Основные особенности структуры всемирной компьютерной сети интернет. Основные характеристики интернета - реферат

Тема 3.3: Прикладные программы для создания Веб-сайтов

Тема 3.4: Применение Интернет в экономике и защита информации

Глобальные компьютерные сети

3.2. Сетевые технологии. Глобальные сети и технологии глобальных сетей

3.2.2. Структура и основные принципы построения сети Интернет

Internet – всемирная информационная компьютерная сеть, представляющая собой объединение множества региональных компьютерных сетей и компьютеров, обменивающих друг с другом информацией по каналам общественных телекоммуникаций (выделенным телефонным аналоговым и цифровым линиям, оптическим каналам связи и радиоканалам, в том числе спутниковым линиям связи).

Информация в Internet хранится на серверах. Серверы имеют свои адреса и управляются специализированными программами. Они позволяют пересылать почту и файлы, производить поиск в базах данных и выполнять другие задачи.

Обмен информацией между серверами сети выполняется по высокоскоростным каналам связи (выделенным телефонным линиям, оптоволоконным и спутниковым каналам связи). Доступ отдельных пользователей к информационным ресурсам Internet обычно осуществляется через провайдера или корпоративную сеть.

Провайдер - поставщик сетевых услуг – лицо или организация предоставляющие услуги по подключению к компьютерным сетям. В качестве провайдера выступает некоторая организация, имеющая модемный пул для соединения с клиентами и выхода во всемирную сеть.

Основными ячейками глобальной сети являются локальные вычислительные сети. Если некоторая локальная сеть непосредственно подключена к глобальной, то и каждая рабочая станция этой сети может быть подключена к ней.

Существуют также компьютеры, которые непосредственно подключены к глобальной сети. Они называются хост - компьютерами (host - хозяин). Хост – это любой компьютер, являющийся постоянной частью Internet, т.е. соединенный по Internet – протоколу с другим хостом, который в свою очередь, соединен с другим, и так далее.

Рис. 1. Структура глобальной сети Internet

Для подсоединения линий связи к компьютерам используются специальные электронные устройства, которые называются сетевыми платами, сетевыми адаптерами, модемами и т.д.

Практически все услуги Internet построены на принципе клиент-сервер. Вся информация в Интернет хранится на серверах. Обмен информацией между серверами осуществляется по высокоскоростным каналам связи или магистралям. Серверы, объединенные высокоскоростными магистралями, составляют базовую часть сети Интернет.

Отдельные пользователи подключаются к сети через компьютеры местных поставщиков услуг Интернета, Internet - провайдеров (Internet Service Provider - ISP), которые имеют постоянное подключение к Интернет. Региональный провайдер, подключается к более крупному провайдеру национального масштаба, имеющего узлы в различных городах страны. Сети национальных провайдеров объединяются в сети транснациональных провайдеров или провайдеров первого уровня. Объединенные сети провайдеров первого уровня составляют глобальную сеть Internet.

Передача информации в Интернет обеспечивается благодаря тому, что каждый компьютер в сети имеет уникальный адрес (IP-адрес), а сетевые протоколы обеспечивают взаимодействие разнотипных компьютеров, работающих под управлением различных операционных систем.

В основном в Интернет используется семейство сетевых протоколов (стек) TCP/IP. На канальном и физическом уровне стек TCP/IP поддерживает технологию Ethernet, FDDI и другие технологии. Основой семейства протоколов TCP/IP является сетевой уровень, представленный протоколом IP, а также различными протоколами маршрутизации. Этот уровень обеспечивает перемещение пакетов в сети и управляет их машрутизацией. Размер пакета, параметры передачи, контроль целостности осуществляется на транспортном уровне TCP.

Прикладной уровень объединяет все службы, которые система предоставляет пользователю. К основным прикладным протоколам относятся: протокол удаленного доступа telnet, протокол передачи файлов FTP, протокол передачи гипертекста HTTP, протоколы электронной почты: SMTP, POP, IMAP, MIME.

Условно сеть Интернет можно представить состоящей из конечных узлов (компьютеров, серверов) или «хостов», оказывающих информационные услуги, и промежуточных узлов или «шлюзов» (обычно под этим термином подразумеваются маршрутизаторы сети), служащих для объединения между собой сетей, из которых состоит Интернет.

Каждый узел имеет универсальный сетевой адрес,однозначно определяющий устройство в сети. При этом каждый сетевой адрес отображает двухуровневый подход адресации, т.е. включает в себя адрес (номер) сети, в которую входит узел, и адрес узла внутри сети.

(На самом деле «узел» может структурно входить сразу в несколько сетей, поэтому он обладает несколькими сетевыми адресами, которые присваиваются каждому интерфейсу, связывающему узел с соответствующей сетью (проще говоря, сетевой адрес присваивается каждой сетевой карте устройства).

