История и принципы организации глобальных компьютерных сетей
История и принципы организации глобальных компьютерных сетей
Internet - всемирная компьютерная сеть, составленная из разнообразных компьютерных сетей, объединенных стандартными соглашениями о способах обмена информацией (протоколами) и единой системой адресации. Всемирную сеть Internet можно представить как паутину взаимопересекающихся связей - спутниковых, оптоволоконных, телефонных и радиорелейных каналов, соединяющих компьютеры во всем мире. Множество базисных компьютеров (узлов сети или хостов), расположенных в академических институтах, государственных и коммерческих организациях, обеспечивают работоспособность сети. Имеются и другие мировые компьютерные сети, формально не входящие в Internet, но связанные с ним посредством так называемых шлюзов (gateway).
Сети Internet уже более 30 лет. Импульсом к ее рождению послужили нужды военных.
В 1967 году для создания сети передачи данных было решено использовать разбросанные по всей территории США компьютеры ARPA, соединив их обычными телефонными проводами. Работы по созданию первой глобальной компьютерной сети, получившей название ARPANet, велись быстрыми темпами и уже к 1968 году появились ее узлы.
Рис. 2.1. Схема узлов и каналов связи сети ARPANet в 1980 году
А в 1973 г. сеть ARPANet стала международной - к ней подключились Англия и Норвегия.
В 1974 году было открыто первое коммерческое приложение ARPANet - Telnet, обеспечивающее доступ к удаленным компьютерам в режиме терминала.
К 1977 году Сеть объединяла уже десятки научных и военных организаций, как в США, так и в Европе, а для связи использовались уже не только телефонные, но также спутниковые и радиоканалы.
Сеть ARPANet развивалась и становилась похожей на нынешний Интернет.
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 - "языка общения" одного устройства с другим. Для их преодоления был создан новый стандарт коммуникаций, названный TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol -протокол управления передачей /межсетевой протокол). Выдающееся значение этих протоколов, принятых 1 января 1983 года, заключалось в том, что с их помощью разнородные сети получили возможность производить обмен данными друг с другом. Именно этот день фактически является днем рождения Интернет.
В 1986 году Национальным Фондом Науки США (The National Science Foundation - NSF) была запущена в эксплуатацию NSFNet. NSFNet являлась высокоскоростной компьютерной сетью, базирующейся на суперкомпьютерах, соединенных оптоволоконными кабелями, радио- и спутниковой связью. До 1995 года она составляла основу Интернет в Соединенных Штатах - была «хребтом» (backbone) американской части глобальных компьютерных сетей (у других стран имелись собственные «хребты»). В 1996 году NSFNet была приватизирована, а научным организациям было предписано договариваться о доступе к информационным магистралям с коммерческими Интернет-провайдерами. В академических кругах это решение признано ошибочным, и практически с того же года ведутся эксперименты по воссозданию некоммерческой сети научных и образовательных учреждений, под условным названием Интернет-2.
Мощное сочетание спутниковых и оптоволоконных каналов позволило создать в США единое цифровое пространство.
До середины 1990 года Интернет был доступен относительно узкому академическому сообществу, а его наполнение не отличалось богатством и разнообразием. Из сетевых сервисов тогда были доступны три:
В 1991 появился Gopher - приложение, впервые позволившее свободно перемещаться по глобальным сетям без предварительного знания адресов необходимых серверов.
Рис. 2.2. Так выглядела NSFNet в середине 90-х годов
Ситуация значительно изменилась в 1993 году, после того как в Национальном центре суперкомпьютерных приложений (National Center for Supercomputing Applications, NCSA) был создан первый графический интерфейс к World Wide Web - браузер Mosaic. Mosaic оказался настолько популярен, что один из разработчиков программы Марк Андриссен (Mark Andreessen) основал компанию Netscape, занявшуюся разработкой аналога Mosaic - браузера Netscape Navigator.
Повсеместное использование Интернет широкими массами пользователей фактически началось в 1994 году с созданием нового браузера - Netscape Navigator. Его появление не только упростило доступ к информации Всемирной паутины, но, главное, позволило размещать в виртуальной вселенной практически все виды данных. На смену текстовым черно-белым приложениям пришла многокрасочная среда, наполненная графикой, анимацией, аудио- и видеоданными. Такая среда сразу же привлекла большее число пользователей.
