Структура и основные принципы работы сети Интернет

В настоящее время Internet – это несколько миллионов компьютеров, соединенных между собой линиями связи, посредством которых эти компьютеры могут обмениваться друг с другом данными. При этом Internet представляет собой линии связи, напоминающую скорее решетку, чем паутину (как ее часто называют), потому что паутина – это чаще всего центрально-симметричный объект, в то время как Internet не имеет выраженного центра. Эта «решетка» из линий связи и узлов как бы натянута на Земной шар.

Глобальную компьютерную сеть называют телекоммуникационной сетью, а процесс обмена информацией по такой сети телекоммуникацией. Сеть состоит из связанных между собой узловых компьютеров хост-машин и подсоединенных к ним PC пользователей – абонентов сети или терминалов. В основе передачи данных в глобальных сетях лежит технология коммутации пакетов. Это значит, что прежде чем отправить сообщение по сети, это сообщение «нарезается» на мелкие части, которые называются пакетами. Пакет – базовая единица данных в Internet, это последовательность примерно 1500 байт информации, сопровождаемая стандартной служебной записью, в которую входят код проверки на наличие ошибок, адреса машины-получателя и отправителя. Решение о том, в какую сторону направлять пакет принимается шлюзом в момент прохождения пакета через этот шлюз. Если в один момент времени некоторый путь от места отправления к месту назначения существует, то шлюз отправит пакет, который в этот момент времени через него проходит по этому пути. Если в следующий момент времени путь по какой-либо причине исчезнет, то шлюз отправит пакет по другому пути. При этом оба пакета могут принадлежать одному и тому же сообщению. В месте назначения пакетов не имеет значения последовательность их получения, т. к. пакеты в себе несут также и информацию о своем месте внутри сообщения. Поскольку каждый пакет пересылается независимо от других и вперемешку с тысячами подобных, то по одному телефонному кабелю одновременно могут работать большое число пользователей, совершенно не замечая этого. Это, помимо прочего, обеспечивает и относительную дешевизну передачи данных по Internet, например, стоимость посылки электронного письма ничтожна по сравнению со стоимостью пересылки по факсу сообщения равного объема.

Глобальные компьютерные сети изначально разрабатывались таким образом, чтобы выход из строя их отдельных участков не приводил к полной остановке всей системы. По этой причине изначально была выбрана идеология, согласно которой все узлы Сети имели равные права относительно друг друга. Отсутствие «главных» компьютеров делает всю систему устойчивой, так как вывод из строя подобных центров мог бы привести к разрушению всей сети. Устойчивость работы достигается за счет системы маршрутизации, которая лежит в основе управления потоками данных в глобальных сетях. Эта система в автоматизированном режиме регулирует пересылку потоков пакетов с компьютера на компьютер по указанным адресам. Ее основными элементами являются маршрутизаторы, которые, располагаясь на узлах Сети, содержат постоянно актуализируемую информацию о текущем состоянии компьютеров, сетевого окружения и каналов связи – таблицы маршрутизации. Опираясь на таблицы маршрутизации, потоки данных направляются к цели оптимальными на данный момент путями в обход временно поврежденных участков. Именно эта технология обеспечивает высокую устойчивость глобальной сети, в которой отдельные узлы и линии связи могут выйти из строя, но вся сеть при этом не теряет своей работоспособности, автоматически осуществляя доставку данных в обход поврежденных участков. Такое свойство Internet обеспечивает надежную доставку сообщений в любую точку сети даже при ее неустойчивой работе [25].

Виды доступа к Internet

Подключение к Сети обычно осуществляют через поставщиков доступа в Internet – провайдеров. Провайдер – это фирма, предоставляющая услуги доступа к мировой сети, а также сетевые узлы, расположенные в коммерческих и некомерческих организациях крупных городов. Провайдеры соединены друг с другом скоростными каналами связи – спутниковыми или кабельными. Перечень поставщиков сетевых услуг можно найти на поисковых серверах, например на сайте-каталоге Internet-ресурсов [13].

Существуют различные виды доступа к Internet:

- прямой доступ к Internet;

- режим «off-line» или UUCP-доступ к Internet;

- коммутируемый «dial-up IP» доступ к Internet;

- мобильный.