В плане построения Интернета, в нем, как и в любой телекоммуникационной сети, можно выделить:

• Сети доступа , которые объединяют абонентские окончания (хосты клиентов). Причем сеть доступа, как правило, является разветвленной и многоуровневой, т.е. объединяет подсети нескольких уровней
• магистральные сети объединяют между собой отдельные сети доступа и обеспечивают передачу информации между сетями доступа по высокоскоростным каналам
• так называемые информационные центры, реализующие информационные услуги сети (например, веб-порталы, новостные порталы, поисковые системы и др.) и служебную информацию вспомогательного типа, для реализации информационных услуг – системы авторизации пользователей, базы данных, хранящие имена и пароли, системы биллинга для подсчета платы за оказанные услуги и др.

С точки зрения территориального разбиения и принадлежности той или иной части Интернета организациям, поддерживающим работоспособность сети и оказывающим внутри нее услуги, сеть Интернет можно разделить на сети Интернет-провайдеров , связанные между собой.

Интернет-провайдеры делятся на:

• Магистральные поставщики – глобальные операторы, владеющие собственными транспортными магистралями, покрывающими очень крупные регионы, как правило на уровне стран и континентов.
• Региональные провайдеры могут владеть сетями на территории крупного территориального образования (округа).
• Локальные поставщики могут объединять сети на территории города, или района.

Передача трафика между поставщиками услуг строится на основе двусторонних коммерческих соглашений, так называемых пиринговых соглашений . Обычно магистральные операторы имеют такие соглашения со всеми остальными магистральными операторами, а региональные поставщики заключают соглашение с одним из магистральных и с несколькими региональными поставщиками. Взаимная коммутация оборудования поставщиков осуществляется либо в определенных «точках присутствия» поставщиков, либо в так называемых «центрах обмена трафиком» , в которых соединяются сети большого количества операторов. Обычно такой центр обмена предоставляется поставщиком более высокого уровня для операторов нижних уровней. При этом сети каждого отдельного поставщика объединяются в автономные системы, каждой из которых централизованно присваивается индивидуальный номер. Связь между автономными сетями происходит по утвержденному протоколу.

Кроме Интернет-провайдеров, оказывающих пользователям транспортные услуги, то есть передачу трафика из одной сети в другую, существуют организации, оказывающие услуги другого рода.
К ним относятся:

• Поставщики интернет-контента или контент-провайдеры – операторы с собственными информационно-справочными ресурсами или контентом, размещенным на веб-сайтах
• Поставщики услуг хостинга или хостинг-провайдеры – компании предоставляющие свое оборудование (серверы и помещения с технологическим оборудованием, а также каналы связи для выхода информации в Интернет) для размещения контента, созданного другими организациями и частными лицами
• В дополнение к этим основным типам поставщиков можно еще прибавить поставщиков услуг по доставке контента . Этооператоры, доставляющие информацию с веб-сайтов в точки доступа, максимально приближенные к потребителям, тем самым увеличивая скорость доступа
• Поставщиков услуг по поддержке приложений – организации, предоставляющие доступ к крупным дорогостоящим программным продуктам, которые требуют профессиональной поддержки
• А так же существуют более узкопрофильные поставщики специализированных услуг , например, биллинговых услуг – организации, обеспечивающие оплату счетов по Интернету и др.

В общем виде на рис. изображены сети провайдеров. Здесь NAP-(Network Access Points), POP-(Point of Presents).

Элементы управления интернетом

Можно говорить только о некоторых элементах управления и регулирования Интернета, поскольку участие в Сети добровольное и в ней нет единого хозяина и централизованного управления.

По существу идет речь о совокупности сетей, подчиняющихся некоторым общим правилам, которые определяются особенностями используемой технологии, государственного регулирования и экономическими факторами.

Интернет - иерархическая структура, каждая из сетей которой отвечает за трафик (время передачи), за передачу информации в сеть более высокого уровня, а также за свое финансирование.

Укажем на следующие компоненты управления и регулирования Интернет в мировом сообществе.

Внутренние правила сетей , входящих в Интернет. На практике понятие регулирования с учетом различных источников финансирования привели к оформлению Правил приемлемого использования (Accepted Use Policy - AUP) для сетей, имеющих бюджетную поддержку.

Сеть Internet (INTERconnection NETwork) является синтезом многих локальных, корпоративных и национальных сетей, обладающих часто собственными внутренними разнообразными линиями связи и протоколами. Компьютеры, подключенные к сети Интернет, могут иметь любые аппаратные и программные платформы, но при этом они должны поддерживать стек протоколов (семейство протоколов) связи TCP/IP. Объединяет их в единую глобальную сеть система серверов различной аппаратной и программной конфигурации. Эти сервера объединены между собой спутниковыми и оптоволоконными линиями связи, реже коаксиальными и иными кабелями.