В 1997 году к Интернет подключается 100-миллионный пользователь, а 20 марта 1998 впервые проводится Всемирный День Интернет. WWW насчитывает уже 300 млн. страниц и более 2 млн. сайтов. К Сети подключено более 150 млн. пользователей. В 1999 году в Сети появляются первые музыкальные файлы в формате MP3. Процесс роста Сети продолжается и поныне, захватывая все новые и новые страны.
Число обращений к Интернет будет в значительной степени расширяться, в том числе, и за счет увеличения возможностей мобильных компьютерных устройств: ноутбуков, карманных персональных компьютеров, сотовых телефонов.
Рис. 2.3. Доля пользователей Интернета в странах мира
Южный 13% (2,4 млн. чел.)
Уральский, 6% (1,0 млн. чел.)
Центральный (без г. Москвы) 15% (2,9 млн. пел.)
Москва 20% (3,7 млн. чел.)
Северо-Западный 13% (2,5 млн. чел.)
Привопжскии, 17% (3,1 млн. чел.)
Сибирский, 13% (2,4 млн. чел.)
Дальневосточный, 5% (0,9 млн. чел.)
Рис. 2.4. Распределение общего числа пользователей Интернет по регионам России. Россия в целом 100 % (18.9 млн. чел.)
Рис. 2.5. Карманные персональные компьютеры
Уже сегодня есть многочисленные примеры мобильного Интернет. Так, вся сеть ресторанов McDonalds в Японии уже оснащена оборудованием для доступа в Сеть. С 2003 года известная сеть отелей Mariott, заключив с компанией Intel соглашение, предоставляет всем постояльцам своих отелей в США доступ в Интернет посредством беспроводной технологии Wi-Fi. Wi-Fi - это аббревиатура от Wireless Fidelity - Беспроводная точность. Такие точки беспроводного доступа, называемые «хот-спотами» есть во всех трех московских отелях этой сети. Доступ осуществляется за счет беспроводных сетевых карт в ноутбуках или КПК постояльцев. Если ноутбук гостя не оснащен такой картой, она выдается за небольшую плату на время пребывания в отеле. За счет этой беспроводной технологии гости могут подключаться к Интернет абсолютно из любого места в отеле. По прогнозам компании IDC, к концу 2005 году число таких «хот-спотов» в мире превысит 120 тысяч.
Беспроводные сети на основе технологии Wi-Fi существуют во всех крупных университетах Европы и США, где студенты могут совершенно бесплатно получить доступ к образовательным ресурсам университета и в глобальную Сеть Internet. В настоящее время эта технология доступна всем студентам и сотрудникам МИЭМ (Московский государственный институт электроники и математики).
В Российской государственной библиотеке (РГБ) реализован первый в России проект по обеспечению общественной библиотеки беспроводным доступом в Интернет. Посетители библиотеки получили доступ к богатейшим фондам, электронным ресурсам и каталогам библиотеки, а также возможность осуществить выход во всемирную сеть Интернет со своих ноутбуков или КПК в трех залах РГБ.
--- MOBILE TECHNOLOGY
Рис. 2.6. Логотип указывающий, устройство готово для работы по беспроводной технологии Wi-Fi
Из истории человеческого общества вам должно быть известно, что многие научные открытия и изобретения сильно повлияли на ее ход, на развитие цивилизации. К их числу относятся изобретение парового двигателя, открытие электричества, овладение атомной энергией, изобретение радио и пр. Процессы резкого изменения в характере производства, в быту, к которым приводят важные научные открытия и изобретения, принято называть научно-технической революцией.
Появление и развитие компьютерной техники во второй половине ХХ века стали важнейшим фактором научно-технической революции.
В этом процессе выделим три этапа.
Первый этап начался с создания первой ЭВМ в 1945 году. Приблизительно в течение 30 лет компьютерами пользовалось сравнительно небольшое число людей, главным образом в научной и производственной областях.
Второй этап начался в середине 70-х годов ХХ века и связан с появлением и распространением персональных компьютеров (ПК). ПК стали широко использоваться не только в науке и производстве, но ив системе образования, сфере обслуживания, быту. ПК вошли в дом как один из видов бытовой техники наряду с радиоприемниками, телевизорами, магнитофонами.
