Состав и структура сети интернет

Состав  и структура Интернет.

Введение. 

Internet - глобальная  компьютерная сеть, охватывающая  весь мир. Сегодня Internet имеет  около 15 миллионов абонентов в  более чем 150 странах мира. Ежемесячно  размер сети увеличивается на 7-10%. Internet образует как бы ядро, обеспечивающее связь различных информационных сетей, принадлежащих различным учреждениям во всем мире, одна с другой.

Если ранее  сеть использовалась исключительно  в качестве среды передачи файлов и сообщений электронной почты, то сегодня решаются более сложные задачи распределенного доступа к ресурсам. Около трёх лет назад были созданы оболочки, поддерживающие функции сетевого поиска и доступа к распределенным информационным ресурсам, электронным архивам.

Internet, служившая  когда-то исключительно исследовательским и учебным группам, чьи интересы простирались вплоть до доступа к суперкомпьютерам, становится все более популярной в деловом мире.

Компании соблазняют быстрота, дешевая глобальная связь, удобство для проведения совместных работ, доступные программы, уникальная база данных сети Internet. Они рассматривают глобальную сеть как дополнение к своим собственным локальной сетям.

При низкой стоимости  услуг (часто это только фиксированная  ежемесячная плата за используемые линии или телефон) пользователи могут получить доступ к коммерческим и некоммерческим информационным службам США, Канады, Австралии и многих европейских стран. В архивах свободного доступа сети Internet можно найти информацию практически по всем сферам человеческой деятельности, начиная с новых научных открытий до прогноза погоды на завтра.

Кроме того, Internet предоставляет уникальные возможности  дешевой, надежной и конфиденциальной глобальной связи по всему миру. Это оказывается очень удобным  для фирм имеющих свои филиалы  по всему миру, транснациональных корпораций и структур управления. Обычно, использование инфраструктуры Internet для международной связи обходится значительно дешевле прямой компьютерной связи через спутниковый канал или через телефон.

Электронная почта - самая распространенная услуга сети Internet. В настоящее время свой адрес по электронной почте имеют приблизительно 20 миллионов человек. Посылка письма по электронной почте обходится значительно дешевле посылки обычного письма. Кроме того, сообщение, посланное по электронной почте дойдет до адресата за несколько часов, в то время как обычное письмо может добираться до адресата несколько дней, а то и недель.

В настоящее  время Internet испытывает период подъема, во многом благодаря активной поддержке  со стороны правительств европейских стран и США. Ежегодно в США выделяется около 1-2 миллиардов долларов на создание новой сетевой инфраструктуры. Исследования в области сетевых коммуникаций финансируются также правительствами Великобритании, Швеции, Финляндии, Германии.

Однако, государственное финансирование - лишь небольшая часть поступающих средств, т.к. все более заметной становится "коммерциализация" сети (ожидается, что 80-90% средств будет поступать из частного сектора). 
 
 
 
 
 
 

Что такое Internet? 

История сети Internet. 

В 1961 году Defence Advanced Research Agency (DARPA) по заданию министерства обороны США приступило к проекту  по созданию экспериментальной сети передачи пакетов. Эта сеть, названная ARPANET, предназначалась первоначально  для изучения методов обеспечения надежной связи между компьютерами различных типов. Многие методы передачи данных через модемы были разработаны в ARPANET. Тогда же были разработаны и протоколы передачи данных в сети - TCP/IP. TCP/IP - это множество коммуникационных протоколов, которые определяют, как компьютеры различных типов могут общаться между собой. 

Эксперимент с ARPANET был настолько успешен, что многие организации захотели войти в  нее, с целью использования для  ежедневной передачи данных. И в 1975 году ARPANET превратилась из экспериментальной сети в рабочую сеть. Ответственность за администрирование сети взяло на себя Defence Communication Agency (DCA), в настоящее время называемое Defence Information Systems Agency (DISA). Но развитие ARPANET на этом не остановилось; Протоколы TCP/IP продолжали развиваться и совершенствоваться. 

В 1983 году вышел  первый стандарт для протоколов TCP/IP, вошедший в Military Standards (MIL STD), т.е. в военные  стандарты, и все, кто работал  в сети, обязаны были перейти к  этим новым протоколам. Для облегчения этого перехода DARPA обратилась с предложением к руководителям фирмы Berkley Software Design - внедрить протоколы TCP/IP в Berkley (BSD) UNIX. С этого и начался союз UNIX и TCP/IP. 

