Локальные сети не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).
Корпоративные компьютерные сети.
Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.), создают собственные, так называемые корпоративные сети. Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах (в качестве примера можно привести сеть корпорации Microsoft, MSN).
Глобальная компьютерная сеть Интернет.
В 1969 году в США была создана компьютерная сеть ARPAnet, объединяющая компьютерные центры министерства обороны и ряда академических организаций. Эта сеть была предназначена для узкой цели: главным образом для изучения того, как поддерживать связь в случае ядерного нападения и для помощи исследователям в обмене информацией. По мере роста этой сети создавались и развивались многие другие сети. Еще до наступления эры персональных компьютеров создатели ARPAnet приступили к разработке программы InternettingProject ("Проект объединения сетей"). Успех этого проекта привел к следующим результатам. Во-первых, была создана крупнейшая в США сеть internet (со строчной буквы i). Во-вторых, были опробованы различные варианты взаимодействия этой сети с рядом других сетей США. Это создало предпосылки для успешной интеграции многих сетей в единую мировую сеть. Такую "сеть сетей" теперь всюду называют Internet (в отечественных публикациях широко применяется и русскоязычное написание - Интернет).
В настоящее время на десятках миллионов компьютеров, подключенных к Интернету, хранится громадный объем информации (сотни миллионов файлов, документов и т. д.) и сотни миллионов людей пользуются информационными услугами глобальной сети.
Интернет — это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети и включающая в себя десятки миллионов компьютеров.
В каждой локальной или корпоративной сети обычно имеется, по крайней мере, один компьютер, который имеет постоянное подключение к Интернету с помощью линии связи с высокой пропускной способностью (сервер Интернета).
Надежность функционирования глобальной сети обеспечивается избыточностью линий связи: как правило, серверы имеют более двух линий связи, соединяющих их с Интернетом.
Основу, «каркас» Интернета составляют более ста миллионов серверов, постоянно подключенных к сети.
К серверам Интернета могут подключаться с помощью локальных сетей или коммутируемых телефонных линий сотни миллионов пользователей сети.
Адресация в Интернет
Для того, чтобы связаться с некоторым компьютером в сети Интернет, Вам надо знать его уникальный Интернет - адрес. Существуют два равноценных формата адресов, которые различаются лишь по своей форме: IP - адрес и DNS - адрес.
IP - адрес
IP - адрес состоит из четырех блоков цифр, разделенных точками. Он может иметь такой вид:
84.42.63.1
Каждый блок может содержать число от 0 до 255. Благодаря такой организации можно получить свыше четырех миллиардов возможных адресов. Но так как некоторые адреса зарезервированы для специальных целей, а блоки конфигурируются в зависимости от типа сети, то фактическое количество возможных адресов немного меньше. И тем ни менее, его более чем достаточно для будущего расширения Интернет.
С понятием IP - адреса тесно связано понятие "хост". Под хостом понимается любое устройство, использующее протокол TCP/IP для общения с другим оборудованием. Это может быть не только компьютер, но и маршрутизатор, концентратор и т.п. Все эти устройства, подключенные в сеть, обязаны иметь свой уникальный IP - адрес.
DNS - адрес
IP - адрес имеет числовой вид, так как его используют в своей работе компьютеры. Но он весьма сложен для запоминания, поэтому была разработана доменная система имен: DNS. DNS - адрес включает более удобные для пользователя буквенные сокращения, которые также разделяются точками на отдельные информационные блоки (домены).
Если Вы вводите DNS - адрес, то он сначала направляется в так называемый сервер имен, который преобразует его в 32 - битный IP - адрес для машинного считывания.
Доменные имена
DNS - адрес обычно имеет три составляющие (хотя их может быть сколько угодно).
Доменная система имен имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня - домены второго уровня и так далее. Домены верхнего уровня бывают двух типов: географические (двухбуквенные - каждой стране свой код) и административные (трехбуквенные).
России принадлежит географический домен ru.
gov - правительственное учреждение или организация
mil - военное учреждение
com - коммерческая организация
net - сетевая организация
org - организация, которая не относится не к одной из выше перечисленных
Среди часто используемых доменов - идентификаторов стран можно выделить следующие:
at - Австрия
au - Австралия
ca - Канада
ch - Швейцария
de - Германия
dk - Дания
es - Испания
fi - Финляндия
fr - Франция
it - Италия
jp - Япония
nl - Нидерланды
no - Норвегия
nz - Новая Зеландия
ru - Россия
se - Швеция
uk - Украина
za - Южная Африка
Адрес E-mail
С помощью IP - адреса или DNS - адреса в Интернет можно обратиться к любому нужному компьютеру. Если же Вы захотите послать сообщение по электронной почте, то указания только этих адресов будет недостаточно, поскольку сообщение должно попасть не только в нужный компьютер, но и к определенному пользователю системы.
Для доставки и прима сообщений электронной почты предназначен специальный протокол SMPT (SimpleMailTransportProtocol). Компьютер, через который в Интернет осуществляется передача сообщений электронной почты, называют SMPT - сервером. По электронной почте сообщения доставляются до указанного в адресе компьютера, который и отвечает за дальнейшую доставку. Поэтому такие данные, как имя пользователя и имя соответствующего SMPT - сервера разделяют знаком "@". Этот знак называется "atкоммерческое" (на жаргоне - собачка, собака). Таким образом, Вы адресуете свое сообщение конкретному пользователю конкретного компьютера. Например:
ivanov@klyaksa.net Здесь ivanov - пользователь, которому предназначено послание, а klyaksa.net - SMPT - сервер, на котором находится его электронный почтовый ящик (mailbox). В почтовом ящике хранятся сообщения, пришедшие по конкретному адресу.
URL
URL (UniformResourceLocator, унифицированный определитель ресурсов) - это адрес некоторой информации в Интернет. Он имеет следующий формат:
тип ресурса://адрес узла/прочая информация
Наиболее распространенными считаются следующие типы ресурсов:
ftp:// ftp - сервер
http:// адрес в WWW
mailto:// адрес электронной почты
Ресурсная часть URL всегда заканчивается двоеточием и двумя или тремя наклонными чертами. Далее следует конкретный адрес узла, который Вы хотите посетить. За ним в качестве ограничителя моет стоять наклонная черта. В принципе, этого вполне достаточно. Но если Вы хотите просмотреть конкретный документ на данном узле и знаете точно его место расположения, то можете включить его адрес в URL. Ниже приведены несколько URL и расшифровка их значений:
Итак, в Интернет возможны следующие виды адресов:
| Адрес | формат |
| IP | 12.105.58.9 |
| DNS | компьютер.сеть.домен |
| E - mail | пользователь@email-сервер |
| URL | тип ресурса://DNS - адрес |
Два основных принципа передачи информации в сети Интернет:
· Пакетная передача. На исходном сервере сообщение разделяется на части-пакеты. Каждый пакет снабжается служебным заголовком (содержит адрес отправителя, адрес получателя, номер пакета, контрольную сумму и другую служебную информацию). На конечном сервере из полученных пакетов сообщение восстанавливается.
· Коммутация пакетов. Пакеты передаются в сеть ближайшему серверу по пути следования. Информация, содержащаяся в заголовке пакета, сама управляет прохождением пакета к пункту назначения.
Два варианта адресации в Интернете:
· IP-адресация. IP-адрес — это номер компьютера в сети Интернет. Для записи IP-адреса используется 32 бита. Для более комфортной работы с IP-адресами принято записывать их четырьмя десятичными числами: каждое число равно значению одного байта, и отделяется от других точкой.
· Доменная адресация. Доменная адресация реализует иерархический способ упорядочивания адресов в сети. На каждом уровне иерархии есть центр, который следит за уникальностью доменных адресов, но только на своём уровне, предоставляя следующему уровню полную свободу.
Доменные адреса записывают в символьном виде, справа налево, домены отделяются друг от друга точками.
Пример построения доменного адреса:
| компьютер.подразделение.организация.cтрана |
Специальные серверы — они называются DNS-серверы (DomainNameSystem, доменная система имён) — хранят доменные имена и соответствующих им IP-адреса в виде таблицы:
| Доменный адрес | IP-адрес |
| ... | ... |
| pereslavl.ru | 193.232.174.1 |
| ... | ... |
Обычный сервер обращается к DNS-серверу, указывая ему доменное имя. В ответ DNS-сервер сообщает IP-адрес, и обычный сервер использует его при отправке в сеть информационного пакета.
IP-адрес. Для того чтобы в процессе обмена информацией компьютеры могли найти друг друга, в Интернете существует единая система адресации, основанная на использовании IP-адреса.
Каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет свой уникальный 32-битный (в двоичной системе) IP-адрес.
По формуле (2.1) легко подсчитать, что общее количество различных IP-адресов составляет более 4 миллиардов:
N = 232 = 4 294 967 296.
Система IP-адресации учитывает структуру Интернета, то есть то, что Интернет является сетью сетей, а не объединением отдельных компьютеров. IP-адрес содержит адрес сети и адрес компьютера в данной сети.
Для обеспечения максимальной гибкости в процессе распределения IP-адресов, в зависимости от количества компьютеров в сети, адреса разделяются на три класса А, В, С. Первые биты адреса отводятся для идентификации класса, а остальные разделяются на адрес сети и адрес компьютера (табл. 2).
| Таблица 2. IP-адресация в сетях различных классов | |||||||
| Класс А | Адрес сети (7 битов) | Адрес компьютера (24 бита) | |||||
| Класс В | Адрес сети (14 битов) | Адрес компьютера (16 битов) | |||||
| Класс С | Адрес сети (21 бит) | Адрес компьютера (8 битов) | |||||
Например, адрес сети класса А имеет только 7 битов для адреса сети и 24 бита для адреса компьютера, то есть может существовать лишь 27 = 128 сетей этого класса, зато в каждой сети может содержаться 224 = 16 777216 компьютеров.
В десятичной записи IP-адрес состоит из 4 чисел, разделенных точками, каждое из которых лежит в диапазоне от О до 255. Например, IP-адрес сервера компании МТУ-Интел записывается как 195.34.32.11.
Достаточно просто определить по первому числу IP-адреса компьютера его принадлежность к сети того или иного класса:
· адреса класса А - число от 0 до 127;
· адреса класса В - число от 128 до 191;
· адреса класса С - число от 192 до 223.
Так, сервер компании МТУ-Интел относится к сети класса С, адрес которой 195, а адрес компьютера в сети 34.32.11.
Провайдеры часто предоставляют пользователям доступ в Интернет не с постоянным, а с динамическим IP-адресом, который может меняться при каждом подключении к сети. В процессе сеанса работы в Интернете можно определить свой текущий IP-адрес.
Сетевым протоколом называется согласованный и утверждённый стандарт, содержащий описание форматов данных и правил приёма и передачи. Протоколы служат для синхронизации работы сети.
Два основных (базовых) протокола для передачи информации в сети Интернет:
· TCP. Протокол TCP в стартовой точке разбивает информацию на порции и нумерует их. В конечном пункте протокол TCP собирает из частей исходное сообщение.
· IP. Протокол IP получает от TCP порции информации, образует из них IP-пакеты, добавляет служебные заголовки, и отправляет пакеты в сеть. Протокол IP принимает пакеты из сети. На промежуточном сервере IP передаёт пакеты дальше по пути следования, а на конечном пункте пакеты передаются протоколу TCP для сборки исходной информации.
Прикладным протоколом называется протокол, надстроенный над базовым протоколом TCP/IP и реализующий ту или иную службу в сети (сервис Интернета).
Маршрутизация пакетов — обеспечение прохождения пакетов в сети от начального пункта к конечному.
Маршрутизация выполняется маршрутизаторами — специальными устройствами или программным обеспечением, расположенным на серверах Интернета.
Маршрутизаторы хранят таблицы соединений серверов, постоянно их обновляя. Маршрутизатор определяет соседний сетевой узел, в который надо передать пакет для следования в пункт назначения.