Третий этап связан с появлением глобальной компьютерной сети Интернет. В результате персональный компьютер, который помещается на письменном столе, стал «окном» в огромный мир информации. Появились новые понятия, такие как «мировое информационное пространство», «киберпространство». Распространение Интернета решает важную социальную проблему информационного неравенства, которое существует между людьми, живущими в разных странах, на разных континентах, а также в крупных городах и на периферии. Именно развитие Интернета дает основание говорить о том, что в истории цивилизации наступает этап информационного общества.
С распространением компьютеров возникает понятие компьютерной грамотности. Это необходимый уровень знаний и умений человека, позволяющий ему использовать компьютер для общественных и личных целей.
На первом этапе развития ЭВМ компьютерная грамотность сводилась к умению программировать. Программирование главным образом изучалось в высших учебных заведениях, владели им ученые, инженеры, профессиональные программисты.
На втором этапе под общим уровнем компьютерной грамотности стали понимать умение работать на персональном компьютере с прикладными программами, выполнять минимум необходимых действий в среде операционной системы. Компьютерная грамотность на таком уровне становится массовым явлением благодаря обучению в школе, на многочисленных курсах, в самостоятельном режиме.
На третьем, современном этапе важным элементом компьютерной грамотности стало умение использовать Интернет. Появилось более широкое понятие — информационная культура. Быстро растет число компьютеров, подключенных к мировой сети. И всё более необходимым становится умение использовать компьютер для общения с другими людьми, для дистанционного обучения, поиска справочной информации, коммерческой деятельности и многого другого.
Понятие глобальной сети — системы объединенных компьютеров, расположенных на больших расстояниях друг от друга, — цоявилось в процессе развития компьютерных сетей. В 1964 году в США была создана компьютерная система раннего оповещения о приближении ракет противника. Первой глобальной сетью невоенного назначения стала сеть ARPANET в США, введенная в действие в 1969 году. Она имела научное назначение и объединяла компьютеры нескольких университетов страны.
В 80-90-х годах прошлого века в разных странах создается множество отраслевых, региональных национальных компьютерных сетей. Их объединение в международную сеть произошло на базе межсетевой среды Интернет.
Важным годом в истории Интернета стал 1993 год, когда была создана служба World Wide Web (WWW) — Всемирная информационная сеть (Всемирная паутина). С появлением WWW резко возрос интерес к Интернету, пошел процесс его бурного развития и распространения. Многие люди, говоря об Интернете, подразумевают именно WWW, хотя это только лишь одна из его служб.
- из чего состоит Интернет;
- как работает;
- для чего используется.
Часто в литературе вместо слова «Интернет» употребляют термин «Сеть» (уважительно с большой буквы). Мы также иногда будем им пользоваться.
Аппаратные средства Интернета
Основными составляющими любой глобальной сети являются компьютерные узлы и каналы связи.
Здесь можно провести аналогию с телефонной сетью: узлами телефонной сети являются АТС — автоматические телефонные станции, которые между собой объединены линиями связи и образуют городскую телефонную сеть. Телефон каждого абонента подключается к определенной АТС.
К узлам компьютерной сети подключаются персональные компьютеры пользователей подобно тому, как с телефонными станциями соединяются телефоны абонентов. Причем в роли абонента компьютерной сети может выступать как отдельный человек через свой ПК, так и целая организация через свою локальную сеть. В последнем случае к узлу подключается сервер локальной сети.
Организация, предоставляющая услуги обмена данными с сетевой средой, называется провайдером сетевых услуг. Английское слово provider обозначает «поставщик», «снабженец». Пользователь заключает договор с провайдером на подключение к его узлу и в дальнейшем оплачивает ему предоставляемые услуги (подобно тому, как мы оплачиваем услуги телефонной сети).
Узел содержит один или несколько мощных компьютеров, которые находятся в состоянии постоянного подключения к сети. Информационные услуги обеспечиваются работой программ-серверов, установленных на узловых компьютерах.
Каждый узловой компьютер имеет свой постоянный адрес в Интернете; он называется IР-адресом.
IP-адрес состоит из четырех десятичных чисел, каждое в диапазоне от О до 255, которые записываются через точку. Например:
Такие же IP-адреса получают и компьютеры пользователей Сети, но они действуют лишь во время подключения пользователя к сети, т. е. изменяются в каждом новом сеансе связи, в то время как адреса узловых компьютеров остаются неизменными.
