Коротко об истории Интернет

Компьютерная сеть Интернет представляет одно из самых выдающихся достижений человечества последнего времени. На вопрос “как был изобретен Интернет?” часто отвечают: “ Интернет изобрели случайно!”, имея ввиду известную историю появления и развития Интернет. Действительно, Интернет возник из военных лабораторий, которые, всегда работает на оборону, а изобретают всевозможные средства для нападения. Но здесь все получилось наоборот – из военных исследований выросла мировая компьютерная сеть. Если быть более точным, то речь при этом идет о первом шаге на пути развития глобальной сети.

Первый шаг в развитии Интернет был сделан в конце шестидесятых годов прошлого века. Министерство обороны США в это время профинансировало разработку проекта надежной сети, с помощью которой управление войсками и обмен данными между компьютерами были бы возможны даже в случаях катастроф или атомной бомбардировки. Сеть должна была продолжать функционировать, даже тогда, когда отдельные ее участки будут уничтожены. Руководство проектом осуществляло управление научных разработок ARPA. В 1969 году такая система была создана и названа ARPAnet. Данная сеть могла бы остаться одним из многих профинансированных и выполненных проектов, если бы не концептуальные особенности, заложенные в данный проект. Во-первых, в сети не было разделения на главный компьютер — подчиненный компьютер. Во-вторых, попутно был разработан межсетевой протокол IP.

Определение. Сетевым протоколом называется стандарт, содержащий описание правил приема и передачи сообщений, команд, текста, графики, иных данных и служащий для синхронизации работы компьютеров и устройств в сети.

С помощью протоколов осуществляется обмен сообщениями и пакетами данных. Для поддержки протоколов используются программные модули, реализующие используемые протоколы.

Межсетевой протокол IP (Internet Protocol) является многоплатформенным стандартом, позволяющим объединять в сеть разнородные компьютеры и устройства, управляемые различными операционными системами, но поддерживающих протокол IP.

В начале восьмидесятых годов Национальный научный фонд США создал пять локальных сетей и соединил в единый комплекс их центральные компьютеры. Эти сети, как и ARPAnet, использовали протокол обмена данными IP.

Это был второй шаг на пути развития Интернет, после которого было запланировано присоединить к глобальной информационной системе другие американские университеты. Вскоре выяснилось, что для создания «сети сетей» дешевле будет соединить между собой научные сети университетов и локальные сети коммерческих фирм. При такой схеме информация может передаваться от одной локальной сети к другой через ближайших соседей, а большинство расходов будет ложиться на коммерческие фирмы. Бизнесмены также уяснили, что после некоторых финансовых инвестиций компьютерные сети можно использовать для производства денег. К этому времени американский Федеральный Совет по информационным сетям отменил требование, по которому для присоединения к сети требовалось разрешение Совета. После этого сеть стала быстро развиваться. Через трансатлантический кабель и специализированные спутники была установлена связь через океан с европейскими научными центрами и университетами, к которым затем подсоединились местные локальные сети. Международная организация по стандартизации (Organization for International Standardization, ISO) разработала стандарты сетевых протоколов, которые позволили бы связать между собой компьютеры в разных частях света. Однако пользователи уже использовали и используют до сих пор на своих машинах программное обеспечение, поддерживающее IP. Таким был третий шаг в развитии Интернет.

К концу восьмидесятых годов доступ к сети Интернет по коммутируемым телефонным каналам посредством модемов получили частные пользователи. Это можно назвать четвертым шагом в развитии Интернет.

К 1990 году Интернет был создан и продолжает развиваться. Интернет завоевал мир. Сейчас в сети Интернет миллионы сетевых компьютеров и миллиарды пользователей. Постоянно увеличивается число узлов и сетевой трафик. Увеличение скорости достигается в основном за счет ускорения каналов связи.

Определение. Трафиком называется общий суммарный поток информации через один сетевой узел.

Определение. Сетевой узел — это подключенный к сети Интернет компьютер, который объединяет несколько локальных сетей, использующих один сетевой протокол.

Дальнейшие пути развития сетей, образующих Интернет, рассмотрим ниже.

