Основные характеристики интернета - реферат. Принципы построения глобальной сети интернет Что является минимальной структурой интернета

Основы работы в Интернет/Введение в Интернет

24 октября 1995 года Федеральный сетевой совет (FNC) единодушно одобрил резолюцию, определяющую термин "Интернет".

РЕЗОЛЮЦИЯ: Федеральный сетевой совет признает, что следующие словосочетания отражают наше определение термина "Интернет".

Интернет - это глобальная информационная система, которая:

1. логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов, основанных на Интернет-протоколе (IP) или на последующих расширениях или преемниках IP;

2. способна поддерживать коммуникации с использованием семейства Протокола управления передачей/Интернет-протокола (TCP/IP) или его последующих расширений/преемников и/или других IP-совместимых протоколов;

3. обеспечивает, использует или делает доступной, на общественной или частной основе, высокоуровневые сервисы, надстроенные над описанной здесь коммуникационной и иной связанной с ней инфраструктурой.

FNC Resolution: Definition of "Internet", 10/24/95

Краткий курс истории Интернет, Б.Лейнер и др., Jet Info, N14,1997

Internet (Интернет ) это всемирное объединение сетей, шлюзов, серверов и компьютеров, использующее для связи единый набор протоколов. Internet не является коммерческой организацией и никому не принадлежит; оплачиваются только услуги провайдера организации, предоставляющей возможность подключения к Internet .

Какова структура Internet?

Структура Internet напоминает паутину, в узлах которой находятся компьютеры, связанные между собой линиями связи. Узлы Internet, связанные высокоскоростными линиями связи, составляют базис Internet. Как правило, это поставщики услуг (провайдеры). Телефонная линия связи называется выделенной, если она круглосуточно соединяет провайдера и абонента для подключения к Internet, или коммутируемой, если она связывает с Internet только во время сеанса связи.

Сетевые протоколы предписывают правила работы компьютерам, которые подключены к сети. Они строятся по многоуровневому принципу. Протокол некоторого уровня определяет одно из технических правил связи. Для успешной работы в Internet не обязательно знать о работе протоколов , также как не требуется знать структуру АТС и принципы коммутации линий связи для успешного использования телефонного аппарата.

Протокол - набор правил, определяющий принципы обмена данными между различными компьютерными программами или устройствами.

Интерфейс определяет набор сервисов, предоставляемых данным уровнем, соседнему уровню

Сервер (server):

1. Программа для сетевого компьютера. Дает возможность предоставить услуги одного компьютера другому компьютеру. Обслуживаемые компьютеры сообщаются с этой обслуживающей (сервер) программой посредством соответствующей пользовательской (client ) программы, работающей на машине конечного Пользователя. Программа-клиент предназначена для работы в паре с программой-сервером.

2. Компьютер в сети, предоставляющий свои услуги другим, т.е.выполняющий определенные функции по запросам других. На нем и работает программа-сервер.

Клиент (client)

1. Пользователь.

2. Прикладная программа, работающая в интересах пользователя для предоставления неких услуг с сервера где-либо в какой-либо сети.

Основы компьютерных сетей

Компьютерная сеть: Два или более компьютера, обменивающихся информацией по линиям связи

Различают локальные и глобальные сети.

Ethernet – самый распространенный тип локальной сети.

Ключевые элементы глобальной сети:

v Глобальная адресация:

Ø Каждый компьютер в глобальной сети получает уникальный адрес;

Ø Глобальные адреса не зависят от адресации в локальных сетях.

v Маршрутизация:

Ø Наличие специализированных компьютеров – маршрутизаторов. Назначение маршрутизаторов – определять маршрут прохождения информации от источника к получателю

Как устроен Интернет

Обмен данных в компьютерных сетях подчиняется специальным правилам - протоколам. Сетевые протоколы определяют структуру и порядок передачи данных в сети.

Семейство протоколов TCP/IP определяет структуру и порядок передачи данных по сети Интернет и имеет в своем составе несколько уровней.

Уровни взаимодействия:	Протоколы
ПрикладнойThe Process Layer	HTTP, DNS, POP3, IMAP4, SMTP, NNTP, FTP На прикладном уровне (The Process Layer) рассматривается взаимодействие прикладных программ. Наиболее часто употребляемыми на прикладном уровне являются следующие протоколы: Ø DNS(Domain Name System) - доменная система именобеспечивает символическое представление адресов на сетевом уровне; Ø Протоколы электронной почты ØE-mail (SMTP, POP3, IMAP4)– электронная почта (Протокол SMTP используется для отправки сообщений, для получения сообщений используются протоколы POP3 и IMAP4.Post Office Protocol - протокол почтовой службы. Internet Mail Access Protocol - протокол интерактивного доступа к электронной почте Internet.; Ø HTTP (Hyper text transfer protocol)–протокол для работы с гипертекстовыми документами во всемирной паутине (WWW); Ø FTP - протокол передачи файлов; Ø TELNET – протокол эмуляции виртуального терминала; Ø NNTP - протокол для передачи новостей.
ТранспортныйThe Host-to-Host Layer	TCP, UDP Транспортный протокол - это центральный протокол во всей иерархии протоколов. Именно он обеспечивает надежную передачу данных от одного абонента в сети другому. Основные задачи транспортного уровня : - Обеспечить связь между прикладными программами на сетевых компьютерах - Восстановить исходную последовательность пакетов переданных на сетевом уровне Адрес на транспортном уровне состоит из двух частей: - Сетевой адрес компьютера (IP адрес); - Номер порта требуемой программы на сетевом компьютере.
Сетевой The Internet Layer	IP Сетевой уровень обеспечивает доставку данных между любыми двумя узлами сети с произвольной топологией Основные задачи сетевого уровня: - глобальная адресация (присвоение глобальных адресов, не зависимых от локальных); - маршрутизация (определение путей доставки пакетов данных); - разбиение информации на пакеты (которые должны быть доставлены через канальный уровень). Глобальная адресация Чтобы компьютеры могли находить друг друга в глобальной сети Интернет, каждый компьютер должен иметь свой глобальный адрес , не зависящий от способа соединения и адресации на канальном уровне.Каждый компьютер, подключенный к сети Интернет имеет свой уникальный IP-адрес. IP-адрес имеет длину 32 бита (4 байта). В двоичном исчислении IP-адрес представляет собой 4 байта, называемых октетами. Часто IP-адрес записывается в виде 4-х десятичных чисел от 0 до 255. Каждый октет преобразуется в десятичное число и разделяется точками Глобальная сеть Интернет состоит из тысяч сетей каждая из которых имеет свой диапазон адресов. За распределением IP-адресов следят специальные организации – Интернет регистраторы. Основным Интернет регитратором является компания INTERNIC (http://www.internic.net). В Европе распределением IP-адресов занимается организация RIPE (http://www.ripe.net). Региональные организации по Иерархии делегируют распределение IP-адресов местным регистраторам: LIR – Local Internet Registry.
КанальныйThe Network Access Layer	PPP, Ethernet Основные задачи канального уровня : организовать передачу информации в виде потока битов, которые организуются в виде кадров данных и передаются от компьютера к компьютеру. Канальный уровень включает в себя: Физический уровень – на котором и организуется перенос информации от компьютера к компьютеру. Собственно канальный уровень – обеспечивающий формирование кадров данных.

Цель: ознакомиться со структурой и основными принципами работы всемирной сети Интернет, с базовыми протоколами Интернет и системой адресации.

Архитектура и принципы работы сети Интернет

Глобальные сети, охватывая миллионы людей, полностью изменили процесс распространения и восприятия информации.

Глобальные сети (Wide Area Network, WAN) – это сети, предназначенные для объединения отдельных компьютеров и локальных сетей, расположенных на значительном удалении (сотни и тысячи километров) друг от друга. Глобальные сети объединяют пользователей, расположенных по всему миру, используя при этом самые разнообразные каналы связи.

Современный Интернет - весьма сложная и высокотехнологичная система, позволяющая пользователю общаться с людьми, находящимися в любой точке земного шара, быстро и комфортно отыскивать любую необходимую информацию, публиковать для всеобщего сведения данные, которые он хотел бы сообщить всему миру.

В действительности Internet не просто сеть, - это структура, объединяющая обычные сети. Internet - это «сеть сетей».

Чтобы описать сегодняшний Internet , полезно воспользоваться строгим определением.

В своей книге « The Matrix : Computer Networks and Conferencing Systems Worldwide » Джон Квотерман описывает Internet как «метасеть, состоящую из многих сетей, которые работают согласно протоколам семейства TCP/IP, объединены через шлюзы и используют единое адресное пространство и пространство имен» .

