Этапы создания и развития Internet

Тема Глобальная сеть Internet

Глобальная сеть Internet

Протокол TCP/IP, адресация компьютеров в сетях

Структурные компоненты Internet

 

Глобальная сеть Internet

Отличие глобальной сети от локальной состоит в том, что она позволяет совме­стно работать компьютерам, физически расположенным далеко друг от друга (прак­тически в любой точке земного шара).

Глобальные сети – сети, объединяющие пользователей на неограниченном географическом пространстве. Схематически глобальная сеть приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схематическое изображение глобальной сети

 

Логически глобальная компьютерная сеть (ГКС) состоит из трех компонентов (рис. 2):

‒ рабочих мест пользователей (обычные компьютеры);

‒ серверов, предоставляющих различные сервисы (мощные компьютеры);

‒ сети передачи данных.

В настоящее время наибольшей популярностью пользуется глобальная сеть Интернет (Internet).

Кроме Интернета существуют и другие разновидности ГКС:

‒ Fidonet — экспериментальная сеть, созданная пользователями-энтузиастами;

‒ корпоративные сети крупных компаний, например SCN (Siemens Corporate Network).

Этапы создания и развития Internet.

История Internet начинается с 1969 года, когда была создана первая сеть национального масштаба в США под названием ARPANET для обеспечения связи и управления в условиях, приближенных к военным. Такая сеть должна была обеспечить быструю и надежную передачу данных. При создании ARPANET были реализованы две идеи. Первая идея заключалась в том, что любой компьютер должен всегда иметь альтернативный маршрут для отправки информации, чтобы выход из строя одного компьютера не приводил к разрыву всей сети. Вторая идея заключалась в том, что перед передачей любой массив информации предварительно разбивается на нужное число небольших порций (пакетов). Каждому пакету присваивается номер, и он снабжается адресом отправителя, адресом получателя и некоторой служебной информацией. Далее пакеты передаются по сети независимо от всех остальных, и, в принципе, могут следовать разными маршрутами. После прибытия всех пакетов на место назначения из них, согласно полученным номерам, собирается исходное сообщение. Целостность пакетов проверяется, и если в процессе транспортировки произошло повреждение информации, встречающая система запрашивает повторную передачу только одного маленького пакета, а не всего массива. Подобная модель передачи информации называется коммутацией пакетов. Для сравнения, в телефонной сети используется так называемая коммутация каналов. Это означает, что после дозвона между двумя абонентами организуется постоянный канал связи, который больше никем не используется на все время переговоров. Именно идея использования коммутации пакетов, впоследствии реализованная в виде протокола TCP/IP, предопределила создание глобальной компьютерной сети.

Рис.2 – Глобальная компьютерная сеть

 

Следующим этапом в развитии Internet было создание в 1988 году крупной сети для системы высшего образования США под названием NSFNET. Национальный научный фонд (NSF) создал сеть, состоящую из нескольких мощных суперкомпьютеров, объединенных скоростными магистральными каналами связи, и организовал бесплатное подключение к ней американских университетов и научных учреждений.

Параллельно велись работы по созданию подобных сетевых инфраструктур в Европе, а затем произошло объединение сетей двух континентов. Годом создания глобальной сети Internet считается 1989 год.

Первоначально сеть с коммутацией пакетов использовалась в основном для передачи сообщений электронной почты, файлов и для обеспечения работы с ресурсами удаленного компьютера. В то время пользователь сети должен был обладать достаточной квалификацией и уметь работать в операционных системах с текстовым интерфейсом. Популярность Internet начала стремительно возрастать с 1992 года, когда была изобретена новая служба под названием «Всемирная паутина» (World Wide Web, или WWW, или просто Web (веб)). Во всемирной паутине информация представляется в форме мультимедийных документов, которые могут быть связаны специальными ссылками с другими документами. Если попробовать вообразить огромное количество документов, размещенных в различных точках земного шара, вместе с тонкими линиями-связями со всеми другими документами, создается иллюзия паутины, окутавшей нашу планету.

Провайдер услуг Интернет - это фирма, которая специализируется на предоставлении услуг по доступу в Интернет.