Наряду с цифровыми IP-адресами в Интернете действует система символьных адресов, более удобная и понятная для пользователей. Она называется доменной системой имен (DNS — Domain Name System).
Система доменных имен построена по иерархическому принципу. Первый справа домен (его еще называют суффиксом) — домен верхнего уровня, следующий за ним — домен второго уровня и т. д. Последний (первый слева) — имя компьютера. Домены верхнего уровня бывают географическими (двухбуквенными) или административными (трехбуквенными). Например, российской зоне Интернета принадлежит географический домен ru. Еще примеры: uk — домен Великобритании; са — домен Канады; de — домен Германии; jp — домен Японии. Административные домены верхнего уровня чаще всего относятся к американской зоне Интернета: gov — правительственная сеть США; mil — военная сеть; edu — образовательная сеть; сот — коммерческая сеть.
Среди узлов Интернета есть своя иерархия. Например, некоторый узел в Самаре имеет соединение с узлом в Москве, который, в свою очередь, связан с рядом узлов европейской опорной сети. Последние имеют связь с узлами США, Японии и др. И всё-таки структура Интернета — это не дерево, а именно сеть. Как правило, каждый узел имеет связь не с одним, а с множеством других узлов. Поэтому маршруты, по которым поступает информация на некоторый узел, могут быть самыми разными. Этим обеспечивается устойчивость работы Сети: при выходе из строя одного узла информационные потоки к другим узлам не прерываются. Они лишь могут изменить свои маршруты.
Каналы связи
- телефонные линии;
- электрическая кабельная связь;
- оптоволоконная кабельная связь;
- радиосвязь (через радиорелейные линии, спутники связи).
Различные каналы связи различаются тремя основными свойствами: пропускной способностью, помехоустойчивостью, стоимостью.
По параметру стоимости самыми дорогими являются оптоволоконные линии, самыми дешевыми — телефонные. Однако с уменьшением цены снижается и качество работы линии: уменьшается пропускная способность, сильнее влияют помехи. Практически не подвержены помехам оптоволоконные линии.
Пропускная способность телефонных линий — десятки и сотни Кбит/с; пропускная способность оптоволоконных линий и линий радиосвязи измеряется десятками и сотнями Мбит/с.
На протяжении многих лет большинство пользователей Сети подключались к узлу через коммутируемые (т. е. переключаемые) телефонные линии. Такое подключение производится с помощью специального устройства, которое называется модемом. Слово «модем» — это объединение сокращений двух слов: «модулятор» — «демодулятор». Модем устанавливается как на компьютере пользователя, так и на узловом компьютере. Модем выполняет преобразование дискретного сигнала (выдаваемого компьютером) в непрерывный (аналоговый) сигнал (используемый в телефонной связи) и обратное преобразование. Основной характеристикой модема является предельная скорость передачи данных. В разных моделях она колеблется в диапазоне от 1 200 до 56 000 бит/с.
Кабельная связь обычно используется на небольших расстояниях (между разными провайдерами в одном городе). На больших расстояниях выгоднее использовать радиосвязь. Всё большее число пользователей в наше время переходят от коммутируемых низкоскоростных подключений к высокоскоростным некоммутируемым линиям связи.
Программное обеспечение Интернета
Работа Сети поддерживается определенным программным обеспечением (ПО). Это ПО функционирует на серверах и на персональных компьютерах пользователей. Как вам известно из курса информатики основной школы, основой всего программного обеспечения компьютера является операционная система, которая организует работу всех других программ. Программное обеспечение узловых компьютеров очень разнообразно. Условно его можно разделить на базовое (системное) и прикладное. Базовое ПО обеспечивает поддержку работы сети по протоколу ТСР/1Р — стандартному набору протоколов Интернета, т. е. оно решает проблемы рассылки и приема информации. Прикладное ПО занимается обслуживанием разнообразных информационных услуг Сети, которые принято называть службами Интернета. Служба объединяет серверы и клиентские программы, обменивающиеся данными по некоторым прикладным протоколам.