В Internet нет единого пункта подписки или регистрации, вместо этого вы контактируете с поставщиком услуг, который предоставляет вам доступ к сети через местный компьютер. Последствия такой децентрализации с точки зрения доступности сетевых ресурсов также весьма значительны. Среду передачи данных в Internet нельзя рассматривать только как паутину проводов или оптоволоконных линий. Оцифрованные данные пересылаются через маршрутизаторы , которые соединяют сети и с помощью сложных алгоритмов выбирают наилучшие маршруты для информационных потоков (рис.1).

В отличие от локальных сетей, в составе которых имеются свои высокоскоростные каналы передачи информации, глобальная (а также региональная и, как правило, корпоративная ) сеть включает подсеть связи (иначе: территориальную сеть связи, систему передачи информации), к которой подключаются локальные сети, отдельные компоненты и терминалы (средства ввода и отображения информации) (рис. 2).

Подсеть связи состоит из каналов передачи информации и коммуникационных узлов, которые предназначены для передачи данных по сети, выбора оптимального маршрута передачи информации, коммутации пакетов и реализации ряда других функций с помощью компьютера (одного или нескольких) и соответствующего программного обеспечения, имеющихся в коммуникационном узле. Компьютеры, за которыми работают пользователи-клиенты, называются рабочими станциями , а компьютеры, являющиеся источниками ресурсов сети, предоставляемых пользователям, называются серверами . Такая структура сети получила название узловой .

Рис.1 Схема взаимодействия в сети Интернет

Интернет – это глобальная информационная система, которая:

· логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов, основанных на Интернет-протоколе (IP);

· способна поддерживать коммуникации с использованием семейства протокола управления передачей - TCP/IP или его последующих расширений/преемников и/или других IP-совместимых протоколов;

· обеспечивает, использует или делает доступными на общественной или частной основе высокоуровневые услуги, надстроенные над описанной здесь коммуникационной и иной связанной с ней инфраструктурой.

Инфраструктура Интернет (рис.2):

1.магистральный уровень (система связанных высокоскоростных телекоммуникационных серверов).

2.уровень сетей и точек доступа (крупные телекоммуникационные сети), подключенных к магистрали.

3.уровень региональных и других сетей.

4.ISP – интернет-провайдеры.

5.пользователи.

К техническим ресурсам сети Интернет относятся компьютерные узлы, маршрутизаторы, шлюзы, каналы связи и др.

Рис.2 Инфраструктура сети Интернет

В основу архитектуры сетей положен многоуровневый принцип передачи сообщений . Формирование сообщения осуществляется на самом верхнем уровне модели ISO / OSI .. Затем (при передаче) оно после довательно проходит все уровни системы до самого нижнего, где и передается по каналу связи адресату. По мере прохождения каждого из уровней системы сообщение трансформируется, разбивается на сравнительно короткие части, которые снабжаются дополнительны ми заголовками, обеспечивающими информацией аналогичные уров ни на узле адресата. В этом узле сообщение проходит от нижнего уровня к верхнему, снимая с себя заголовки. В результате адресат принимает сообщение в первоначальном виде.

В территориальных сетях управление обменом данных осуществ ляется протоколами верхнего уровня модели ISO / OSI . Независимо от внутренней конструкции каждого конкретного протокола верхнего уровня для них характерно наличие общих функций: инициализация связи, передача и прием данных, завершение обмена. Каждый прото кол имеет средства для идентификации любой рабочей станции сети по имени, сетевому адресу или по обоим этим атрибутам. Активиза ция обмена информацией между взаимодействующими узлами начи нается после идентификации узла адресата узлом, инициирующим обмен данными. Инициирующая станция устанавливает один из ме тодов организации обмена данными: метод дейтаграмм или метод сеансов связи. Протокол предоставляет средства для приема/переда чи сообщений адресатом и источником. При этом обычно накладыва ются ограничения на длину сообщений.

T CP / IP - технология межсетевого взаимодействия

Наиболее распространенным протоколом управления обменом данных является протокол TCP/IP. Главное отличие сети Internet от других сетей заключается именно в ее протоколах TCP/IP , охватыва ющих целое семейство протоколов взаимодействия между компью терами сети. TCP/IP - это технология межсетевого взаимодействия, технология Internet . Поэтому г лобальная сеть, объединяющая мно жество сетей с технологией TCP/IP , называется Internet .

Протокол TCP/IP - это семейство программно реализованных протоколов старшего уровня, не работающих с аппаратными пре рываниями. Технически протокол TCP/IP состоит из двух частей - IP и TCP .

Протокол IP ( Internet Protocol - межсетевой протокол) является главным протоколом семейства, он реализует распространение ин формации в IP -сети и выполняется на третьем (сетевом) уровне моде ли ISO / OSI . Протокол IP обеспечивает дейтаграммную доставку паке тов, его основная задача - маршрутизация пакетов. Он не отвечает за надежность доставки информации, за ее целостность, за сохране ние порядка потока пакетов. Сети, в которых используется протокол IP , называются IP -сетями. Они работают в основном по аналоговым каналам (т.е. для подключения компьютера к сети требуется IP -мо дем) и являются сетями с коммутацией пакетов. Пакет здесь называ ется дейтаграммой.

Высокоуровневый протокол TCP ( Transmission Control Protocol - протокол управления передачей) работает на транспортном уровне и частично - на сеансовом уровне. Это протокол с установлением ло гического соединения между отправителем и получателем. Он обес печивает сеансовую связь между двумя узлами с гарантированной доставкой информации, осуществляет контроль целостности переда ваемой информации, сохраняет порядок потока пакетов.

Для компьютеров протокол TCP/IP - это то же, что правила раз говора для людей. Он принят в качестве официального стандарта в сети Internet , т.е. сетевая технология TCP/IP де-факто стала техноло гией всемирной сети Интернет.

Ключевую часть протокола составляет схема маршрутизации пакетов, основанная на уникальных адресах сети Internet . Каждая рабо чая станция, входящая в состав локальной или глобальной сети, име ет уникальный адрес, который включает две части, определяющие адрес сети и адрес станции внутри сети. Такая схема позволяет передавать сообщения как внутри данной сети, так и во внешние сети.

АДРЕСАЦИЯ В СЕТИ ИНТЕРНЕТ

Основные протоколы сети Интернет

Работа сети Internet основана на использовании семейств коммуникационных протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol ). TCP/IP используется для передачи данных как в глобальной сети Internet , так и во многих локальных сетях.

Название TCP/IP определяет семейство протоколов передачи данных сети. Протокол - это набор правил, которых должны придерживаться все компании, чтобы обеспечить совместимость производимого аппаратного и программного обеспечения. Эти правила гарантируют совместимость производимого аппаратного и программного обеспечения. Кроме того, TCP /IP – это гарантия того, что ваш персональный компьютер сможет связаться по сети Internet с любым компьютером в мире, также работающим с TCP/IP. При соблюдении определенных стандартов для функционирования всей системы не имеет значения, кто является производителем программного обеспечения или аппаратных средств. Идеология открытых систем предполагает использование стандартных аппаратных средств и программного обеспечения. TCP/IP - открытый протокол и вся специальная информация издана и может быть свободно использована.

Различный сервис, включаемый в TCP/IP, и функции этого семейства протоколов могут быть классифицированы по типу выполняемых задач. Упомянем лишь основные протоколы, так как общее их число насчитывает не один десяток:

·транспортные протоколы - управляют передачей данных между двумя машинами:

·TCP / IP (Transmission Control Protocol ),

·UDP (User Datagram Protocol );

·протоколы маршрутизации - обрабатывают адресацию данных, обеспечивают фактическую передачу данных и определяют наилучшие пути передвижения пакета:

· IP (Internet Protocol),

· ICMP (Internet Control Message Protocol),

· RIP (Routing Information Protocol)

· и другие;

·протоколы поддержки сетевого адреса - обрабатывают адресацию данных, обеспечивают идентификацию машины с уникальным номером и именем:

· DNS (Domain Name System),

· ARP (Address Resolution Protocol)

· и другие;

·протоколы прикладных сервисов - это программы, которые пользователь (или компьютер) использует для получения доступа к различным услугам:

·FTP (File Transfer Protocol ),

· TELNET ,

· HTTP (HyperText Transfer Protocol)

·NNTP (NetNewsTransfer Protocol)

·и другие

Сюда включается передача файлов между компьютерами, удаленный терминальный доступ к системе, передача гипермедийной информации и т.д.;

·шлюзовые протоколы помогают передавать по сети сообщения о маршругазации и информацию о состоянии сети, а так же обрабатывать данные для локальных сетей:

· EGP (Exterior Gateway Protocol),

· GGP (Gateway-to-Gateway Protocol),

· IGP (Interior Gateway Protocol);

·другие протоколы – используются для передачи сообщений электронной почты, при работе с каталогами и файлами удаленного компьютера и так далее:

· SMTP (Simple Mail Transfer Protocol),

·NFS (Network File System ).

IP -адресация

Теперь подробнее остановимся на понятии IP -адреса.

Каждый компьютер в Internet (включая любой ПК, когда он устанавливает сеансовое соединение с провайдером по телефонной линии) имеет уникальный адрес, называемый IP -адрес .

IP -адрес имеет длину 32 бита и состоит из четырех частей по 8 бит, именуемых в соответствии с сетевой терминологией октетами (octets ) . Это значит, что каждая часть IP-адреса может принимать значение в пределах от 0 до 255. Четыре части объединяют в запись, в которой каждое восьмибитовое значение отделяется точкой. Когда речь идет о сетевом адресе, то обычно имеется в виду IP -адрес.

Если бы использовались все 32 бита в IP -адресе, то получилось бы свыше четырех миллиардов возможных адресов - более чем достаточно для будущего расширения Internet . Однако некоторые комбинации битов зарезервированы для специальных целей, что уменьшает число потенциальных адресов. Кроме того, 8-битные четверки сгруппированы специальными способами в зависимости от типа сети, так что фактическое число адресов еще меньше.

С понятием IP -адреса тесно связано понятие хоста (host ) . Некоторые просто отождествляют понятие хоста с понятием компьютера, подключенного к Internet . В принципе, это так, но в общем случае под хостом понимается любое устройство, использующее протокол TCP/IP для общения с другим оборудованием. То есть кроме компьютеров, это могут быть специальные сетевые устройства - маршрутизаторы (routers ), концентраторы (habs ) и другие. Эти устройства так же обладают своими уникальными I Р-адресами,- как и компьютеры узлов сети пользователей.

ЛюбойIP -адрес состоит из двух частей: адреса сети (идентификатора сети, Network ID ) и адреса хоста (идентификатора хоста, Host ID ) в этой сети . Благодаря такой структуре IP -адреса компьютеров в разных сетях могут иметь одинаковые номера. Но так как адреса сетей различны, то эти компьютеры идентифицируются однозначно и не могут быть перепутаны друг с другом.

IP-адреса выделяются в зависимости от размеров организации и типа ее деятельности. Если это небольшая организация, то, скорее всего в ее сети немного компьютеров (и, следовательно, IP -адресов). Напротив, у большой корпорации могут быть тысячи (а то и больше) компьютеров, объединенных во множество соединенных между собой локальных сетей. Для обеспечения максимальной гибкости IP -адреса разделяются на классы: А, В и С. Еще существуют классы D и Е , но они используются для специфических служебных целей.

Итак, три класса IP -адресов позволяют распределять их в зависимости от размера сети организации. Поскольку 32 бита - допустимый полный размер IP -адреса, то классы разбивают четыре 8-битные части адреса на адрес сети и адрес хоста в зависимости от класса.

Адрес сети класса A определяется первым октетом IP -адреса (считается слева направо). Значение первого октета, находящееся в пределах 1-126, зарезервировано для гигантских транснациональных корпорации и крупнейших провайдеров. Таким образом, в классе А в мире может существовать всего лишь 126 крупных компаний, каждая из которых может содержать почти 17 миллионов компьютеров.

Класс B использует 2 первых октета в качестве адреса сети, значение первого октета может принимать значение в пределах 128-191. В каждой сети класса В может быть около 65 тысяч компьютеров, и такие сети имеют крупнейшие университеты и другие большие организации.

Соответственно, в классе C под адрес сети отводится уже три первых октета, а значение первого октета может быть в пределах 192-223. Это самые распространенные сети, их число может превышать более двух миллионов, а число компьютеров (хостов) в каждой сети - до 254. Следует отметить, что «разрывы» в допустимых значениях первого октета между классами сетей появляются из-за того, что один или несколько битов зарезервированы в начале IP -адреса для идентификации класса.

Если любой IP -адрес символически обозначить как набор октетов w .x .y .z , то структуру для сетей различных классов можно представить в таблице 1.