Серверы поддерживают протокол высокого уровня HTTP; причем совместно с ним часто используются протоколы FTP (передача файлов), MIME (передача двоичных файлов), SMTP и POP (поддержка электронной почты). Транспортным протоколом между серверами и конечными пользователями сети является TCP/IP.

Единого владельца и центра управления сети Интернет не существует.

Для краткого названия сети Internet часто используют термин WEB (паутина ) или просто Сеть (с заглавной буквы).

Подобно сети Internet, с начала 90-х годов развиваются сети типа Intranet . Под Intranet понимается любая (обычно корпоративная - в масштабах предприятия) компьютерная сеть, использующая протокол TCP/IP, обычные для Internet методы адресации и HTML-протокол передачи гипертекста, применяющая привычное для Internet программное обеспечение (например, на стороне сервера Microsoft Information Server, а на стороне клиента стандартные WEB-браузеры). Часто сеть Intranet имеет выход в Internet.

Проект создания глобальной сети стартовал в конце 60-х годов и финансировался правительством США в рамках военного агентства DARPA (Defence Advanced Research Project Agency ). После запуска Советским Союзом искусственного спутника Земли в 1957 году Министерство обороны США посчитало, что на случай войны Америке нужна надёжная система передачи информации. Агентство передовых оборонных исследовательских проектов США (DARPA) предложило разработать для этого компьютерную сеть. Джозеф Ликлайдер высказал идею о создании Всемирной компьютерной сети.

Он придеживался идеи создания объединения компьютеров в сеть со свободным доступом любого человека к её ресурсам. Он возглавил Агенство передовых оборонных исследовательских проектов (DARPA) и убеждал своих преемников в необходимости развития компьютерных сетей.

Разработка такой сети была поручена Калифорнийскому университету в Лос-Анджелесе, Стэнфордскому исследовательскому центру, Университету штата Юта и Университету штата Калифорния в Санта-Барбаре.

В 1957 году Министерство обороны США начало создание сети ARPANET (англ. Advanced Research Projects Agency Network ) и нескольких других сетей, обслуживающих военно-космическую промышленность США. В 1969 году была создана как высоконадежная сеть передачи данных ARPANET - компьютерная сеть с применением технологии коммутации пакетов. В 1983 году ARPANet разделилась на две сети, одна - MILNET стала частью оборонной сети передачи данных США, другая - была использована для соединения академических и исследовательских центров, она постепенно развивалась и в 1990 году трансформировалась в Интернет.

В настоящее время сеть Internet объединяет многие глобальные сети и насчитывает миллионы серверов.

Основные типы серверов (и предоставляемые ими услуги) приведены ниже

Сервером является достаточно мощная ЭВМ со специализированным серверным программным обеспечением , призванным эффективно обеспечивать конкретные сетевые операции.

Для операционных систем Windows часто используется Microsoft Information Server. Для успешного функционирования этих серверов необходимо подключение к локальной сети по протоколу TCP/IP или к высокоскоростному каналу сети Internet. Создатели ПО успешно эксплуатируют серверы на локальной ЭВМ в целях отладки сложных WEB-сайтов. Обычно используется сервер Apache (существуют версии для LINUX, Solaris, SunOS 4.x и для Windows).

Серверы сети Internet хранят огромные объемы информации и обрабатывают запросы к этой информации для многих пользователей одновременно.

Одной из основных концепций сети Internet является ее открытость . Это означает, что любой пользователь (затратив минимум средств) может создать свою собственную WEB-страницу, WEB-сайт (набор логически связанных WEB-страниц) или WEB-сервер, на которых может размещать произвольную информацию. Причем в качестве пользовательской ЭВМ может выступать практически любой тип компьютера, оснащенный любой операционной системой.

В настоящее время сеть Internet используется для экспресс-информации, рекламы, операций купли-продажи, в банковском деле и др., в Сети размещено более миллиарда уникальных пользовательских страниц; новые применения Сети предлагаются ежемесячно.

Принципы адресации в сети Internet .

Каждое подключенное к сети Internet устройство (узел, host ) однозначно адресуется 32-значным уникальным двоичным числом (разбиваемым точкой на 4 октета - например, 198.137.240.91). Адрес узла логически разделяется на две части , одна из которых называется идентификатором сети (Network ID ), а другая - идентификатором узла (Host ID ).

Глобальная сеть объединяет множество сетей, каждая из которых имеет свой идентификатор Network ID, в каждой сети может находиться некоторое количество узлов, каждый из которых имеет свой Host ID. Именно таким образом (с помощью пары чисел - Network ID и Host ID) можно адресовать любой подключенный к глобальной сети на базе протокола TCP/IP узел.

Существуют несколько классов адресов (A, B, C, D...), для которых используется различная разрядность полей Network ID и Host ID.

Старшие разряды первого октета имеют специальное значение - они определяют принадлежность адреса к одному из 5 классов:

В адресе класса А первый разряд равен 0 , следующие 7 разрядов идентифицируют сеть, а последние 24 идентифицируют главный компьютер (host-компьютер) сети. При семи разрядах в части адреса сети минус два специальных номера сети (0 и 127) в классе А может быть всего 2 7 -2=126 сетей, но в каждой из них может быть до 2 24 -2 или более 16 млн. компьютеров. Таким образом, адреса класса А используются только для большого бизнеса, в военных и исследовательских организациях (например, General Electric, Defence Intelligence Agency, AT&T Bell Laboratory, Massachusetts Institute of Technology).

Если первые два разряда адреса равны 10 - это адрес класса B , тогда последующие 14 разрядов указывают адрес сети, а последующие 16 - адрес host-компьютера. Адреса класса В употребляются чаще адресов класса А для корпораций, университетов и поставщиков услуг Internet .

Первые три разряда в классе С равны 110 , последующий 21 разряд указывают адрес сети, последние 8 - host-компьютер. Адреса класса С употребляются организациями, у которых имеется менее 250 подключенных к Internet устройств .

Адреса класса D , которые начинаются с 111 , только недавно начинают использоваться и поддерживают специальную службу групповой доставки сообщений (предназначены для компьютеров, совместно использующих общий протокол, а не для групп компьютеров, совместно использующих общую сеть). Групповая доставка сообщений Internet может стать основой современной широковещательной технологии, такой как радио и телевидение.

Адреса класса Е начинаются разрядами 11110 и зарезервированы для будущего расширения Сети.

Некоторые адреса зарезервированы для специальных целей

• Адрес 0.0.0.0 предназначен для передачи пакетов ‘самому себе’, т.е. на свой узел.
• Адрес 127.0.0.1 используется для тестирования сетевых приложений.
• Адрес, в котором указан номер сети, а номер узла нулевой, используется для обозначения сети (например, 191.24.2.0).
• Если все биты поля номера узла равны единице (например, 193.24.2.255), то это широковещательный адрес, пользуясь которым можно передавать пакеты сразу всем узлам данной сети.
• Если все биты идентификатора сети и все биты идентификатора узла единичные (например, 255.255.255.255), адресуются все узлы данной сети.
• Для адресации узла в данной сети можно вместо номера сети указать нулевое значение (например, 0.0.0.2).

При подключении к Internet пользователю выделяется постоянный или временный адрес. Временный адрес обычно действует лишь на время сеанса связи с Сетью посредством телефонной линии. При создании собственного сервера WWW необходим постоянный адрес (а при подключении к этому серверу через ЛВС других пользователей - некоторый диапазон адресов).

В случае затруднений при соединении с Internet можно связаться с международной организацией InterNIC (Internet Network International Center ) по адресу www . internic . net или через FTP ftp . internic . net или посредством электронной почты hostmaster @ internic . net .

IP-адреса, задаваемые в виде 4-х десятичных чисел, неудобны для восприятия человеком. Поэтому была разработана т.н. доменная система имен узлов , обеспечивающая уникальность имен за счет иерархической структуры (рис.3.2).

Рис.3.2. Пример иерархической доменной структуры системы имен (слева)

и полные доменные имена узлов (справа).

При этом полный доменный адрес формируется справа налево путем добавления имен вложенных доме нов, разделенных точкой . Регистрацию доменного имени осуществляет уже упоминавшаяся организация InterNIC, регистрация платная.

Для отображения доменных имен на адреса IP в сети Internet существует специальная распределенная база данных DNS (Domain Name System ), пользуясь которой (через т.н. сервер DNS) узлы могут преобразовывать доменные адреса в численные IP-адреса. Для ОС Windows применяются также серверы WINS, управляющие базой данных, в которой устанавливается соответствие адресов TCP/IP и имен компьютеров NetBIOS сети Microsoft. Для установления соответствия между адресами IP и доменными адресами используется файл HOSTS (соответствия для NetBIOS-адресов задаются файлом LMHOST); оба файла редактируются вручную.

При создании сети Internet для нее было определено несколько доменов высшего уровня, разделявших доменные адреса по их принадлежности к различным организациям.

По мере дальнейшего развития сети Internet в ней появились домены верхнего уровня, принадлежащие различным странам (полный список находится на сервере ftp.wisc.edu )

В России до сих пор иногда используется имя домена su , принадлежащего в прошлом СССР.

Адрес каждого ресурса (файла) Internet задается с использованием т.н. адреса URL (Uniform Resource Locator ), имеющего следующий формат:

протокол://доменный_адрес_узла/путь_к_файлу/имя_файла

Как видно из вышеприведенного описания, URL-адрес по синтаксису близок к принятым в современных ОС полным (с учетом пути по файловой системе) адресам файлов и является расширением этой системы, дополнительно введена информация о протоколе обмена сообщениями и понятие узла сети. URL-адрес однозначно определяет конкретный файл в Сети , причем для пользователя абсолютно неважно, находится ли этот файл на данной ЭВМ или на компьютере, расположенном на расстоянии многих тысяч километров и включенном в сеть Internet.