Как работает Интернет?

Интернет работает с помощью передачи пакетов данных и управляющих сообщений между компьютерами. Передача пакетов на указанный адрес происходит по протоколу IP.

Для управления процессом передачи служит протокол TCP (Transmission Control Protocol). Чтобы объяснить, как он работает, часто прибегают к следующей аналогии.

Предположим, что необходимо переслать по почте книгу, а почтовая служба не принимает письма, содержащие больше одного листа. Решение простое: надо разделить книгу на листы и отправлять каждый лист отдельным письмом. По номерам страниц корреспондент сможет собрать всю книгу. Аналогично протокол TCP делит информацию на части, присваивает каждой части номер, добавляет к ней служебную информацию и посылает корреспонденту в виде отдельных пакетов. Если какой-либо пакет данных не был доставлен получателю, TCP повторяет пересылку до тех пор, пока информация не будет принята корректно и в полном объеме. В TCP предусмотрен механизм контроля правильности пересылки информации. Согласно одному из самых известных механизмов контроля в заголовок каждого передаваемого пакета записывается некая контрольная сумма, включающая объем передаваемой информации. Компьютер-получатель вычисляет свою контрольную сумму и сравнивает ее с числом, имеющимся в заголовке пакета. Если суммы не совпадают, TCP пытается повторить передачу.

Протокол TCP требует от компьютера-получателя подтверждения приема информации. Тем временем отправитель продолжает пересылать пакеты данных. Таким образом создается некий объем уже переданных, но еще не подтвержденных данных. Двунаправленный обмен информацией обеспечивает более высокую скорость ее трансляции. Протоколы TCP и IP часто объединяют в одно понятие: TCP/IP.

По протоколу IP данные передаются с компьютера пользователя по указанному адресу на компьютер получателя. На самом деле данные сначала передаются на первый сетевой узел. Далее определяется направление, приблизительно соответствующее тому, в котором находится конечный получатель. Это направление называется маршрутом информационного пакета.

Определение. Маршрутизация (Routing) - процесс определения в коммуникационной сети пути, по которому пакет может достигнуть адресата.

Пакет отправляется от данного узла до следующего узла, где снова определяется его дальнейший маршрут. Этот процесс называется маршрутизацией. Узлы Интернета, через которые движется пакет, имеют в своем распоряжении таблицы маршрутизации — электронные базы данных, в которых содержатся указания, куда именно отсылать тот или иной пакет информации, если он следует на определенный адрес. Таблицы маршрутизации рассылаются на узлы централизованно, периодически меняются и дополняются. Серверы узлов, осуществляющие маршрутизацию, называются маршрутизаторами или роутерами. Правила маршрутизации описаны в протоколах ICMP (Internet Control Message Protocol), RIP (Routing InternetProtocol) и OSPF (Open Shortest Path First). Например, при использовании протокола OSPF сеть представляется как граф, вершины которого соответствуют маршрутизаторам, а ребра – парам соседних маршрутизаторов.

Маршруты могут задаваться административно (статические маршруты), либо вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации, базируясь на информации о топологии и состоянии сети, полученной с помощью протоколов маршрутизации (динамические маршруты). Статическая маршрутизация основывается на изменяемых вручную таблицах маршрутизации. Динамическая маршрутизация предполагает, что маршрутизатор может сам определять новые пути либо модифицировать информацию о старых.

Локальные системы, не использующие протокол IP, тоже могут передавать данные через Интернет, используя шлюзы.

Определение. Шлюз — это программа, при помощи которой можно передавать информацию между двумя сетевыми системами, использующими различные протоколы обмена данными.

Интернет представляет собой громадную мировую сеть, состоящую из многих тысяч локальных сетей и устройств. Каждое подключенное к Интернету устройство называется узлом (хостом). Примеры узлов – компьютер, смартфон, маршрутизатор, шлюз, сервер, ноутбук. Все узлы соединяются с Интернетом линиями связи.

Отметим, что большинство из приведенных здесь определений взято из замечательной Internet - энциклопедии Wikipedia (Wikipedia.org):