Спустя некоторое  время TCP/IP был адаптирован в обычный, то есть в общедоступный стандарт, и термин Internet вошел во всеобщее употребление. В 1983 году из ARPANET выделилась MILNET, которая стала относиться к Defence Data Network (DDN) министерства обороны США. Термин Internet стал использоваться для обозначения единой сети: MILNET плюс ARPANET. И хотя в 1991 году ARPANET прекратила свое существование, сеть Internet существует, ее размеры намного превышают первоначальные, так как она объединила множество сетей во всем мире. Рисунок 1 иллюстрирует рост числа хостов, подключенных к сети Internet с 4 компьютеров в 1969 году до 3,2 миллионов в 1994. Хостом в сети Internet называются компьютеры, работающие в многозадачной операционной системе (Unix, VMS), поддерживающие протоколы TCP\IP и предоставляющие пользователям какие-либо сетевые услуги. 

Из чего состоит Internet? 

Это довольно сложный  вопрос, ответ на который всё время  меняется. Пять лет назад ответ  был прост: Internet – это все сети, которые, взаимодействуя с помощью  протокола IP, образуют "бесшовную" сеть для своих коллективных пользователей. Сюда относятся различные федеральные сети, совокупность региональных сетей, университетские сети и некоторые зарубежные сети. 

В последнее  время появилась заинтересованность в подсоединении к Internet сетей, которые  не используют протокол IP. Для того чтобы предоставлять клиентам этих сетей услуги Internet, были разработаны методы подключения этих "чужих" сетей (например, BITNET, DECnets и др.) к Internet. Сначала эти подключения, названные шлюзами, предназначались просто для пересылки электронной почты между двумя сетями, но некоторые из них выросли до возможности обеспечения и других услуг на межсетевой основе. Являются ли они частью Internet? И да и нет – всё зависит от того, хотят ли они того сами. 

В настоящее  время в сети Internet используются практически все известные линии связи от низкоскоростных телефонных линий до высокоскоростных цифровых спутниковых каналов. Операционные системы, используемые в сети Internet, также отличаются разнообразием. Большинство компьютеров сети Internet работают под ОС Unix или VMS. Широко представлены также специальные маршрутизаторы сети типа NetBlazer или Cisco, чья ОС напоминает ОС Unix. 

Фактически Internet состоит из множества локальных  и глобальных сетей, принадлежащих  различным компаниям и предприятиям, связанных между собой различными линиями связи. Internet можно представить себе в виде мозаики сложенной из небольших сетей разной величины, которые активно взаимодействуют одна с другой, пересылая файлы, сообщения и т.п. 

Кто управляет Internet? 

Во многих отношениях Internet похожа на религиозную организацию: в ней есть совет старейшин, каждый пользователь сети может иметь своё мнение о принципах её работы и  принимать участие в управлении сетью. В Internet нет ни президента, ни главного инженера, ни Папы. Президенты и прочие высшие официальные лица могут быть у сетей, входящих в Internet, но это совершенно другое дело. В целом же в Internet нет единственной авторитарной фигуры. 

Направление развития Internet в основном определяет "Общество Internet", или ISOC (Internet Society). ISOC – это организация на общественных началах, целью которой является содействие глобальному информационному обмену черезInternet. Она назначает совет старейшин, который отвечает за техническое руководство и ориентацию Internet. 

Совет старейшин IAB (Internet Architecture Board или "Совет по архитектуре Internet") представляет собой группу приглашённых лиц, которые добровольно  изъявили принять участие в его  работе. IAB регулярно собирается, чтобы  утверждать стандарты и распределять ресурсы (например, адреса). Internet работает благодаря наличию стандартных способов взаимодействия компьютеров и прикладных программ друг с другом. Наличие таких стандартов позволяет без проблем связывать между собой компьютеры производства разных фирм. IAB несёт ответственность за эти стандарты, решает, нужен ли тот или иной стандарт и каким он должен быть. Если возникает необходимость в каком- нибудь стандарте, IAB рассматривает проблему, принимает этот стандарт и объявляет об этом по сети. Кроме того, IAB следит за разного рода номерами (и другими вещами), которые должны оставаться уникальными. Например, каждый компьютер Internet имеет свой уникальный 32-х разрядный адрес; такого адреса больше ни у одного компьютера нет. Как присваивается этот адрес, решает IAB. Точнее, сам этот орган присвоением адресов не занимается, он устанавливает правила присвоения адресов. 