Для серверов WWW применяется следующая форма универсального идентификатора ресурсов URL

Необязательный параметр port задает номер порта для работы с протоколом HTTP , по умолчанию это порт с номером 80. Номер порта идентифицирует программу, работающую в узле сети TCP/IP и взаимодействующую с другими программами, функционирующими на том же или на другом узле сети. Ниже показано, как нужно указывать в URL-адресе номер порта

Введение……………………………………………….... ...….3
1. История развития интернета………………………......….4
2. Структура и основные принципы построения
сети Интернет………………………………………………….…. …8
3. Проблемы и перспективы развития сети Интернет……..11
Заключение…………………………………………….. ……14
Список используемой литературы…………………………16

Введение

Информатика – это новая информационная индустрия, связанная с использованием персональных компьютеров и сети Интернет.
В наступившем новом тысячелетии большая часть информации, связанной с деятельностью людей, будет храниться в памяти ЭВМ.
ЭВМ – электронные вычислительные машины – одно из важнейших изобретений 20 века. За рубежом, а позже и у нас в стране вычислительные машины получили название компьютеров. Компьютеры используются как универсальные устройства обработки, передачи и накопления самой различной информации.
Базис современной информационной индустрии – компьютерная сеть Интернет.
Интернет – это международная компьютерная сеть, связывающая компьютеры во всех странах и континентах, хранящая гигантские объемы информации и дающая оперативный доступ к этой информации практически всем людям.
Интернет стал неотделимой частью современной цивилизации. Стремительно врываясь в сферы образования, торговли, связи, услуг, он порождает новые формы общения и обучения, коммерции и развлечений. « Сетевое поколение» – это настоящий социо-культурный феномен наших дней. Для его представителей Интернет давно стал привычным и удобным спутником жизни. Человечество вступает в новый – информационный – этап своего развития, и сетевые технологии играют в нем огромную роль.

История развития интернета.

Около 20 лет назад Министерство Обороны США создало сеть, которая явилась предтечей Интернет, – она называлась ARPAnet. ARPAnet была экспериментальной сетью, – она создавалась для поддержки научных исследований в военно-промышленной сфере, – в частности, для исследования методов построения сетей, устойчивых к частичным повреждениям, получаемым, например, при бомбардировке авиацией и способных в таких условиях продолжать нормальное функционирование. Это требование дает ключ к пониманию принципов построения и структуры Интернет. В модели ARPAnet всегда была связь между компьютером-источником и компьютером-приемником (станцией назначения). Сеть предполагалась ненадежной: любая часть сети может исчезнуть в любой момент.
На связывающиеся компьютеры – не только на саму сеть – также возложена ответственность обеспечивать налаживание и поддержание связи. Основной принцип состоял в том, что любой компьютер мог связаться как равный с равным с любым другим компьютером.
Передача данных в сети была организована на основе протокола – IP. Протокол IP – это правила и описание работы сети. Этот свод включает правила налаживания и поддержания связи в сети, правила обращения с IP-пакетами и их обработки, описания сетевых пакетов семейства IP (их структура и т.п.). Сеть задумывалась и проектировалась так, чтобы от пользователей не требовалось никакой информации о конкретной структуре сети. Для того, чтобы послать сообщение по сети, компьютер должен поместить данные в некий "конверт"", называемый, например, IP, указать на этом "конверте"" конкретный адрес в сети и передать получившиеся в результате этих процедур пакеты в сеть.
Эти решения могут показаться странными, как и предположение о "ненадежной"" сети, но уже имеющийся опыт показал, что большинство этих решений вполне разумно и верно. Пока Международная Организация по Стандартизации (Organization for International Standardization – ISO) тратила годы, создавая окончательный стандарт для компьютерных сетей, пользователи ждать не желали. Активисты Интернет начали устанавливать IP-программное обеспечение на все возможные типы компьютеров. Вскоре это стало единственным приемлемым способом для связи разнородных компьютеров. Такая схема понравилась правительству и университетам, которые проводят политику покупки компьютеров у различных производителей. Каждый покупал тот компьютер, который ему нравился и вправе был ожидать, что сможет работать по сети совместно с другими компьютерами.
Примерно 10 лет спустя после появления ARPAnet появились Локальные Вычислительные Сети (LAN), например, такие как Ethernet и др. Одновременно появились компьютеры, которые стали называть рабочими станциями. На большинстве рабочих станций была установлена операционная система UNIX. Эта ОС имела возможность работы в сети с протоколом Internet (IP). В связи с возникновением принципиально новых задач и методов их решения появилась новая потребность: организации желали подключиться к ARPAnet своей локальной сетью. Примерно в то же время появились другие организации, которые начали создавать свои собственные сети, использующие близкие к IP коммуникационные протоколы. Стало ясно, что все только выиграли бы, если бы эти сети могли общаться все вместе, ведь тогда пользователи из одной сети смогли бы связываться с пользователями другой сети.
Одной из важнейших среди этих новых сетей была NSFNET, разработанная по инициативе Национального Научного Фонда (National Science Foundation – NSF). В конце 80-х NSF создал пять суперкомпьютерных центров, сделав их доступными для использования в любых научных учреждениях. Было создано всего лишь пять центров потому, что они очень дороги даже для богатой Америки. Именно поэтому их и следовало использовать кооперативно. Возникла проблема связи: требовался способ соединить эти центры и предоставить доступ к ним различным пользователям. Сначала была сделана попытка использовать коммуникации ARPAnet, но это решение потерпело крах, столкнувшись с бюрократией оборонной отрасли и проблемой обеспечения персоналом.
Тогда NSF решил построить свою собственную сеть, основанную на IP технологии ARPAnet. Центры были соединены специальными телефонными линиями с пропускной способностью 56 KBPS (7 KB/s). Однако, было очевидно, что не стоит даже и пытаться соединить все университеты и исследовательские организации непосредственно с центрами, т.к. проложить такое количество кабеля – не только очень дорого, но практически невозможно. Поэтому решено было создавать сети по региональному принципу. В каждой части страны заинтересованные учреждения должны были соединиться со своими ближайшими соседями. Получившиеся цепочки подсоединялись к суперкомпьютеру в одной из своих точек, таким образом суперкомпьютерные центры были соединены вместе. В такой топологии любой компьютер мог связаться с любым другим, передавая сообщения через соседей.
Это решение было успешным, но настала пора, когда сеть уже более не справлялась с возросшими потребностями. Совместное использование суперкомпьютеров позволяло подключенным общинам использовать и множество других вещей, не относящихся к суперкомпьютерам. Неожиданно университеты, школы и другие организации осознали, что заимели под рукой море данных и мир пользователей. Поток сообщений в сети (трафик) нарастал все быстрее и быстрее пока, в конце концов, не перегрузил управляющие сетью компьютеры и связывающие их телефонные линии. В 1987 г. контракт на управление и развитие сети был передан компании Merit Network Inc., которая занималась образовательной сетью Мичигана совместно с IBM и MCI. Старая физически сеть была заменена более быстрыми (примерно в 20 раз) телефонными линиями. Были заменены на более быстрые и сетевые управляющие машины.
Процесс совершенствования сети идет непрерывно. Однако, большинство этих перестроек происходит незаметно для пользователей. Включив компьютер, вы не увидите объявления о том, что ближайшие полгода Интернет не будет доступна из-за модернизации. Возможно, даже более важно то, что перегрузка сети и ее усовершенствование создали зрелую и практичную технологию. Проблемы были решены, а идеи развития проверены в деле.