Среди способов подключения к Интернету, предлагаемых провайдерами, можно выделить следующие:

Коммутируемое IP-соединение (Dial-Up IP) - подключение через модем к коммутируемой телефонной линии (временное подключение в режиме on-line). Большинство пользователей подключается к Интернету, именно так. В этом случае Вы в удобное для вас время подключаетесь через модем к Вашему провайдеру. При этом Ваш модем через обычную телефонную линию связывается с одним из модемов провайдера. После установки связи Вы становитесь полноправным пользователем Интернета, и Вам доступны абсолютно все его ресурсы. Обычно, в этом случае Вам за ежемесячную абонентскую плату предоставляется энное количество часов пребывания в Интернете, а также Вас ждет повременная оплата свыше оговоренных часов.

Постоянное подключение по выделенной линии (режим on-line). Этот режим обеспечивает существенно более высокие скорости, чем подключение по модему. В качестве выделенных линий можно использовать телефонные линии или оптоволокно. Стоимость этого варианта настолько велика, что этот вариант используют, как правило, для подключения локальных сетей. В этом случае все клиенты локальной сети могут выходить в Интернет через свой сервер. При подключении локальной сети к глобальной важную роль приобретает обеспечение безопасности данных. Для обеспечения сетевой безопасности между локальной и глобальной сетью устанавливают специальный компьютер или программу, ограничивающую доступ в локальную сеть извне и несанкционированный выход за пределы локальной сети.

Последний вариант - Подключение по протоколу UUCP - иногда предлагают провайдеры. Однако следует заметить, что данный способ предоставит Вам использование только одного ресурса Интернет - электронной почты, да еще и по устаревшему почтовому протоколу UUCP (протокол копирования с Unix на Unix), изобретенному на заре сетевой юности и не базирующемуся но протоколе TCP/IP. Однако этот вариант - самый дешевый способ подключения к Интернет.

Для того чтобы обратиться к услугам глобальной сети, необходимо обеспечить маршрутизацию сообщений.

Маршрутизация - действие, определяющее движение информации от источника к получателю. Она включает 2 этапа:

- определение оптимального пути;

- передача информации через глобальную сеть.

Для ее осуществления должны быть разработаны соответствующие алгоритмы. Они реализуются на специальных устройствах, называемых маршрутизаторами.

Маршрутизатор – это устройства, предназначенное для связывания отдельных частей сети. Части сети связываются между собой путем непосредственной адресации каждой из частей сети. Способом формирования сетевого адреса является уникальная нумерация всех частей составной сети и нумерация всех узлов в пределах каждой части сети. Сетевой адрес состоит из номера части сети и номера узла (локального адреса). Для выбора маршрута пересылки пакета маршрутизатор анализирует таблицу маршрутизации, которая хранится в памяти маршрутизатора. В первом столбце таблицы перечислены номера сетей, входящих в общую сеть. В каждой строке таблицы следом за номером сети указывается сетевой адрес следующего мартрутизатора (точнее его соответствующий порт), на который надо направить пакет, чтобы тот передвигался к части сети с данным номером. Когда на маршрутизатор поступает новый пакет, из него извлекается номер сети назначения и сравнивается с каждой строкой таблицы. В случае совпадения номера, записанного в таблицу, с требуемым номером пакет будет передвигаться в этом направлении. Маршрутизаторы делятся на два типа:

1) статистические, где таблицы маршрутиризации прописываются вручную администраторами сети;

2) динамические, где таблицы строятся самими маршрутизаторами, которые обмениваются между собой информацией о конфигурации сети с помощью специальных служебных протоколов.

Обращаются к услугам сети и с помощью специальных устройств. К ним можно отнести:

‒ модемы;

‒ коммутаторы;

‒ серверы доступа.

Сеть, к которой обеспечивается доступ с помощью модема можно представить следующим образом:

 

 

Схематически сеть с коммутатором можно представить следующим образом:

Сервер доступа действует как пункт концентрации диалоговых входов и выходов в глобальную сеть. Схематически это выглядит так: