Глобальная сеть Интернет

Слайд 1. Глобальная сеть Интернет

IP-адресация, доменные имена и мир Больших данных

Слайд 2. Что такое Интернет?

Интернет — это глобальная компьютерная сеть, объединяющая миллионы частных, государственных, академических и правительственных сетей. Она работает на основе стека протоколов $TCP/IP$, обеспечивая передачу данных между любыми двумя узлами в мире.

Слайд 3. История развития сети

1969

1983

1991

2010-е

Создание ARPANET — первой сети с коммутацией пакетов.

Переход на протокол $TCP/IP$, рождение современного Интернета.

Тим Бернерс-Ли представляет проект World Wide Web (WWW).

Эра мобильного интернета, соцсетей и Больших данных.

Слайд 4. Принципы работы сети

Единая система адресации (IP).

Использование стандартных протоколов.

Пакетная передача данных.

Децентрализованная структура.

Клиент-серверная архитектура.

Слайд 5. Стек протоколов TCP/IP

HTTP, FTP, SMTP, DNS — взаимодействие программ с сетью.

TCP (надежный) и UDP (быстрый) — доставка данных.

IP — маршрутизация пакетов по адресам.

Ethernet, Wi-Fi — физическая передача сигналов.

Слайд 6. IP-адрес: Цифровой паспорт узла

Каждое устройство в сети Интернет имеет уникальный идентификатор — IP-адрес. Это числовой адрес, который позволяет маршрутизаторам находить путь к конкретному компьютеру или серверу. Без IP-адреса передача информации была бы невозможна, так как пакеты данных не знали бы своего получателя.

Слайд 7. Сравнение версий IP

Длина: 32 бита.

Формат: 4 числа от 0 до 255.

Пример: $\mathrm{192.168.0.1}$.

Количество адресов: ~$4.3$ млрд.

Длина: 128 бит.

Формат: 8 групп шестнадцатеричных цифр.

Пример: $2001:0db8:85a\mathrm{3...}$

Количество адресов: почти бесконечно.

Слайд 8. Структура IPv4 адреса

Состоит из четырех 8-битных чисел (октетов).

Октеты разделяются точками.

Минимальное значение: $\mathrm{0.0.0.0}$.

Максимальное значение: $\mathrm{255.255.255.255}$.

Каждый октет соответствует 1 байту информации.

Слайд 9. Логическое деление адреса

Любой IP-адрес состоит из двух частей: идентификатора сети (Network ID) и идентификатора конкретного узла в этой сети (Host ID). Граница между ними определяется с помощью маски подсети.

Слайд 10. Маска подсети

Маска подсети — это 32-битное число, которое позволяет узнать, какая часть IP-адреса относится к адресу сети, а какая — к адресу узла. В двоичном виде маска всегда содержит сначала единицы, а затем нули. Например, маска $\mathrm{255.255.255.0}$ означает, что первые 24 бита — это адрес сети.

Слайд 11. Доменная система имен (DNS)

Людям сложно запоминать числовые IP-адреса.

DNS (Domain Name System) сопоставляет понятные имена (например, google.com) с IP-адресами.

DNS имеет иерархическую структуру.

Система состоит из распределенной базы данных серверов по всему миру.

Слайд 12. Как работает DNS-запрос

Пользователь вводит URL. Браузер спрашивает локальный DNS-сервер: «Какой IP у этого сайта?»

DNS-сервер ищет адрес в кэше или опрашивает корневые серверы и серверы зон (RU, COM).

Получив IP-адрес, браузер устанавливает прямое соединение с сервером сайта.

Слайд 13. Иерархия доменов

Корень (root) — пустая строка.

Первый уровень (TLD) — .ru, .com, .org.

Второй уровень — yandex.ru, school9.edu.

Третий уровень — mail.yandex.ru.

Слайд 14. Анатомия URL-адреса

URL (Uniform Resource Locator) — это полный путь к ресурсу.

Он включает:

1. Протокол ($https://$)

2. Доменное имя ($example.com$)

3. Путь к файлу ($/folder/page.html$)

Слайд 15. Большие данные (Big Data)

Слайд 16. Концепция 3V

Volume (Объем) — терабайты и петабайты данных.

Velocity (Скорость) — данные прибывают и обрабатываются в реальном времени.

Variety (Многообразие) — текст, видео, логи, сигналы датчиков.

Слайд 17. Источники Больших данных

Миллиарды постов, лайков, комментариев и видео ежесекундно.

Датчики умных домов, метеостанции, автомобили.

Транзакции в банках, чеки в магазинах, логистика.

Данные с телескопов, коллайдеров, расшифровка генома.

Слайд 18. Типы данных

Большая часть данных в мире сегодня — неструктурированные. Для их анализа требуются специальные технологии, такие как нейросети.

Слайд 19. Рост объема данных в мире

Объем данных измеряется в зеттабайтах ($10^{21}$ байт). Мы живем в эпоху информационного взрыва.

Слайд 20. Технологии обработки Big Data

Параллельные вычисления (распределение задачи на тысячи серверов).

NoSQL базы данных (гибкое хранение данных).

Hadoop и Spark (фреймворки для анализа гигантских массивов).

Data Mining (поиск скрытых закономерностей).

Машинное обучение (прогнозирование на основе данных).

Слайд 21. Зачем нужны Большие данные?

Анализ Big Data позволяет предсказывать эпидемии, оптимизировать пробки в городах, рекомендовать музыку в сервисах и повышать точность медицинских диагнозов. Это инструмент для принятия обоснованных решений в масштабах планеты.

Слайд 22. Этика и приватность

Сбор огромных массивов данных о пользователях ставит вопрос о защите частной жизни. Кто владеет вашими данными?

Важно соблюдать цифровую гигиену: использовать сложные пароли, двухфакторную аутентификацию и не оставлять лишний цифровой след.

Слайд 23. Будущее: Интернет вещей (IoT)

К сети подключаются не только люди, но и вещи.

Умные холодильники, датчики на заводах, системы полива.

Взаимодействие «машина-машина» ($M2M$).

К 2030 году ожидается более 500 миллиардов подключенных устройств.

Слайд 24. Облачные вычисления

Программное обеспечение как сервис (Google Docs, почта в браузере).

Платформа как сервис (инструменты для разработки приложений).

Инфраструктура как сервис (аренда виртуальных серверов и хранилищ).

Слайд 25. Безопасность в сети

Остерегайтесь фишинга и вредоносного ПО.

Используйте антивирусы и шифрование данных.

Слайд 26. Подведем итоги

Интернет — это глобальная сеть на базе протоколов $TCP/IP$.

Каждый узел имеет уникальный IP-адрес (IPv4 или IPv6).

DNS переводит доменные имена в понятные машинам IP-адреса.

Большие данные (Big Data) меняют подход к науке, бизнесу и жизни.

Будущее за Интернетом вещей и искусственным интеллектом.

Слайд 27. Спасибо за внимание!