Структура и основные принципы построения сети Интернет.

Интернет – всемирная информационная компьютерная сеть, представляющая собой объединение множества региональных компьютерных сетей и компьютеров, обменивающих друг с другом информацией по каналам общественных телекоммуникаций (выделенным телефонным аналоговым и цифровым линиям, оптическим каналам связи и радиоканалам, в том числе спутниковым линиям связи).
Информация в Интернет ранится на серверах. Серверы имеют свои адреса и управляются специализированными программами. Они позволяют пересылать почту и файлы, производить поиск в базах данных и выполнять другие задачи.
Обмен информацией между серверами сети выполняется по высокоскоростным каналам связи (выделенным телефонным линиям, оптоволоконным и спутниковым каналам связи). Доступ отдельных пользователей к информационным ресурсам Интернет обычно осуществляется через провайдера или корпоративную сеть.
Провайдер - поставщик сетевых услуг – лицо или организация предоставляющие услуги по подключению к компьютерным сетям. В качестве провайдера выступает некоторая организация, имеющая модемный пул для соединения с клиентами и выхода во всемирную сеть.
Основными ячейками глобальной сети являются локальные вычислительные сети. Если некоторая локальная сеть непосредственно подключена к глобальной, то и каждая рабочая станция этой сети может быть к ней.
Существуют также компьютеры, которые непосредственно подключены к глобальной сети. Они называются хост - компьютерами (host - хозяин).
Хост – это любой компьютер, являющийся постоянной частью Internet, т.е. соединенный по Internet – протоколу с другим хостом, который в свою очередь, соединен с другим, и так далее.
Для подсоединения линий связи к компьютерам используются специальные электронные устройства, которые называются сетевыми платами, сетевыми адаптерами, модемами и т.д.
Практически все услуги Интернет построены на принципе клиент-сервер. Вся информация в Интернет хранится на серверах. Обмен информацией между серверами осуществляется по высокоскоростным каналам связи или магистралям. Серверы, объединенные высокоскоростными магистралями, составляют базовую часть сети Интернет.
Отдельные пользователи подключаются к сети через компьютеры местных поставщиков услуг Интернета, Интернет - провайдеров (Internet Service Provider - ISP), которые имеют постоянное подключение к Интернет. Региональный провайдер, подключается к более крупному провайдеру национального масштаба, имеющего узлы в различных городах страны. Сети национальных провайдеров объединяются в сети транснациональных провайдеров или провайдеров первого уровня. Объединенные сети провайдеров первого уровня составляют глобальную сеть Интернет.
Передача информации в Интернет обеспечивается благодаря тому, что каждый компьютер в сети имеет уникальный адрес (IP- адрес), а сетевые протоколы обеспечивают взаимодействие разнотипных компьютеров, работающих под управлением различных операционных систем.
В основном в Интернет используется семейство сетевых протоколов (стек) TCP/IP. На канальном и физическом уровне стек TCP/IP поддерживает технологию Ethernet, FDDI и другие технологии. Основой семейство протоколов TCP/IP является сетевой уровень, представленный протоколом IP, а также различными протоколами маршрутизации. Этот уровень обеспечивает перемещение пакетов в сети и управляет их машрутизацией. Размер пакета, параметры передачи, контроль целостности осуществляется на транспортном уровне TCP.
Прикладной уровень объединяет все службы, которые система предоставляет пользователю. К основным прикладным протоколам относятся: протокол удаленного доступа telnet, протокол передачи файлов FTP, протокол передачи гипертекста HTTP, протоколы электронной почты: SMTP, POP, IMAP, MIME.

Проблемы и перспективы развития сети Интернет.

Сегодня скорость развития сети Интернет достигла небывалых показателей. Благодаря своему удобству и недорогой цене, этот способ обмена информацией становиться все более и более популярным у людей в разных странах мира.
Миллиарды сайтов и информационных ресурсов привлекают к себе все большее количество посетителей. В сети, с момента её появления, уже сформировались и продолжают формироваться всё новые и новые сообщества, которые имеют свои традиции, этику, общие задачи и цели.
Нам стоит лишь раз окунуться в бескрайние просторы www, быстро и легко получить доступ к нужной информации - и мы тут же понимаем, что в нашем распоряжении величайшее изобретение человечества, которое уже сделало планету большим общим домом (деревней или мегаполисом, как нам удобнее). Каждый раз, подключаясь к сети, мы осознаём, что по ту сторону монитора нас ждут люди и возможности, о существовании которых мы ещё вчера даже не догадывались. Именно этими особенностями www объясняется столь бурное его развитие.
На сегодняшний день, по данным Internet World Stats (http://www. и т.д.................

Отличие Интернет от традиционных сетей состоит в том, что она не имеет своего официального владельца. Это добровольная ассоциация различных сетей. Существуют только организации, которые координируют регистрацию новых пользователей в сети. Техническую сторону организации сети контролирует Федеральный сетевой совет (FNC), который 24 октября 1995 года принял определение того, что же мы подразумеваем под термином "Интернет":

Интернет – это глобальная компьютерная система, которая:

· логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов (каждый компьютер, подключаемый к сети имеет свой уникальный адрес);

· способна поддерживать коммуникации (обмен информацией);

· обеспечивает работу высокоуровневых сервисов (служб), например, WWW, электронная почта, телеконференции, разговоры в сети и другие.

Структура Интернет напоминает паутину, в узлах которой находятся компьютеры, связанные между собой линиями связи. Узлы Интернет, связанные высокоскоростными линиями связи, составляют базис Интернет. Оцифрованные данные пересылаются через маршрутизаторы, которые соединяют сети с помощью сложных алгоритмов, выбирая маршруты для информационных потоков.

Сервер в сети Интернет - это компьютер, обеспечивающий обслуживание пользователей сети: разделяемый доступ к дискам, файлам, принтеру, системе электронной почты. Обычно сервер - это совокупность аппаратного и программного обеспечения. Компьютер, подключенный к Интернет и используемый для связи с другими компьютерами сети называется хостом .

Сервер предоставляет услуги другим компьютерам, запрашивающим информацию, которые называют клиентами (пользователями, абонентами). Таким образом, работа в Интернет предполагает наличие передатчика информации, приемника и канала связи между ними. Когда мы «входим» в Интернет, наш компьютер выступает в качестве клиента, он запрашивает необходимую нам информацию на выбранном нами сервере.