Всякий раз, когда посылается сообщение какому-либо хост-компьютеру в Internet , IP -адрес используется для указания адреса отправителя и получателя. Конечно, пользователям не придется самим запоминать все IP -адреса, так как для этого существует специальный сервис TCP/IP, называемый Domain Name System (Доменная система имен)

Таблица 1. Структура IP-адресов в сетях различных классов

Класс сети	Значение первого октета (W)	Октеты номера сети	Октеты номера хоста	Число возможных сетей	Число хостов в таких сетях
	1-126		x.y.z	128(2 7)	16777214(2 24)
	128-191	w.x	y.z	16384(2 14)	65536(2 16)
	192-223	w.x.y		2097151(2 21)	254(2 8)

Понятие маски подсети

Для того чтобы отделить идентификатор сети от идентификатора хоста, применяется специальное 32-битное число, называемое маской подсети (subnet mask ). Чисто внешне маска подсети представляет собой точно такой же набор из четырех октетов, разделенных между собой точками, как и любой IP -адрес. В таблице 2 приведены значения маски подсети для сетей класса A , B , C , используемые по умолчанию.

Таблица 2. Значение маски подсети (по умолчанию)

Класс сети	Значение маски в битах (двоичное представление)	Значение маски в десятичном виде
	11111111 00000000 00000000 00000000	255.0.0.0
	11111111 11111111 00000000 00000000	255.255.0,0
	11111111 11111111 1111111100000000	255,255.255.0

Маска применяется также для логического разделения больших IP -сетей на ряд подсетей меньшего масштаба. Представим, к примеру, что в Сибирском Федеральном Университете, обладающего сетью класса B , имеется 10 факультетов и в каждом из них установлено по 200 компьютеров (хостов). Применив маску подсети 255.255.0.0, эту сеть можно разделить на 254 отдельных подсетей с числом хостов до 254 в каждой.

Значения маски подсети, применяемые по умолчанию, не являются единственно возможными. К примеру, системный администратор конкретной IP -сети может использовать и другое значение маски подсети для выделения лишь некоторых бит в октете идентификатора хоста.

Как зарегистрировать IP -сеть своей организации?

На самом деле, конечные пользователи не имеют отношения к этой задаче, которая ложиться на плечи системного администратора данной организации. В свою очередь, в этом ему оказывают содействие провайдеры Internet , обычно беря на себя все регистрационные процедуры в соответствующей международной организации, называемой InterNIC (Network Information Center ). Например, Сибирский федеральный университет желает получить адрес электронной почты в Internet , содержащий строку sfu -kras .ru . Такой идентификатор, включающий название фирмы, позволяет отправителю электронной почты определить компанию адресата.

Чтобы получить один из этих уникальных идентификаторов, называемых доменным именем, компания или провайдер посылает запрос в орган, который контролирует подключение к Internet - InterNIC . Если InterNIC (или орган, уполномоченный им для такой регистрации в данной стране) утверждает имя компании, то оно добавляется в базу данных Internet . Доменные имена должны быть уникальны, чтобы предотвратить ошибки. Понятие домена и его роль в адресации сообщений, пересылаемых по Internet , будут рассмотрены ниже. Дополнительную информацию о работе InterNIC можно узнать, посетив в Internet страницу http://rs.internic.ru .

ДОМЕННАЯ СИСТЕМА ИМЕН

Доменные имена

Кроме IP-адресов, для идентификации конкретных хостов в Сети используется так называемое доменное имя хоста (Domain host name) . Так же, как и IP-адрес, это имя является уникальным для каждого компьютера (хоста) , подключенного к Internet, - только здесь вместо цифровых значений адреса применяются слова.

В данном случае понятие домена означает совокупность хостов Internet, объединенных по какому-то признаку (например, по территориальному, когда речь идет о домене государства).

Разумеется, использование доменного имени хоста было введено только для того, чтобы облегчить пользователям задачу запоминания имен нужных им компьютеров. Сами компьютеры, по понятным причинам, в таком сервисе не нуждаются и вполне обходятся IP -адресами. Но вы только представьте, что вместо таких звучных имен как, www . microsoft . com или www . ibm . com вам пришлось бы запоминать наборы цифр, - 207.46.19.190 или 129.42.60.216 соответственно.

Если говорить о правилах составления доменных имен, то здесь нет столь жестких ограничений по количеству составных частей имени и их значениям, как в случае IP -адресов. Например, если в ХТИ – Филиале СФУ существует хост с именем khti , входящий в домен республики Хакасия khakassia , а тот, в свою очередь входит в домен России ru , то доменное имя такого компьютера будет khti . khakassia . ru . В общем случае число составляющих доменного имени может быть различным и содержать от одной и более частей, например, rage . mp 3. apple . sda . org или www . ru .

Чаще всего доменное имя компании состоит из трех составляющих, первая часть - имя хоста, вторая - имя домена компании, и последняя - имя домена страны или имя одного из семи специальных доменов, обозначающих принадлежность хоста, организации определенного профиля деятельности (см. табл. 1). Так, если ваша компания называется «KomLinc », то чаще всего Web -сервер компании будет назван www .komlinc .ru (если это российская компания), или, к примеру, www .komlinc .com , если вы попросили провайдера зарегистрировать вас в основном международном домене коммерческих организаций.

Последняя часть доменного имени называется идентификатором домена верхнего уровня (например, . ru или . com ). Существует семь доменов верхнего уровня, установленных InterNIC .

Таблица 1. Международные домены верхнего уровня

Имя домена	Принадлежность хостов домена
ARPA	Пра-пра... бабушка Internet , сеть ARPANet (выходит из употребления)
СОМ	Коммерческие организации (фирмы, компании, банки и так далее)
GOV	Правительственные учреждения и организации
EDU	Образовательные учреждения
MIL	Военные учреждения
NET	«Сетевые» организации, управляющие Internet или входящие в его структуру
ORG	Организации, которые не относятся ни к одной из перечисленных категорий

Исторически сложилось так, что эти семь доменов верхнего уровня по умолчанию обозначают факт географического расположения (принадлежащего к ним) хоста на территории США. Поэтому международный комитет InterNIC наряду с вышеперечисленными доменами верхнего уровня допускает применение доменов (специальных сочетаний символов) для идентификации иных стран, в которой находится организация-владелец данного хоста.

Итак, домены верхнего уровня подразделяютсяна организационные (см. табл.1)и территориальные. Имеются двухбуквенные обозначения для всех стран мира: . ru - для России (пока в ходу и домен . su , объединяющий хосты на территории республик бывшего СССР), .са - для Канады, . uk - для Великобритании и т.д. Они обычно используются вместо одного из семи идентификаторов, перечисленных выше в таблице 1.

Территориальные домены верхнего уровня:

. ru (Russia )- Россия;

Su (Soviet Union ) - страны бывшего СССР, ныне ряд государств СНГ;

Uk (United Kingdom ) - Великобритания;

Ua (Ukraine ) - Украина;

Bg (Bulgaria ) - Болгария;

Hu (Hungary ) - Венгрия;

De (Deutchland ) - Германия, и др.

C полным списком всех доменных имен государств можно познакомиться на различных серверах в Internet .

Не все компании за пределами США имеют идентификаторы страны. В какой-то мере использование идентификатора страны или одного из семи идентификаторов, принятых в США, зависит от того, когда проводилась регистрация доменного имени компании. Так, компаниям, которые достаточно давно подключились к Internet (когда число зарегистрированных организаций было сравнительно невелико), был дан трехбуквенный идентификатор. Некоторые корпорации, работающие за пределами США, но регистрирующие доменное имя через американскую компанию, сами выбирают, использовать ли им идентификатор страны пребывания. Сегодня в России можно получить доменный идентификатор . com , для чего следует оговорить этот вопрос со своим провайдером Internet .

Как работают серверы DNS

Теперь поговорим о том, каким образом доменные имена преобразуются в понятные для компьютера IP -адреса.

Занимается этим Domain Name System (DNS , Доменная система имен) сервис, обеспечиваемый TCP/IP, который помогает в адресации сообщений. Именно благодаря работе DNS вы можете не запоминать IP -адрес, а использовать намного более простой доменный адрес. Система DNS транслирует символическое доменное имя компьютера в IP -адрес, находя запись в распределенной базе данных (хранящейся на тысячах компьютерах), соответствующую этому доменному имени. Стоит также отметить, что серверы DNS в русскоязычной компьютерной литературе часто называют «серверами имен».

Серверы имен корневой зоны

Хотя в мире насчитываются тысячи серверов имен, во главе всей системы DNS стоят девять серверов, названных серверами корневой зоны ( root zone servers ) . Серверы корневой зоны получили имена a . root _ server . net , b . root _ server . net и так далее вплоть до i . root _ server . net . Первый из них - a . root _ server . net - выступает в роли первичного сервера имен Internet , управляемого из информационного центра InterNIC , который регистрирует все домены, входящие в несколько доменов высшего уровня. Остальные серверы имен по отношению к нему вторичны, однако все хранят копии одних и тех же файлов. Благодаря этому любой из серверов корневой зоны может заменять и подстраховывать остальные.