Прямой («on-line») – цифровая сеть с интеграцией обслуживания. Позволяет совместить услуги телефонной связи и обмена данными. Доступ устанавливает по выделенным линиям постоянную связь пользователя с Internet. При этом его компьютер получает IP-адрес, а сам пользователь – круглосуточный доступ к ресурсам Internet через сеть, являющуюся частью Internet. Такой вид доступа в Internet оплачивается абонентской платой и платой по трафику (т. е. оплачивается объём получаемой и передаваемой информации).

Режим «off-line» (вне сети) предусматривает соединение с Internet только для передачи электронной почты. При работе в таком режиме пользователь готовит или читает письмо, используя специальный редактор, не устанавливая соединения с сетью. С помощью электронной почты пользователь может участвовать в телеконференциях, получать новости по указанным им темам, запрашивать файлы с FTP-серверов и т. д. Этот вид доступа называется оффлайновым потому, что сам пользователь с сетью не работает – он лишь подготавливает отправляемые электронные письма для программы доступа к узлу сети. Для отправления-приема писем необходимо запустить специальную программу и с помощью модема дозвониться до узла Internet. Наиболее распространенным программным обеспечением режима «off-line» является «UUCP» (UNIX to UNIX Сopy Program или система копирования из UNIX в UNIX). При этом виде доступа провайдер обычно берёт абонентскую плату и плату за трафик, то есть за объём передаваемой и принимаемой информации.

Коммутируемый «dial-up IP» доступ отличается от постоянного прямого «on-line» доступа тем, что компьютер пользователя становится полноценным узлом сети Internet только на сеанс работы. При этом нет необходимости быть подключенным к сети по выделенной линии, а достаточно воспользоваться телефонным кабелем и модемом со скоростью не меньше 14400 bps (бит/с). Протоколы SLIP (протокол Internet для работы по последовательной линии) или PPP (протокол точка-точка) дают возможность использовать телефонную линию и по требованию включать компьютер со своим сетевым адресом в сеть. При этом различные программы-клиенты, осуществляющие прямой доступ к Internet, находятся на персональном компьютере, и пользователь вправе сам подбирать программное обеспечение клиента.

Коммутируемый доступ без использования SLIP или PPP ограничивает возможности пользователя – доступны только те программы-клиенты, которые есть на узловом компьютере сети.

В диалоговом варианте доступа можно пользоваться WWW (World Wide Web), поговорить (путём набора сообщений на клавиатуре) с другими пользователями или группой пользователей в реальном времени, проводить видео-телеконференции и т. д. Оплата взимается за время работы в Internet. Некоторые провайдеры берут и абонентскую плату.

Пользователь может иметь доступ через сеть, не являющуюся частью Internet и возможно работающую в протоколе, отличном от TCP/IP, но имеющую выход в Internet через шлюз, обеспечивающий взаимосвязь протоколов. В этом случае услуги, предоставляемые пользователю, могут быть ограничены протоколом, аппаратными и программными средствами данной сети.

Мобильный доступ осуществляется с использованием мобильных телефонов и карманных ПК.

Мобильный GPRS -Интернет позволяет выходить в Интернет при помощи мобильного телефона, подключенного к компьютеру.

Это дает возможность:

- выходить в Интернет без городской телефонной линии;

- принимать и отправлять электронную почту.

Перед подключением услуги необходимо убедиться, что телефон поддерживает GPRS. Эту информацию можно найти в инструкции по эксплуатации телефона.

Чтобы принимать и отправлять электронную почту через GPRS, необходимо предварительно зарегистрировать почтовый ящик на любом бесплатном почтовом сайте.

Другой пример мобильного доступа в Интернет – беспроводной. Современная беспроводная технология соединения компьютеров в сеть или подключения их к Интернету – технология Wi-Fi (аббревиатура от Wireless Fidelity – Беспроводная точность). Именно с помощью этой технологии Интернет становится по-настоящему мобильным и дает пользователю свободу перемещения: и в пределах одной комнаты, и по всему миру. Точки беспроводного доступа в Интернет называют «хот-спотами».

Многие портативные устройства имеют встроенный интерфейс Wi-Fi, например, он есть в любом ноутбуке.