Отличительной особенностью сети Интернет является высокая надежность. Если выходят из строя некоторые линии связи или компьютеры,то сообщения могут быть переданы по другим линиям связи, так как всегда имеется несколько путей передачи информации.. В качестве высокоско­ростной магистрали передачи данных используются выде­ленные телефонные линии, оптоволокон­ные и спутниковые каналы связи. Лю­бая организация для подключения к Inter­net использует спе­циальный компью­тер, который назы­вается шлюзом (gateway) На нем устанавливается обеспечение, осуществляющее обработку всех сообщений, проходящих че­рез шлюз. Каждый шлюз имеет свой Интернет адрес. Если поступает сообщение, адресованное локальной сети, к которой подключен шлюз, то оно передается в эту локальную сеть. Если сообщение предназначено для дру­гой сети, то оно передается следующему шлюзу Каждый шлюз имеет информацию обо всех остальных шлюзах и сетях. Когда сообщение посылается из локальной сети через шлюз в Internet, то при этом выбирается самый «быстрый» путь. Шлюзы обмениваются друг с другом информацией о маршрутизации и состоянии сети, используя специальный шлюзовой протокол.

Сервер – это посредник, он собирает информацию и передает ее по назначению так, чтобы в канале связи не возникло конфликтов. Владелец сервера (как правило, это организация) называется провайдером . Серверы Сети принадлежат крупным корпорациям, государственным и частным фирмам, а также отдельным лицам. Провайдер-поставщик услуг.

Пропускная способность провайдера зависит: от производительности его канала связи, от используемых им модемов, от внутренней организации сервера от количества абонентов, находящихся в Сети в данный момент.

В качестве серверов используются мощнейшие компьютерные станции с производительностью в сотни тысяч МГц, основные из которых находятся в США.

Один сервер обслуживает несколько компьютеров (клиентов ). Клиентом сервера может быть не только отдельный компьютер, но и локальная сеть. Локальная сеть соединяется с сервером одним модемом, которым может пользоваться каждый компьютер сети.

Соединение «клиент-сервер» может быть выделенным и удаленным. При выделенном соединении линия связи монопольно используется для связи абонента и сервера (как при телефонном разговоре), иногда такую линию связи называют коммутируемой. Это очень дорогой вид связи. Для большинства пользователей используется удаленное соединение посредством телефонных линий, при котором по одной и той же линии передаются сообщения и данные одновременно для многих пользователей. В совокупности сервер и связанные с ним компьютеры образуют глобальную сеть .

У сети Интернет нет никакого единого центра,точно также нет главной администрации или хозяина, хотя есть координирующие организации, которые выделяют IP- адреса и так называемые доменные адреса. К сети могут быть подключены как отдельный компьютер, так и локальная сеть.

В отличие от своих клиентов серверы соединяются друг с другом (соединение «сервер-сервер ») при помощи специальных выделенных каналов, им не нужно дозваниваться друг до друга, они постоянно на связи. Среди выделенных линий особую роль играют высокоскоростные линии. Именно на них ложится основная нагрузка по передаче информации. Серверы, соединенные друг с другом высокоскоростными выделенными линиями, образуют так называемый хребет Интернет. Каждый сервер не столько работает со своими клиентами, сколько передает информацию "чужих" клиентов к другим серверам.

При подключении локальной сети предприятия к глобальной сети важную роль играет понятие сетевой безопасности . В частности,должен быть ограничен доступ в локальную сеть для посторонних лиц извне, а также ограничен выход за пределы локальной сети для сотрудников предприятия, не имеющих соответствующих прав.

Для обеспечения сетевой безопасности между локальной и глобальной сетью устанавливают брандмауэры. Брандмауэром может быть специальный компьютер или компьютерная программа, препятствующая несанкционированному перемещению данных между сетями.

Передача данных в сети осуществляется в соответствии с протоколами – правилами, которые определяют порядок обмена данными между компьютерами. Что это за правила?

Допустим, один пользователь пересылает другому некий файл. При отправке исходный файл «нарезается» на небольшие отдельные кусочки - пакеты. Каждый пакет снабжается информацией о том, частью какого файла он является и каков его порядковый номер в этом файле. Далее пакеты посылаются в сеть, и все они могут прийти к адресату совершенно разными путями - промежуточный сервер Интернета, на который поступает пакет, определяет, в какую сторону следует его направить, и выбирает для этого свободный в данный момент канал связи. На компьютере-получателе пришедшие пакеты собираются в исходный файл; если какой-либо кусок не был доставлен из-за технического сбоя одного из серверов, компьютер-получатель направляет повторный запрос и недостающий пакет приходит другим путем. Протокол разбиения передаваемых данных на пакеты получил название TCP (Transport Control Protocol) – транспортный протокол.

Для того чтобы серверам было легко ориентироваться в направлении пересылки пакетов, в Интернете предусмотрен специальный способ адресации: каждый компьютер, и каждый сервер сети имеют собственное имя-адрес, состоящее из четырех целых чисел от 1 до 255, разделенных точкой - числовой IP- адрес, например: 217.89.14.35. Каждый пакет содержит адреса отправителя и получателя; сервер, на который поступает данный пакет, сравнивает свой адрес с адресом получателя, указанным в пакете, и направляет пакет в нужную сторону. Данный протокол адресации называется IP (Internet Protocol) – протокол маршрутизации.