Для каждой службы существует своя сервер-программа: для электронной почты, для телеконференций, для WWW и пр. Узловой компьютер выполняет функцию сервера определенной службы Интернета, если на нем работает сервер-программа этой службы. Один и тот же компьютер в разное время может выполнять функции сервера различных услуг; всё зависит от того, какая сервер-программа на нем в данный момент выполняется. На ПК пользователей сети обслуживанием различных информационных услуг занимаются программы-клиенты. Примерами популярных клиентов являются: Outlook Express — клиент электронной почты, Internet Explorer — клиент службы WWW (браузер). Во время работы пользователя с определенной службой Интернета между его программой-клиентом и соответствующей программой-сервером на узле устанавливается связь. Каждая из этих программ выполняет свою часть работы в предоставлении данной информационной услуги. Такой способ работы Сети называется технологией «клиент — сервер».
Как работает Интернет
Аналогично работает пакетная передача информации в Интернете. За ее работу отвечает протокол TCP/IP, о котором уже говорилось раньше. Пора разобраться, что же обозначают эти загадочные буквы.
Рис. 2.1. Пакетная технология передачи информации в глобальной сети
Как и множество других технологических изобретений, глобальные компьютерные сети вышли из недр исследовательских проектов сугубо военного назначения. Запуск в Советском Союзе первого искусственного спутника Земли в 1957 году ознаменовал начало технологического соревнования между СССР и США. В 1958 году для проведения и координации научно-исследовательской деятельности в военной области при Министерстве обороны США было выделено специальное Агентство Передовых Исследовательских Проектов (Advanced Research Projects Agency – ARPA). В его ведении, в частности, находились и работы по обеспечению безопасности связи и коммуникации в случае начала ядерной войны. Такая система передачи данных должна была обладать максимальной устойчивостью к повреждениям и быть способной функционировать даже при полном выведении из строя большинства своих звеньев.
К 1977 году Сеть объединяла уже десятки научных и военных организаций, как в США, так и в Европе, а для связи использовались уже не только телефонные, но также спутниковые и радиоканалы. 1 января 1983 года было ознаменовано принятием единых Протоколов Обмена Данными – TCP/IP (Transfer Control Protocol / Internet Protocol).
Рис. 1- Схема узлов и каналов связи сети ARPANet в 1980 году.
Выдающееся значение этих протоколов заключалось в том, что с их помощью разнородные сети получили возможность производить обмен данными друг с другом. Именно этот день фактически явялется днем рождения Интернет, как сети, объединяющей глобальные компьютерные сети. Не даром одним из наиболее емких и точных определений Интернет является «сеть сетей».
Рис. 2 – Компьютерная сеть NSFNet в середине 90-х годов
Мощное сочетание спутниковых и оптико-волоконных каналов позволило создать в США единое цифровое пространство.
Повсеместное использование Интернет широкими массами пользователей фактически началось в 1994 году с созданием нового браузера – Netscape Navigator. Его появление не только упростило доступ к информации Всемирной паутины, но, главное, позволило размещать в виртуальной вселенной практически все виды данных. На смену текстовым черно-белым приложениям пришла многокрасочная среда, наполненная графикой, анимацией, аудио- и видеоданными. Такая среда сразу же привлекла большее число пользователей, что в свою очередь стимулировало еще большее число организаций и частных граждан размещать в Сети свои данные. Получилась своеобразная замкнутая спираль, каждый последующий виток которой значительно превышает предшествующий.
2. Технологическая основа Интернет
С технической точки зрения, Интернет сегодня представляет собой миллионы находящихся в разных частях планеты компьютеров, которые связаны друг с другом волоконно-оптическими, спутниковыми или телефонными каналами. У Сети нет единого центра и единой администрации. Общую координацию его деятельности осуществляют международные организации, членами которых являются наиболее авторитетные эксперты из разных стран. Так, например, Internet Research Task Force занимается проблемами развития семейства протоколов TCP/IP, Internet Engineering Task Force – проблемами новых стандартов и протоколов, Internet Corporation for Assigned Names and Numbers – распределением адресного пространства в глобальном масштабе. Ключевые вопросы, представляющие всеобщий интерес для пользователей Интернет, вначале обсуждаются высококвалифицированными экспертами, а затем, в случае одобрения, принимаются сообща руководством наиболее авторитетных сетей. Остальные вправе присоединиться к новшествам или проигнорировать их, оказавшись, таким образом, в изоляции.
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. 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.
Каждая входящая в Интернет сеть самостоятельно заботится о решении своих технологических, организационных и финансовых проблем. В их собственности или аренде находится все необходимое для передачи данных: каналы связи, мощные сервера и маршрутизаторы, осуществляющие регулирование информационных потоков.
Бюджет сетей формируется за счет платы, взимаемой с конечных пользователей, которыми являются как целые организации, так и отдельные граждане. Конечный пользователь, оформивший контракт с определенным поставщиком доступа в Интернет (Internet Service Provider – ISP) в каждом случае соединяется только с местной сетью, предоставляемой провайдером. Все остальное – дело аппаратного и программного обеспечения, обеспечивающего беспрепятственное путешествие по виртуальному миру: для клиента любые переходы от сети к сети становятся абсолютно прозрачными. Финансовые взаиморасчеты между самими сетями практически полностью повторяют отношения между почтовыми ведомствами разных стран: получая плату с одного клиента в одной стране, почтовые службы производят взаимные расчеты, исходя из объемов переданной друг другу корреспонденции.
Введем определение компьютерной сети:
Сеть представляет собой совокупность компьютеров, объединенных средствами передачи данных. Средства передачи данных в общем случае могут состоять из следующих элементов: связных компьютеров, каналов связи (спутниковых, телефонных, цифровых, волоконно-оптических, радио- и других), коммутирующей аппаратуры, ретрансляторов, различного рода преобразователей сигналов и других элементов и устройств.
Архитектура сети ЭВМ определяет принципы построения и функционирования аппаратного и программного обеспечения элементов сети.
Интернет — это объединение множества подсетей, обеспечивающее распространение информационных потоков по всему земному шару. Интернет, называемый также глобальной сетью, имеет в своем составе десятки миллионов узловых компьютеров, обслуживающих сотни миллионов пользователей.
Internet – этo глoбaльнaя кoмпьютepнaя ceть. Бoлee фopмaльнo этo зaфикcиpoвaнo в oпpeдeлeнии Internet, кoтopoe былo дaнo Фeдepaльным coвeтoм пo инфopмaциoнным ceтям (Federal Networking Council) 24 oктябpя 1995 г.: «Internet – глoбaльнaя инфopмaциoннaя cиcтeмa, чacти кoтopoй лoгичecки взaимocвязaны дpyг c дpyгoм пocpeдcтвoм yникaльнoгo aдpecнoгo пpocтpaнcтвa, ocнoвaннoгo нa пpoтoкoлe Internet Protocol (IP) или eгo пocлeдyющиx pacшиpeнияx, cпocoбнaя пoддepживaть cвязь c иcпoльзoвaниeм кoмплeкca пpoтoкoлoв Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/ IP), иx пocлeдyющиx pacшиpeний или дpyгиx IP-coвмecтимыx пpoтoкoлoв, и кoтopaя oбecпeчивaeт, иcпoльзyeт или дeлaeт дocтyпным, пyбличнo или чacтным oбpaзoм, кoммyникaциoнный cepвиc выcoкoгo ypoвня».
Дpyгими cлoвaми, Internet – этo взaимocвязь ceтeй, бaзиpyющиxcя нa eдинoм кoммyникaциoннoм пpoтoкoлe – TCP/IP.
Еcли нa Internet cмoтpeть c тoчки зpeния пoльзoвaтeля, тo oн пpeдcтaнeт кaк глoбaльнoe cpeдcтвo oбмeнa инфopмaциeй, кaк нeкaя «инфopмaциoннaя cyпepмaгиcтpaль». Онa, c oднoй cтopoны, дaeт пoльзoвaтeлям вoзмoжнocть oбщaтьcя мeждy coбoй, coздaвaть виpтyaльныe cooбщecтвa, a c дpyгoй – иcпoльзoвaть нaxoдящyюcя в Internet инфopмaцию или пpeдcтaвлять ee дpyгим. Сeгoдня в дoпoлнeниe к этим oпpeдeлeниям мoжнo дoбaвить нoвoe: Internet – мoщный и пepcпeктивный инcтpyмeнт бизнeca.
Вceм этим oпpeдeлeниям Internet oбязaн cвoим cocтaвным чacтям, кaждaя из кoтopыx выпoлняeт pяд фyнкций, нeoбxoдимыx, чтoбы кoнeчный пoльзoвaтeль мoг бeз ocoбoгo тpyдa и глyбoкoгo знaния пpимeняeмыx тexнoлoгий пoлyчить дocтyп кo вceм вoзмoжнocтям этoгo пpeкpacнoгo cpeдcтвa.
В сетях обычно выделяется один или несколько компьютеров, предназначенных для обслуживания других компьютеров сети. Такие компьютеры называются сетевыми серверами (от слова serve — обслуживать, снабжать). Чтобы сервер выполнял свои функции, на нем должно быть установлено программное обеспечение сервера. Как правило, в качестве сервера выбирают компьютер с более высокой производительностью, большими объемами оперативной памяти и жестких дисков. Основными задачами серверов являются хранение данных и обработка запросов.
Остальные компьютеры сети (кроме серверов) называются рабочими станциями. Рабочие станции могут не иметь жестких дисков и вообще дисководов. Первичная загрузка таких рабочих станций производится по локальной сети. Однако в большинстве случаев в качестве рабочих станций используются полноценные компьютеры, которые могут работать как в сети, так и в автономном режиме (отключенными от сети). В сетях с сервером рабочие станции выступают как клиенты сети, поэтому о таких сетях говорят, что это сети типа клиент-сервер.
Оператор рабочей станции (клиент) имеет доступ к определенным ресурсам сервера. Посылая запрос на сервер, он получает отклик. Таким образом, клиент может пользоваться программами и данными, хранящимися на сервере, может выполнять печать на сетевых принтерах, работать с базами данных и т. д.
Чтобы компьютерная сеть могла работать, недостаточно одного оборудования и линий связи. Необходимо еще соответствующее программное обеспечение, которое «заставит» сеть функционировать нужным образом. Прежде всего, на каждом компьютере, входящем в сеть, должна быть установлена операционная система. Все современные ОС (например, Windows , UNIX ) поддерживают работу в компьютерной сети.
Протокол — это совокупность стандартов для обмена информацией между устройствами. При работе в сети протокол определяет схему передачи данных и порядок взаимодействия компьютеров. На каждом из компьютеров может быть установлено различное программное обеспечение, однако они должны поддерживать один протокол обмена данными.
Основным языком компьютеров, подключенных к Интернету, является транспортный протокол ТСР/1Р. Этот протокол принят всеми участниками Интернета и поддерживается практически всеми производителями сетевого оборудования.
Интернет составляют сети различного масштаба и пропускной способности.
Основные компьютеры Интернета, представляющие так называемый «хребет» глобальной сети, соединяются мощными дорогостоящими каналами связи с гигантской скоростью передачи данных.
Компьютеры пользователей подсоединяются к телефонным линиям через специальные устройства — модемы. Относительно модемов пока только скажем, что они обеспечивают сопряжение компьютеров с линиями связи.
Модемы в одном направлении выполняют кодировку сигналов компьютера перед посылкой их в сеть, а в другом направлении осуществляют декодировку сигналов, полученных из сети.
Связующими звеньями между клиентами и Интернетом выступают организации или частные лица, называемые ISP ( Internet Servece Provider — поставщик услуг Интернета), или провайдеры . Сервер провайдера имеет несколько модемных входов, к которым могут подключаться пользователи для доступа в Интернет.
Провайдер предоставляет пользователям, как правило, следующие услуги Интернета:
- доступ к информационным ресурсам Интернета;
- адрес электронной почты;
- выделение необходимого пространства на своем узле для W еЬ-сайта абонента.
Возможны также дополнительные услуги, например, регистрация индивидуального домена пользователя, предоставление выделенной линии связи и др.
В настоящее время благодаря постоянному развитию Интернета пользователь может выбрать провайдера с интересующим его спектром услуг.
Провайдер сообщит также имя почтового сервера для обработки электронной почты. Многие провайдеры предоставляют бесплатное гостевое подключение для получения информации о своих услугах и для пополнения суммы на счету пользователя. С этой целью провайдер сообщает адрес своего сервера, имя (1о gin ) и пароль (ра sswoard ) для гостевого подключения.