У каждого пользователя в Internet имеется своё мнение относительно того, как должна функционировать  сеть. Пользователи Internet выражают свои мнения на заседаниях инженерной комиссии IETF (Internet Engineering Task Force). IETF – ещё один общественный орган; он собирается регулярно для обсуждения текущих технических и организационных проблем Internet. Если возникает достаточно важная проблема, IETF формирует рабочую группу для дальнейшего её изучения. (На практике "достаточно важная" означает, как правило, что находится достаточно добровольцев для создания рабочей группы.) Посещать заседания IETF и входить в состав рабочих групп может любой; важно, чтобы он работал. Рабочие группы выполняют много различных функций – от выпуска документации и принятия решений о том, как сети должны взаимодействовать между собой в специфических ситуациях, до изменения значений битов в определённом стандарте. Рабочая группа обычно составляет доклад. Это может быть либо предоставляемая всем желающим документация с рекомендациями, которым следовать не обязательно, либо предложение, которое направляется в IAB для принятия в качестве стандарта. 

Кто платит? 

Старое правило  для запутанных ситуаций гласит: "ищите  денежный интерес". Это правило, однако не годится для Internet. Никто за неё  не платит; нет никакой компании Internet, Inc. или другой, подобной ей, которая  бы собирала со всех пользователей Internet взносы. Здесь каждый платит за свою часть. Национальный научный фонд платит за NSFNET, НАСА – за NASA Science Internet т т.д. Представители сетей собираются и решают, как соединяться и как финансировать эти взаимные соединения. Колледж или корпорация платит за подключение к региональной сети, которая, в свою очередь, платит за доступ к Internet поставщику на уровне государства. 

То, что Internet –  бесплатная сеть, не более чем миф. Каждое подключение к ней кем-то оплачивается. Во многих случаях эти  взносы не доводятся до фактических пользователей, что создает иллюзию "бесплатного доступа". Но есть и большое число пользователей, которые хорошо знают, что Internet не бесплатная сеть: многие пользователь вносят ежемесячную или почасовую плату за доступ к Internet с домашних компьютеров по линиям со скоростью до 56 Кбайт в секунду (так же, как в базовых сетях). В настоящее время наиболее быстро растёт число пользователей Internet, относящихся к таким категориям, как малые предприятия и частные лица, а они очень хорошо знают цену своим деньгам. 

Протоколы сети Internet. 

Основное, что  отличает Internet от других сетей - это  ее протоколы - TCP/IP. Вообще, термин TCP/IP обычно означает все, что связано  с протоколами взаимодействия между  компьютерами в Internet. Он охватывает целое семейство протоколов, прикладные программы, и даже саму сеть. TCP/IP - это технология межсетевого взаимодействия, технология internet. Сеть, которая использует технологию internet, называется "internet". Если речь идет о глобальной сети, объединяющей множество сетей с технологией internet, то ее называют Internet. 

Свое название протокол TCP/IP получил от двух коммуникационных протоколов (или протоколов связи). Это Transmission Control Protocol (TCP) и Internet Protocol (IP). Несмотря на то, что в сети Internet используется большое число других протоколов, сеть Internet часто называют TCP/IP- сетью, так как эти два протокола, безусловно, являются важнейшими. 

Как и во всякой другой сети в Internet существует 7 уровней  взаимодействия между компьютерами: физический, логический, сетевой, транспортный, уровень сеансов связи, представительский и прикладной уровень. Соответственно каждому уровню взаимодействия соответствует набор протоколов (т.е. правил взаимодействия). 

Протоколы физического  уровня определяют вид и характеристики линий связи между компьютерами. В Internet используются практически все известные в настоящее время способы связи от простого провода (витая пара) до волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). 

Для каждого  типа линий связи разработан соответствующий протокол логического уровня, занимающийся управлением передачей информации по каналу. К протоколам логического уровня для телефонных линий относятся протоколы SLIP (Serial Line Interface Protocol) и PPP (Point to Point Protocol). Для связи по кабелю локальной сети - это пакетные драйверы плат ЛВС. 

Протоколы сетевого уровня отвечают за передачу данных между  устройствами в разных сетях, то есть занимаются маршрутизацией пакетов  в сети. К протоколам сетевого уровня принадлежат IP (Internet Protocol) и ARP (Address Resolution Protocol).