Структура и функции глобальной сети Internet

Структура сети Internet

Краткая история Internet

Internet возникла из оборонного компьютерного проекта ARPANET конца 60-х – начала 70-х годов, направленного на создание коммуникационной сети, способной функционировать даже в условиях атомной войны. Наиболее важным качеством сети, по мнению разработчиков, было отсутствие единого центра управления, который мог бы стать объектом нападения, с целью прекратить ее функционирование. Последующее распространение использования Internet в области исследований, коммерции и, наконец, досуга было неожиданным следствием их работы.

Необходимо подчеркнуть несколько важнейших событий в истории Internet, которые, видимо, и предопределили ее бурный рост и возрастающее значение в жизни современного общества.

Рост числа компьютерных сетей вне ARPANET создал большие трудности, касающиеся соединения одной сети с другой, не из-за различий в аппаратной части, а в силу несовместимости протоколов коммуникации. Для их преодоления был создан новый стандарт коммуникаций, названный TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol – протокол управления передачей /межсетевой протокол), который позволил различным сетям соединяться друг с другом.

Другим важным событием в истории Internet явилось создание “Всемирной паутины” (World Wide Web, или WWW, или W3) Тимом Бернерс-Ли, физиком Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) в Женеве. Идея заключалась в том, чтобы позволить физикам и другим ученым пользоваться распределенной в сети Internet информацией более простым способом. Существовавшие тогда средства Internet требовали от пользователей немалых знаний о сети, поэтому был разработан новый метод передачи и отображения информации. После опубликования ЦЕРН спецификаций (набора правил и требований) для WWW пользователи стали писать программное обеспечение для клиентов и серверов WWW, что привело к созданию “Всемирной паутины” в том виде, в каком мы ее знаем сегодня.

И, наконец, третьим важным событием в истории Internet была разработка группой программистов из Национального центра компьютерных приложений (NCSA) во главе с Марком Андриссеном специальной программы “Мозаика”, которая окончательно сделала Internet общедоступной. “Мозаика” позволила пользователям получать и отображать документы простым нажатием кнопки “мыши”. Отпала необходимость заботиться о переключении программ и преобразовании файлов – “Мозаика” обрабатывала документы, графики, изображения и звуки автоматически, обеспечивая легкий доступ к “Паутине”. Кроме того, “Мозаика” обеспечивала доступ и к другим ресурсам Internet.

Предшественница Internet, сеть ARPANET, первоначально состояла всего из четырех больших ЭВМ. Затем Internet росла гигантскими темпами, достигнув более 4,5 млн. активных компьютеров в июне 1995 г. Основной рост пришелся на последние десять лет, когда развилась инфраструктура коммуникаций и возросли возможности компьютеров. Internet превратилась в общедоступное “информационное шоссе”. Число пользователей на 2000 г. составляет, по разным оценкам, от 30 до 60 млн. человек, в их числе – около 500 тыс. россиян (хотя подавляющее большинство наших соотечественников пользуются лишь одним ресурсом Internet – электронной почтой; более полно возможности Internet используют примерно 20 тыс. российских пользователей). Ежемесячно по Internet перемещается более 30 терабит информации (это примерно 30 млн. книг по 700 страниц каждая).

Таким образом, Internet – это гигантский конгломерат компьютеров, связанных друг с другом в одну большую сеть. Единственным критерием объединения машин является согласие на коммуникацию по единому для всех протоколу.

Структура Internet

Основной вопрос, который стоял перед создателями Internet, заключался в соединении компьютеров для передачи информации от одного к другому.

В конце 70-х годов достигла своего расцвета технология локальных сетей. На рынке появилось огромное количество разных типов локальных сетей. Таким образом, любая компания могла выбрать и установить необходимую ей сеть в соответствии со своими возможностями. Однако появление огромного числа независимых технологий локальных сетей привело к тому, что многие из них были попросту несовместимы.

Параллельно технологии локальных сетей в тот же период получила заметное развитие технология сетей широкой зоны (WAN— Wide Area Network). В отличие от локальной сети сеть широкой зоны ставила своей задачей соединить компьютеры, находящиеся географически далеко друг от друга. Сами коммутируемые компьютеры не имели прямого выхода к кабелю. Вместо этого каждый из них был связан со специальным компьютером, который имел выход в сеть. При этом задачей последнего являлось лишь поддержание связи в сети. На другом конце кабеля ситуация была такой же. Следовательно, широкая сеть, благодаря специальным компьютерам, поддерживалась независимо от коммутируемых компьютеров.

Ситуация в технологиях широких сетей складывалась аналогично ситуации с локальными сетями. Многие из них не только имели разные физические характеристики (напряжение, модуляция сигнала и т.д.), но зачастую не могли быть соединены друг с другом.

Чтобы положить конец такому положению дел, министерство обороны США стало субсидировать исследования для создания технологии по соединению сетей. Так как изменить существующие технологии не представлялось возможным, было решено найти способ, позволяющий адаптировать друг к другу объединенные сети. Этот проект получил название Internet.

Глобальная идея, лежащая в основе решения, заключалась в том, что конкретный компьютер мог быть связан не с одной, а с двумя сетями. Разница лишь в том, что раньше он соединялся с соседними компьютерами, а теперь с соседними сетями.

Internet использует специальные компьютеры для соединения сетей. Обычно это вполне стандартные компьютеры с процессором, памятью и коммутационными платами. Единственное различие состоит в том, что на них установлены специальные программы, ответственные за связь между сетями. Получив пакет информации от одной сети, этот коммутационный компьютер передает ее другой сети. Этот специальный компьютер называется маршрутизатором (router).

Таким образом, структуру Internet можно представить следующим образом: Internet – это тысячи компьютерных сетей, соединенных между собой маршрутизаторами. Каждый компьютер подсоединен к какой-либо одной сети. Когда компьютер на одной сети связывается с компьютером на другой сети, то информация проходит через маршрутизатор (и не один). Не имеет значения, с какими сетями связан маршрутизатор – локальными или широкими. Важно, чтобы передаваемая информация подчинялась определенным стандартам. Без них маршрутизатор был бы не в состоянии понять и переработать поступающую информацию.

Однако большинство людей не могут себе позволить прямого подключения в одну из сетей Internet, так как это дорого, поэтому для выхода в Internet персональный компьютер должен иметь модем, который подсоединяется к обычной телефонной сети, и специальную программу для управления модемом. При запуске модема, он через телефонную линию соединяется с модемом, который расположен на компьютере, включенном в одну из интернетовских сетей.