Главное отличие сети Интернет от других сетей заключается именно в ее протоколах TCP/IP, охватывающих целое семейство протоколов взаимодействия между компьютерами сети. TCP/IP - это технология сети Интернет. Протокол TCP/IP состоит из двух частей - IP и TCP.
Протокол IP (Internet Protocol - межсетевой протокол) реализует распространение информации в IP-сети. Он обеспечивает доставку пакетов, его основная задача - маршрутизация пакетов.
Высокоуровневый протокол TCP (Transmission Control Protocol - протокол управления передачей) - это протокол с установлением логического соединения между отправителем и получателем. Он обеспечивает сеансовую связь между двумя узлами с гарантированной доставкой информации, осуществляет контроль целостности передаваемой информации, сохраняет порядок потока пакетов.
Будучи базовым протоколом TCP/IP имеет неоспоримые преимущества: открытость, масштабируемость, универсальность и простота использования, но у этого семейства протоколов есть и недостатки: проблема защиты информации, неупорядоченность передачи пакетов и невозможность отследить маршрут их продвижения, объем адресного пространства.
Hазрабатываются новые версии протоколов, которые должны решить эти недостатки.
Таким образом, с информационной точки зрения, Интернет - это совокупность миллионов информационных центров, называемых web-сайтами, содержащих терабайты разнообразной информации и тесно связанные множеством взаимосвязей.
С социальной и экономической точки зрения, Интернет - это единая среда общения, коммуникаций, развлечения и ведения бизнеса.
С технической точки зрения Интернет - это совокупность десятков тысяч независимых сетей и миллионов компьютеров.
Определение Интернета, данное Федеральным Советом по информационным сетям (Federal Networking Council), гласит: «Интернет - глобальная информационная система, части которой логически взаимосвязаны друг с другом посредством уникального адресного пространства, основанного на протоколе IP (Inetrnet Protocol) или его последующих расширениях, способная поддерживать связь посредством комплекса протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), их последующих расширений или других совместимых с IP протоколов, и публично или частным образом обеспечивающая, использующая или делающая доступной коммуникационную службу высокого уровня». Другими словами, Интернет можно определить как взаимосвязь сетей, базирующуюся на едином коммуникационном протоколе - TCP/IP.
Интернет - это сложное техническое образование, обладающее свойством самоорганизации и саморегуляции, высокой устойчивости в техническом, экономическом, социальном и политическом смысле. Сегодня невозможно указать какой-то сектор Сети, при выходе которого из строя (по любой причине) нарушилось бы функционирование Интернета в целом и его дальнейшее саморазвитие.
В 1969 году по заданию Министерства обороны США были объединены в одну сеть несколько компьютеров оборонных и научно-исследовательских центров. Созданная сеть получила название ARPANET. Первоначальная цель ARPANET заключалась в том, чтобы дать возможность университетам США и сотрудникам Министерства обороны, участвующим в разработках оборонного характера, поддерживать связь по компьютерным сетям и совместно использовать вычислительные ресурсы мощных компьютеров, которые находились в разных точках страны. В рамках проекта проводились исследования по разработке способов поддержания устойчивой связи в случае ядерного нападения противника. Через несколько лет ARPANET вышла за рамки военных целей и стала активно использоваться учеными многих специальностей.
В 1971 году американский программист Рэй Томлинсон разрабатывает систему электронной почты. Он же предложил использовать значок @ («собака») в обозначениях e-meil-адресов для электронной корреспонденции. Вскоре появляются первые списки почтовой рассылки, новостные группы и доски объявлений.
В 1973 году к сети были подключены первые иностранные организации из Великобритании и Норвегии. Таким образом, ARPANET становится международной сетью.
К концу 70-х годов XX века был разработан целый ряд протоколов передачи данных.
 |
Необходимость разработки протоколов была связана с тем, что в состав сети могли входить компьютеры различной архитектуры и с различными операционными системами. Протоколы позволяли стандартизировать процесс обмена данными между ними.
В 1984 году была разработана система доменных имен (Domain Name System, DNS).
 |
В 1995 году NSFNET была официально расформирована и вернулась к роли научно-исследовательской сети. В настоящее время на базе этой сети развивается проект «Internet2», обеспечивающий цифровую связь на больших скоростях (10 Гбит/с). К Internet2 подключены многие университеты по всему миру, в том числе МГУ им. М. В. Ломоносова.
Читайте также: