dr inż. Grzegorz Bliźniuk Zarządzanie systemami informatycznymi w administracji publicznej WYKŁAD 3: Sieci teleinformatyczne i dostęp do Internetu dr inż. Grzegorz Bliźniuk

  Projekt : „Odpowiedź na wyzwania gospodarki opartej na wiedzy: nowy program nauczania na WSHiP”. Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.

Plan wykładu Podstawowe architektury sieci komputerowych i teleinformatycznych Historia rozwoju Internetu na Świecie i w Polsce Sposoby udostępniania usług Internetu Wpływ Internetu na rozwój społeczeństwa informacyjnego i otwartych standardów w informatyce Podsumowanie

1. Podstawowe architektury sieci komputerowych Struktura (łac. structura "budowa, sposób budowania"), to: rozmieszczenie elementów składowych danego układu i zespół relacji (wzajemnych powiązań) między tymi elementami, charakterystyczny dla tego układu; sposób, w jaki części jakiejkolwiek całości są powiązane ze sobą. Struktura jest tym, co nadaje całości jedność, jest stałym elementem zorganizowanej całości. Źródło: Wikipedia Analogicznie rozumiemy znaczenie pojęcia „struktura” w naukach komputerowych. Kiedy na przykład opisujemy strukturę komputera, opisujemy jego elementy składowe, ich wzajemne relacje, a komputer traktujemy jako jedno urządzenie zbudowane z wielu różnych, wzajemnie powiązanych elementów. Sposób powiązania tych elementów nie jest przypadkowy i wynika z określonych koncepcji organizacji maszyn cyfrowych. Według Kotarbińskiego organizacja to takie współdziałanie części, które przyczynia się do powodzenia całości. Reguły organizacji powinny być uwzględniane w modelu struktury (przyp. aut.).

1. Podstawowe architektury sieci komputerowych Pojęcie architektura pochodzi od łacińskiego „architectura” oraz od greckiego „αρχιτεκτονική” (architectu) i oznacza „budowniczy”, a z greckiej kombinacji „αρχι-” (archi-), szef i τέκτων (tekton) oznacza: „budowniczy, stolarz”. Główne znaczenie słowa architektura dotyczy środowiska budowy, a przez rozszerzenie terminu oznacza dyscyplinę tworzenia projektu każdego kompleksu/systemu. Według Witruwiusza (O architekturze ksiąg dziesięć) architektura polega na zachowaniu trzech zasad: trwałości (Firmitas), użyteczności (Utilitas) i piękna (Venustas). Według Egona Eiermanna (Große Architekten, Gruner und Jahr Hamburg 1990 ISBN 3-570-06546-4): Architektura nie ma nic wspólnego ze sztuką, stanowi czysty proces rozumowania. Architektura powstaje dziś wedle uwarunkowań ekonomicznych, konstrukcyjnych i funkcjonalnych. W "Ilustrowanej encyklopedii dla wszystkich" termin architektura jest objaśniany jako sztuka projektowania i kształtowania budowli. Na podstawie: Wikipedia oraz http://www.egon-eiermann-gesellschaft.de/

1. Podstawowe architektury sieci komputerowych W naukach komputerowych przyjmuje się rozumowanie architektury, pochodzące od E.Eiermanna i przenosi je na obszar systemów informatycznych. Przyjmuje się, że w procesie budowy systemu informatycznego można w sposób architektoniczny ustalać dowolny wymiar struktury tego systemu, biorąc pod uwagę wymogi funkcjonalne, konstrukcyjne (tzw. niefunkjonalne albo pozafunkcjonalne) i ekonomiczne. Ponadto bierze się tutaj pod uwagę inne uwarunkowania, np.: kompetencji zespołów ludzkich, sposobu organizacji pracy projektowej, społeczne, kulturowe, polityczne itp. A zatem, architektura systemu informatycznego jest procesem rozumowania, realizowanym podczas opisywania reguł dla całości lub podzbioru zakresu struktury tego systemu, uwzględniającym uwarunkowania funkcjonalne, konstrukcyjne, ekonomiczne i inne - istotne dla konkretnego systemu. W inżynierii oprogramowania dla takiego rozumienia pojęcia „architektura systemu informatycznego” używa się zamiennie pojęcia projektowanie architektoniczne systemu. Struktura systemu informatycznego opisana w wyniku jego projektowania architektonicznego często jest nazywana modelem architektonicznym systemu informatycznego. W potocznym rozumieniu model ten jest nazywany po prostu architekturą, co wprowadza pewne zamieszanie pojęciowe.

1. Podstawowe architektury sieci komputerowych Dla sieci komputerowych pojęcie jej architektury jest rozumiane analogicznie do sposobu rozumienia architektury systemu informatycznego. Jest ono jednak odnoszone do pojęcia sieci komputerowej. Sieć komputerowa, to Zbiór wzajemnie połączonych autonomicznych komputerów. Komputery są połączone wtedy, kiedy są zdolne do wymiany informacji (źródło: Andrew Tannenbaum, Sieci komputerowe, WNT, Warszawa 1988r., ISBN: 83-204-0964-0), Grupa komputerów lub innych urządzeń połączonych ze sobą w celu wymiany danych lub współdzielenia różnych zasobów (źródło: Wikipedia), Zestaw wielu połączonych fizycznie autonomicznych komputerów stanowiących jedną logiczną całość zarządzanych sieciowym systemem operacyjnym. W sensie technicznym sieć komputerowa jest złożona między innymi z zasobów obliczeniowych (komputerów), technicznych umożliwiających transmisję danych (przewody, urządzenia sieciowe, technologie bezprzewodowe), przechowywanie danych (magazyny danych) i przetwarzanie danych (komputery), urządzeń prezentacji usług sieciowych (komputery, urządzenia przenośne), zabezpieczeń sieci (urządzenia bezpieczeństwa) i innych urządzeń peryferyjnych (np. drukarki).

1. Podstawowe architektury sieci komputerowych Wyróżniamy wiele rodzajów sieci komputerowych ze względu na ich: zasięg terytorialny rodzaj połączenia fizycznego pomiędzy komputerami wydajność dostępność dla użytkowników W dalszej części wykładu będziemy mówić o przykładowych modelach architektonicznych sieci komputerowych.

1. Podstawowe modele architektoniczne sieci komputerowych

1. Podstawowe modele architektoniczne sieci komputerowych

1. Podstawowe modele architektoniczne sieci komputerowych Model referencyjny OSI (ISO-OSI)

1. Podstawowe modele architektoniczne sieci komputerowych

1. Podstawowe modele architektoniczne sieci komputerowych

1. Podstawowe modele architektoniczne sieci komputerowych Sprzętowe składowe sieci komputerowej PREZENTACJI SESJI TRANSPORTU SIECIOWA ŁĄCZA FIZYCZNA APLIKACJI PREZENTACJI SESJI TRANSPORTU SIECIOWA ŁĄCZA FIZYCZNA APLIKACJI FIZYCZNA REGENERATOR

1. Podstawowe modele architektoniczne sieci komputerowych Sprzętowe składowe sieci komputerowej PREZENTACJI SESJI TRANSPORTU SIECIOWA ŁĄCZA FIZYCZNA APLIKACJI PREZENTACJI SESJI TRANSPORTU SIECIOWA ŁĄCZA FIZYCZNA APLIKACJI ŁĄCZA MOST / SWITCH FIZYCZNA REGENERATOR

1. Podstawowe modele architektoniczne sieci komputerowych Sprzętowe składowe sieci komputerowej PREZENTACJI SESJI TRANSPORTU SIECIOWA ŁĄCZA FIZYCZNA APLIKACJI PREZENTACJI SESJI TRANSPORTU SIECIOWA ŁĄCZA FIZYCZNA APLIKACJI SIECIOWA ROUTER ŁĄCZA MOST / SWITCH FIZYCZNA REGENERATOR

1. Podstawowe modele architektoniczne sieci komputerowych Szyna Pierścień Podwójny pierścień

1. Podstawowe modele architektoniczne sieci komputerowych W slangu informatycznym nader często dla pojęcia architektura sieci komputerowej błędnie używa się pojęcia topologia sieci komputerowej. Topologia sieci opisuje sposób ułożenia konkretnej, fizycznej sieci komputerowej, zorganizowanej na podstawie przyjętego dla niech modelu architektonicznego. W tym przypadku model ten często jest dopasowywany (przekształcany, zniekształcany) do możliwości fizycznych ułożenia sieci. Takie rozumienie pojęcia „topologia” pochodzi od rozumienia źródłowego pojęcia topologia w matematyce.

1. Podstawowe modele architektoniczne sieci komputerowych -> teleinformatycznych W obecnej dobie silnych konwergencji cyfrowych, polegających na wzajemnym przenikaniu się różnych technologii cyfrowych i ich zastosowań sieci nastąpiła również integracja sieci komputerowych i sieci telekomunikacyjnych w sieci telekomunikacyjno-komputerowe, które są nazywane sieciami teleinformatycznymi. Na kolejnych slajdach zostały przedstawione przykłady architektur sieci z technologiami konwergentnymi, stanowiącymi popularne obecnie przykłady sieci teleinformatycznych. Przedstawione dotychczas rozważania dotyczące klasycznych sieci komputerowych pozostają w mocy również dla sieci teleinformatycznych.

1. Przykładowe modele architektoniczne sieci teleinformatycznych przeglądarki internetowe protokół TCP protokół IP urządzenia dostępu do sieci Na podstawie: Wikipedia

1. Przykładowe modele architektoniczne sieci teleinformatycznych Sieć satelitarna zwykłe przekazywanie sygnału, inteligentne przesyłanie sygnału sygnału Źródło: http://www.kt.agh.edu.pl/~brus/satelity/general.html#architektura

1. Przykładowe modele architektoniczne sieci teleinformatycznych Sieć GSM urządzenia końcowe (telefony komórkowe, komputery), BTS – stacja bazowa, BSC – kontroler stacji bazowej, MSC - Mobile Switching Centre, GMSC - Gateway Mobile Switching Centre, HLR - Home Location Register, VLR - Visitor Location Register, FNR - Flexible Number Register, SMSC - SMS Center, SCP - Service Control Point, SDP - Service Data Point, Technologie przesyłania danych w sieciach GSM: GPRS, EDGE (2.5 G) Źródło: http://www.siec-telekomunikacyjna.yoyo.pl/

1. Przykładowe modele architektoniczne sieci teleinformatycznych Sieć UMTS (3G) urządzenia końcowe (telefony komórkowe, komputery), RBS – stacja bazowa, RNS – kontroler stacji bazowej, system zarządzania siecią, sieć szkieletowa, UMTS jest nadal stosunkowo mało popularny Źródło: http://www.siec-telekomunikacyjna.yoyo.pl/

2. Historia rozwoju Internetu na Świecie 29 września 1969 r. Uruchomienie sieci ARPANET na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles (UCLA) i kilku współpracujących uniwersytetach. Był to wynik projektu ARPA (Advanced Project Research Agency) realizowanego dla celów obronnych USA wymuszonych wyścigiem zbrojeń pomiędzy ZSRR i USA. ARPANET jest uznawany za przodka Internetu. Przypuszcza się, że obecnie rozwijany jest tzw. wojskowy (niejawny i oddzielny) Internet przez agencję DARPA (Defense ARPA). Rok 1983 Przyjęcie do zastosowań wojskowych standardów TCP/IP i DNS opracowanych przez Jonathana B. Postela. Stanowiły one podstawę komunikacji i adresacji w ARPANET-cie (potem w Internecie). Wcześniej J.Postel wymyślił protokół e-poczty SMTP (e-poczta powstała już w 1965 – Louis Pousin, Glenda Schroeder, Pat Crisman, znak „@” od 1971 – Ray Tomlinson) Rok 1988 Utworzenie kanału IRC (Internet Relay Chat) - podstawy czatu i komunikatora internetowego Rok 1989 Wojsko wycofuje się z finansowania projektu APRPANET i jego kontynuację przejmuje National Science Foundation. Kontynuacja projektu dotyczyła wyłącznie zastosowań naukowych. Uważa się, że wtedy też pojawiła się obecna nazwa sieci, tj. INTERNET. Marzec 1989 Fizyk z CERN-u: Tim Berners-Lee zaproponował koncepcję HTML dokumentów hipertekstowych na bazie projektu własnego ENQUIRE (1980 r.). Inżynier oprogramowania z CERN Robert Cailliau zaproponował równolegle podobną własną koncepcję hipertekstu. Od tego czasu zaczęli pracować razem nad WWW. Sir Tim Berners-Lee

2. Historia rozwoju Internetu na Świecie 12 listopada 1990 Tim Berners-Lee i Robert Cailliau z CERN zaproponowali organizację hipertekstową systemu treści w Internecie – początki standardu WWW (W3) Grudzień 1990 W CERN-ie powstaje pierwszy serwer sieciowy: info.cern.ch Powstaje również pierwsza strona internetowa (Tim Berners-Lee, komputer NeXT): http://info.cern.ch/hypertext/WWW/TheProject.html . Uruchomienie sieci WWW Rok 1991 National Science Foundation zezwala na wykorzystywanie Internetu do celów komercyjnych i dla potrzeb osób prywatnych. Oznacza to, że od tego czasu można datować rozwój wolnego Internetu. Wtedy też (6 sierpnia) startują pierwsze usługi sieciowe Internetu (grupa dyskusyjna alt.hypertext założona przez Tima Bernersa-Lee) Grudzień 1992 Powstaje pierwszy serwer Internetowy poza Europą. Był to SLAC na Uniwersytecie Stanford w USA (Stanford Linear Accelerator Center). Luty 1993 Pierwsza na świecie graficzna przeglądarka graficzna internetowa o nazwie Mosaic Kwiecień 1994 Powstaje pierwszy horyzontalny portal internetowy: Yahoo! Rok 1995 Powstaje pierwsza wyszukiwarka internetowa: Alta Vista Rok 1996 Powstaje pierwszy komunikator internetowy: ICQ R.Cailliau Logo W3

2. Historia rozwoju Internetu w Polsce Rok 1989 Starania grupy entuzjastów z polskiego środowiska naukowego i akademickiego o przyłączenie Polski do EARN (European and Academic Research Network) - europejskiego odgałęzienia sieci BITNET (Because It's Time Net) oraz spontaniczne działania na rzecz przełamania amerykańskiego embarga na eksport nowoczesnych technologii komputerowych i telekomunikacyjnych do krajów byłego bloku wschodniego. Luty 1990 Decyzja o zniesieniu embarga i zezwoleniu na przyłączenie Polski do EARN / BITNET. Nastąpiło to w kwietniu 1990 roku. Polski węzeł sieci nosił nazwę PLEARN i mieścił się w budynku CIUW - Centrum Informatycznego Uniwersytetu Warszawskiego na Krakowskim Przedmieściu. Rok 1991 Wiosną, z misją zorganizowania łączności komputerowej dla polskiego środowiska naukowego i akademickiego, rusza NASK. Wtedy jeszcze jako Zespół Koordynacyjny przy Uniwersytecie Warszawskim. Na jego czele stanął prof. Tomasz Hofmokl z Instytutu Fizyki UW na Hożej (na zdjęciu). Profesor był dyrektorem NASK do 1999 r. Zmarł po ciężkiej chorobie 5 września 2000 roku. źródło: NASK

2. Historia rozwoju Internetu w Polsce Wiosna 1991 Grupa zapaleńców przygotowuje uruchomienie protokołu TCP/IP. Decyzja o tym została podjęta na pierwszej konferencji sieciowej, zorganizowanej przez NASK w Miedzeszynie. Spotkali się tam m.in. twórcy polskiego Internetu: Krzysztof Heller i Rafał Pietrak (fizycy) oraz Andrzej Zienkiewicz (wieloletni dyrektor techniczny NASK). Krzysztof Heller był później wiceministrem infrastruktury odpowiedzialnym za dział „łączność”. 17 sierpnia 1991 Historyczny moment: nawiązanie łączności przy użyciu protokołu IP pomiędzy Hożą a Centrum Komputerowym Uniwersytetu w Kopenhadze. Rafał Pietrak z Warszawy połączył się z Janem Sorensenem z Kopenhagi.   Grudzień 1991 Zniesienie blokady na łączność internetową z Polską po stronie USA. Oznaczało to pełne podłączenie Polski do światowej sieci Internet. NASK zostaje pierwszym operatorem Internetu i ISP w Polsce. Maj 1992 Pierwsze łącze satelitarne NASK do Szwecji - przepływność 38400 kbps. Wcześniej NASK łączył Polskę ze światem przez Danię (łączem 9600 kbps). źródło: NASK

2. Historia rozwoju Internetu w Polsce  Listopad 1993 Na Hożej uruchomiony zostaje pierwszy polski serwer WWW, a na nim przodek wszystkich polskich portali - Polska Strona Domowa czyli Polish Home Page. 11 czerwca 1993 Kluczowa dla rozwoju polskiego szkieletu Internetu decyzja Komitetu Badań Naukowych o budowie Miejskich Sieci Komputerowych w jedenastu ośrodkach akademickich: w Warszawie, Krakowie, Poznaniu, Wrocławiu, Toruniu, Gdańsku, Katowicach/Gliwicach, Łodzi, Szczecinie, Rzeszowie i Lublinie oraz przyznaniu funduszy na budowę sieci szkieletowej NASK . Rok 1995 Powstaje pierwszy w Polsce horyzontalny portal internetowy: Wirtualna Polska (wp.pl) Rok 1996 TP S.A uruchamia wdzwaniany, anonimowy dostęp do Internetu. Spółka Polbox zaczyna oferować darmowe konta e-mail i strony WWW. Spółka Opitmus S.A. uruchamia portal Onet.pl. Wrzesień 1998 NASK uruchamia pierwsze w Polsce naziemne połączenie ze światem (do Sztokholmu) o przepływności 155 Mbps. 15 sierpnia 2000 Rusza pierwszy polski komunikator: Gadu-Gadu Rok 2001 Rusza Wikipedia (na świecie w styczniu, w Polsce we wrześniu)   ..proponuję kontynuować w wolnym czasie źródło: Wikipedia, NASK

3. Sposoby udostępniania usług Internetu Technologia udostępniania podstawowych usług internetowych opiera się na tzw. portach, które są numerowane. Dzięki ustaleniu numeracji tych portów systemy pracujące w Internecie w odpowiedni sposób mogą wykorzystywać lub udostępniać te usługi. Numeracją portów i ich przyporządkowywaniem do usług zajmuje się od lat 70-tych IANA (Internet Assigned Numbers Authority) założona przez Jona Postela (http://www.iana.org/). Przykłady standardowych portów i usług: DNS – 53 FTP – 20, przesyłanie danych FTP – 21, przesyłanie poleceń HTTP – 80, dodatkowe serwery, np. proxy, są najczęściej umieszczane na porcie 8080 HTTPS – 443 (HTTP na SSL) IMAP – 143 IMAP3 – 220 IRC – 6667 LDAP – 389 LDAPS – 636 (LDAP na SSL) POP3 – 110 SPOP3 – 995 (POP3 na SSL) SMTP – 25 SSH – 22 Jonathan Bruce Postel 6.08.1943 r. – 16.10.1998 r.

3. Sposoby udostępniania usług Internetu Dzięki odpowiedniemu zestandaryzowaniu portów internetowych, a także standardom protokołów komunikacyjnych i standardom organizowania treści w Internecie możliwe jest skuteczne udostępnianie usług internetowych na różnych, konwergentnych urządzeniach cyfrowych. Podstawowe urządzenia udostępniania usług internetowych, to obecnie: komputery stacjonarne, Komputery przenośne (notebook, tablet, netbook itp.) telefony komórkowe smartphone’y czytniki książek elektronicznych cyfrowa telewizja interaktywna infomaty Lista tych urządzeń jest otwarta i sukcesywnie się rozszerza. Jest to uzależnione wyłącznie od inwencji ludzkiej.

