апаратні ресурси глобальної мережі — це під’єднані до Інтернету комп’ютери, канали передавання даних і мережеве обладнання.
Усі апаратні компоненти Інтернету можуть діяти в єдиній глобальній мережі як на постійній, так і на тимчасовій основі. Фізичний вихід з ладу або тимчасове відключення окремих ділянок Інтернету, непрацездат­ність окремих комп’ютерів, що належать до глобальної мережі, ніяк не впливають на можливість функціонування самої мережі.
Під’єднавши свій комп’ютер до Інтернету, користувач використовує апаратні ресурси того комп’ютера, який забезпечує це під’єднання. Він виділяє для вирішення завдань користувача частину потужності свого процесора, частину оперативної пам’яті й у багатьох випадках — частину свого простору на жорстких дисках або накопичувачах іншого типу.
Програмні ресурси Інтернету становлять програми, за допомогою яких забезпечується функціонування мережі.
Роботу користувача глобальної мережі обслуговують тисячі програм, що працюють на серверах і робочих станціях. Усі ці програми комусь на­лежать за правом власності (їхнім виробникам) і за правом на викорис­тання (тим, у кого вони встановлені). Без таких програм використовувати різні ресурси Інтернету неможливо. Одні програми встановлюються в ко­ристувача на робочій станції, що під’єднується до Інтернету; інші програ­ми встановлюються на вузлових комп’ютерах-серверах, що забезпечують певні послуги в глобальній мережі.
Інформаційні ресурси Інтернету становлять документи, які зберіга­ються на серверах глобальної мережі. Ці ресурси можуть бути відкритими або закритими. Велика частина інформаційних ресурсів Інтернету — від­криті ресурси: тексти, зображення, звукові й відеозаписи тощо, якими можна користуватися вільно. Однак згідно із законом про авторське право, щоб отримати доступ до закритих інформаційних ресурсів, користувачеві необхідно оголосити свої права: як правило, для цього потрібно вести своє реєстраційне ім’я (login) і пароль (password). Права доступу можна або придбати (оплатити), наприклад, при зверненні до комерційних ресурсів, або отримати від адміністрації, наприклад, для співробітників підприємства, установи, відомства, навчального закладу.
Як формуються адреси ресурсів Інтернету?
Кожний ресурс Інтернету (апаратний, програмний, інформаційний) має свою адресу.
Для того щоб у мережі можна було обмінюватися даними, кожний комп’ютер отримує унікальну адресу (що не повторюється), яка назива­ється ІР-адресою (від англ. Internet Protocol address). За міжнародним стандартом, будь-яка ІР-адреса комп’ютера складається із чотирьох час­тин, розділених крапками:
***.***.***.***, де *** — число діапазону від 0 до 255.
Така адреса містить номер мережі та номер комп’ютера користувача в ній.
Отже, щоб звернутися до певного комп’ютера в мережі, слід вказати його ІР-адресу.
Така система адресації зручна для комп’ютерів, але незручна для лю­дини. У мережі Інтернет використовується також більш наочний спосіб — доменний спосіб адресації, коли весь простір адрес абонентів (користувачів Інтернету) поділяється на області, які називаються доменами. Цей спосіб базується на доменних іменах серверів, скорочено DNS (від англ. Domain Name Server), що складаються зі скорочень слів, записаних латинськими символами. Так само як IP-адреса, доменне ім’я однозначно визначає по­ложення сервера в мережі. При зверненні до комп’ютера за його доменним іменем воно буде автоматично перетворено на відповідну йому ІР-адресу. Наприклад, українська пошукова система <МЕТА>Україна має ІР-адресу 194.0.131.18, якій відповідає доменне ім’я  meta.ua.
Доменне ім’я будується за ієрархічним принципом, аналогічно до структури імен папок файлової структури. Ідентифікатори (імена) доменів дають змогу визначити, якій організації належить адреса й у якій країні ця організація розташована. Кількість доменів в адресі необмежена.
          Імена для доменів верхнього рівня видає інформаційний центр Інтер­нету (InterNIC), решту імен фіксують ті організації, яким такі права де­леговані. Ідентифікатори доменів верхнього рівня є стандартними, у до­менному імені вони записуються праворуч. Вони дають змогу визначити тип організації, якій належить ресурс, або країну, у якій ця організація розташована.
Організації, установи та окремі особи реєструють імена доменів другого рівня всередині доменів верхнього рівня.
Умовно можна вважати, що доменне ім’я комп’ютера має таку структуру:
Інформаційні ресурси, збережені на серверах, також мають адресу, яка може містити назву протоколу для доступу до інформаційного ресур­су (1), тип ресурсу (2), адресу сервера, на якому він зберігається (3), назву папки (4) та ім’я файла відповідного документа тощо. Такі відомості на­зиваються URL-адресою (від англ. Uniform Resource Locator — уніфіко­ваний локатор ресурсу), яку часто називають адресою ресурсу чи просто адресою.
Як під’єднатися до Інтернету?
Для під’єднання комп’ютера до мережі Інтернет необхідно мати ко­мунікаційне обладнання (це може бути модем, кабельний модем, адап­тер, пристрій обслуговування каналу й даних для виділених ліній тощо), канал зв’язку та спеціальні комунікаційні програми. Також слід обрати організацію, яка обслуговує користувачів, забезпечує їх певним набором послуг, необхідних для використання ресурсів Інтернет. Такі організації називають провайдерами.
Інтернет-провайдер, або провайдер, — організація, яка надає послуги доступу до Інтернету та інші пов’язані з Інтернетом послуги.
До послуг, які надає інтернет-провайдер, можуть належати:
  • доступ до Інтернету комутованими й виділеними каналами;
  • безпровідний доступ до Інтернету;
  • виділення дискового простору для зберігання й забезпечення роботи сайтів (хостинг);
  • підтримка роботи поштових скриньок або віртуального поштового сервера;
  • розміщення устаткування клієнта на «території» провайдера;
  • оренда виділених та віртуальних серверів;
  • резервування даних тощо.
Усі провайдери Інтернету надають майже однаковий комплект по­слуг, однак може відрізнятися якість з’єднання, швидкість передавання даних залежно від технології зв’язку тощо, тому ціни на послуги провай­дерів є різними. Вибір конкретного провайдера — це завдання, у якому слід враховувати вплив багатьох факторів, зокрема:
  • пропускну здатність каналу, за допомогою якого провайдер під’єднується до глобальної мережі, та рівень завантаження цього каналу;
  • ціну підключення, щомісячну абонентську плату. Цей показник може відрізнятися в різних провайдерів у 1,5-2 рази, але ціна здебільшого залежить від якості зв’язку;
  • якість каналів, які обслуговують провайдера.
Залежно від бажань і фінансових можливостей користувач обирає один зі способів доступу до Інтернету:
  • постійне з’єднання через виділений канал зв’язку;
  • підключення до телефонної лінії;
  • доступ за допомогою мереж кабельного телебачення;
  • доступ засобами безкабельних каналів зв’язку.
Високу швидкість передавання даних у глобальних мережах забезпе­чують технології DSL, з’єднання за допомогою мереж кабельного телеба­чення, Wi-Fi, WiMAX, супутниковий зв’язок тощо. Вони дають змогу в реальному часі передавати аудіо- й відеофайли та користуватися інтерак­тивними програмами для комунікації.
Виділені лінії забезпечують цілодобове підключення комп’ютера до світової мережі. Переважно прокладаються спеціальні потужні лінії, що дають змогу швидко та якісно передавати дані в цифровому форматі; це можуть бути оптоволоконні лінії або вита пара. Цей спосіб гарантує надійний зв’язок та постійну пропускну здатність. Іноді в місцях, де немає можливості прокласти такі лінії, використовують телефонні лінії.
Послуги DSL пропонуються телефонними станціями додатково до зви­чайного телефонного зв’язку. Варіанти DSL розрізняються швидкістю вхід­ного й вихідного потоків даних, а також максимальною відстанню, на яку можливе передавання сигналу (наприклад, не далі ніж 5300 м від телефон­ної станції для ADSL). Кожен користувач може вибрати потрібний варіант, виходячи з необхідних характеристик доступу й вартості послуг.
Компанії кабельного телебачення також надають послуги під’єднання до Інтернету тими самими каналами, якими передаються телевізійні сигнали. Для такого зв’язку потрібен кабельний модем, підключений до мережі постійно.
Кабельна технологія передбачає односторонню (лише від телевізійної компанії до користувача) або двосторонню передачу даних із пропускною здатністю до 1 Гбіт/с. Перевагою такого з’єднання є досить низька ціна.
Безкабельні засоби комунікації порівняно з кабельними здебільшого мають нижчу швидкість передавання даних, однак у деяких ситуаціях у них є переваги. Зокрема, якщо встановити постійне з’єднання по кабелях неможливо, а також якщо користувач подорожує або перебуває у відря­дженні в іншому місці чи країні.
Сукупна назва безкабельних технологій для доступу до Інтернету з мо­більних пристроїв — мобільний Інтернет. Проте його можуть використо­вувати як мобільні пристрої, так і стаціонарні.
          Нині розвивається вже четверте покоління мобільного зв’язку 4G (від англ. Fourth generation — четверте покоління) та розробляється й тес­тується технологія 5G, яку планують впроваджувати близько 2020 р. 3G і 4G — це мобільні технології безкабельного зв’язку, до яких належать не тільки радіозв’язок, а й високошвидкісний доступ до Інтернету з каналом передачі даних. Кожне покоління зв’язку має свої технології, які потре­бують нового обладнання, обслуговування, а часто й наявності вільних частот. Усі ці вимоги збільшують час між розробкою та впровадженням мережі приблизно на 10 років. Так, мережі 3G почали розробляти ще в 1990-х, а впроваджені в деяких країнах вони були лише у 2000-х ро­ках, в Україні ж їхнє впровадження триває до сьогодні; 4G розробляють з 2000-х, а їхнє впровадження почалося тільки з 2010 р.
Відповідно до специфікації Міжнародного союзу електрозв’язку мережі 3G повинні мати такі параметри:
  • мінімальна швидкість передачі даних 2 Мбіт/с для стаціонарних об’єктів і користувачів, що переміщуються з низькою швидкістю;
  • мінімальна швидкість передачі даних 348 Кбіт/с для користувачів, що переміщуються з високою швидкістю.
Мережі четвертого покоління повинні мати такі параметри:
  • протоколи пакетної передачі даних;
  • мінімальна швидкість передачі даних 1 Гбіт/с для стаціонарних об’єктів і користувачів, що переміщуються з низькою швидкістю;
  • мінімальна швидкість передачі даних 100 Мбіт/с для користувачів, що переміщуються з високою швидкістю.
Сучасним стандартом безкабельної високошвидкісної передачі даних для мобільних пристроїв, який впроваджується в різних країнах світу, є LTE (від англ. Long Term Evolution — довготерміновий розвиток), марке­тингова назва — 4G LTE. Швидкість завантаження за стандартом LTE в теорії сягає 326,4 Мбіт/с.
Однією із сучасних технологій безкабельного зв’язку є Wi-Fi, що за­безпечує передавання цифрових даних радіоканалами. Для цього в пев­ній зоні встановлюють точки доступу, які з’єднують кабельну та безка­бельну мережі. Технологія забезпечує гарантований зв’язок з точкою доступу на відстані 50-200 м і може одночасно підтримувати декілька де­сятків активних користувачів. Швидкість передавання даних при такому з’єднанні сягає 300 Мбіт/с і вище.
Супутниковий зв’язок — це один з видів радіозв’язку, що використовує штучні супутники Землі як ретранслятори, тобто вони приймають сигнали із Землі, відновлюють їхню форму та знову пересилають на Землю.
V.  Інструктаж з ТБ
VI. Засвоєння нових знань, формування вмінь
VІІ. Підсумки уроку
Рефлексія
  • Що ми навчились на уроці
  • Що виявилось занадто важким
VІІI. Домашнє завдання
IХ.  Оцінювання роботи учнів