3. Sposoby udostępniania usług Internetu Dla usług administracji publicznej Unia Europejska przyjmuje trzy poziomy udostępniania usług elektronicznej administracji. 1 2 3 1 – informacje ogólnodostępne – użytkownik anonimowy. Strony personalizowane przy pomocy cookies. 2 – informacje prywatne, zarządzane na poziomie portalu – wymagany login i hasło. Informacja dostępna w każdym wejściu użytkownika do systemu. Jednakże użytkownik sam decyduje o tym, jakie informacje o nim i do którego systemu PEGS są przekazywane. 3 – informacje osobowe, zarządzane na poziomie PEGS – wymagane silne uwierzytelnianie użytkownika. Wszystkie dane przetwarzane na tym poziomie są automatycznie współdzielone przez wszystkie systemy PEGS. Na trzecim poziomie przewiduje się włączenie autentycznych źródeł informacji z równoczesnym uwzględnieniem tych przypadków, kiedy to informacje przechowywane przez administracje nie muszą być korzystne dla obywateli, czy przedsiębiorstw. Źródło: European Commission, IDABC Group, Capgemini, „Architecture for Delivering pan-European e-Government Services v 1.0”, listopad 2004

4. Wpływ Internetu na rozwój społeczeństwa informacyjnego i otwartych standardów w informatyce Rozwój Internetu miał i ma nadal decydujący wpływ na rozwój społeczeństwa informacyjnego. Stanowi on podstawowe medium transmisyjne dla wszystkich systemów świadczących usługi drogą elektroniczną, przekazujących informacje drogą elektroniczną i integrujące społeczności wokół poszczególnych aktywności w świecie wirtualnym. Internet w obecnym kształcie nie rozwinąłby się bez otwartości standardów jego protokołów komunikacyjnych i sposobów organizacji treści na witrynach internetowych. Podobnie kluczowe dla rozwoju Internetu w obecnym kształcie był rozwój tzw. „wolnego oprogramowania” (ang. „open source”). Można zatem uznać, że rozwój Internetu był w kluczowym stopniu wynikiem ogólnoświatowej, oddolnej aktywności społecznej, wyzwolonej przeniesieniem do świata cywilnego wyników pracy amerykańskiej agencji ARPA (DARPA) i zaproponowaniem całkowicie otwartej i jawnej koncepcji stron internetowych (jej otwarcie: od 30.04.1993 r.), która powstała w CERN-ie w Zurichu (Szwajcaria). W dobie rozwoju demokracji internetowej zauważa się wzrost znaczenia otwartości standardów, co jest zbieżne z postulatami ruchu „open source”. Ruch „open source” jest skupiony przede wszystkim wokół Internet Society (Jon Postel).

4. Wpływ Internetu na rozwój społeczeństwa informacyjnego i otwartych standardów w informatyce Liczba Internautów powyżej 15 lat na Świecie: 1 007 730 tys. (grudzień, 2008) Kontynenty: Azja (bez Bliskiego Wschodu): 416 281 tys. (41,3%) Europa: 282 651 tys. (28,0%) Ameryka Północna: 185 109 tys. (18,4)% Ameryka Południowa: 74 906 tys. (7,4%) Afryka (z Bliskim Wschodem): 48 763 tys. (4,8%) Niektóre państwa: Chiny: 181 394 tys. (18,0%) USA: 163 252 tys. (16,2%) Japonia: 60 470 tys. (6,0%) Niemcy: 37 286 tys. (3,7%) Wielka Brytania: 36 278 tys. (3,6%) Polska: 13 600 tys. (1,3%) Źródło: comScore WorldMetrix, dla Polski: www.internetstats.pl

Podsumowanie W dobie obecnej konwergencji cyfrowej nastąpiła integracja sieci komputerowych i sieci telekomunikacyjnych w sieci teleinformatyczne Początek historii Internetu na Świecie datuje się na rok 29 września 1969 r., ale „do cywila” przeszedł od roku 1989, a do „komercji” od 1991 r. W Polsce pojawił się bez wielkich opóźnień, tj. w roku 1991 r. Internet miał kluczowy wpływ na rzeczywiste powstanie zjawiska tzw. ”wioski globalnej” Internet jest obecnie wyznacznikiem stylu życia i jego wykorzystywanie jest w zasadzie tak samo oczywiste, jak korzystanie z energii elektrycznej Należy jednak pamiętać, że z Internetu nadal korzysta jedynie nieco ponad 1 mld ludzi, czyli ok. 14,75% ludności Świata (najnowszy pomiar ludności wskazuje na liczbę 6 830 686 985 ludzi na naszej Planecie) Dziękuję za uwagę

  Projekt : „Odpowiedź na wyzwania gospodarki opartej na wiedzy: nowy program nauczania na WSHiP”. Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.