На этих компьютерах размещена информация о хост-компьютерах серверов имен, обслуживающих семь доменов высшего уровня: .com , .edu , .mil , .gov , .net , .org и специального.arpa (рис.1). Любой из этих девяти серверов несет так же файл высшего уровня, как.uk (Великобритания), .de (Германия), .jp (Япония) и так далее.

Рис. 1. Иерархическая структура имен доменов Internet

В файлах корневой зоны содержатся все имена хост-компьютеров и IP -адреса серверов имен для каждого поддомена, входящего в домен высшего уровня. Другими словами, каждый корневой сервер располагает информацией обо всех доменах высшего уровня, а так же знает имя хост-компьютера и IP -адрес, по меньшей мере, одного сервера имен, обслуживающего каждый из вторичных доменов, входящих в любой домен высшего уровня. Для доменов иностранных государств в базе данных хранятся сведения по серверам имен для каждой страны. Например, в неком домене company . com файлы корневой зоны для домена содержат данные о сервере имен для любого адреса, заканчивающегося на company . com .

Кроме серверов имен корневой зоны существуют локальные серверы имен , установленные в доменах более низкого уровня. Локальный сервер имен кэширует список хост-компьютеров, поиск которых он производил в последнее время. Это устраняет необходимость постоянно обращаться в систему DNS с запросами о часто используемых хост-компьютерах. Кроме того, локальные серверы имен являются итерционными , а серверы корневой зоны - рекурсивными . Это значит, что локальный сервер имен будет повторять процедуру запроса информации о других серверах имен до тех пор, пока не получит ответа.

Корневые же серверы Internet , находящиеся на вершине структуры DNS , напротив, лишь выдают указатели на домены следующего уровня. Добраться до конца цепочки и получить требуемый IP -адрес - задача локального сервера имен. Чтобы решить ее, он должен спуститься по иерархической структуре, последовательно запрашивая у локальных серверов имен указатели на ее низшие уровни.

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.

13.01.2015 11:14:48

Сеть Интернет начала свое существование в 1982 году, когда были объединены крупнейшие национальные сети США, такие как ARPANET, NFSNET и ряд других. Основной являлась ARPANET, появившаяся в 1969 году. Она объединяла ЭВМ военных и научно-исследовательских центров и использовалась для целей министерства обороны США.

Единого определения Интернета не существует. Интернет состоит из множества локальных и глобальных сетей, принадлежащих различным компаниям и предприятиям и связанных между собой различными линиями связи. Основная функция Интернета - объединение отдельных устройств, а также обеспечение связи между различными сетями в глобальном масштабе.

Отличительной особенностью Интернета является одноранговость. Это означает, что все устройства в сети пользуются равными правами, то есть каждое устройство может связаться с другим устройством, подключенным к Интернету. Каждый компьютер может посылать запросы на предоставление каких-либо ресурсов другим компьютерам впределах этой сети и, таким образом, выступать в роли клиента. В то же время каждый компьютер может выступать сервером и обрабатывать запросы от других компьютеров в сети, отсылая запрошенные данные.

Для передачи данных и организации сети нужны линии связи. Они могут быть проводными (телефонными), кабельными (например, витая пара, коаксиальный кабель, оптоволокно), беспроводными (радио, спутниковыми, сотовыми).

Провайдеры

Пользователи подключаются к сети благодаря провайдерам – организациям, оказывающим услуги доступа в Интернет и другие услуги, связанные с Интернетом, например выделение дискового пространства для хранения и обеспечения работы сайтов (хостинг); поддержка работы почтовых ящиков или виртуального почтового сервера; содержание линий связи, то есть поддержание их в рабочем состоянии, и другие.

Пиринговое соглашение – двухстороннее коммерческое соглашение между провайдерами о взаимной передаче трафика.

Выделяют несколько типов провайдеров доступа: локальные, региональные, магистральные. Локальные провайдеры имеют постоянное подключение к Интернету через региональных провайдеров и работают, как правило, в пределах одного города. Региональный провайдер подключается к магистральному провайдеру, который, в свою очередь, охватывает крупные регионы, например, страну, континент. Магистральные имеют магистральные каналы связи в собственности, а региональные арендуют у них каналы связи. Взаимоотношения между провайдерами осуществляются на основе пиринговых соглашений.

Магистральные провайдеры, как правило, имеют пиринговые соглашения со всеми остальными магистральными провайдерами, а региональные провайдеры обычно заключают пиринговые соглашения с одним из магистральных провайдеров и несколькими другими региональными провайдерами.

Для простоты организации пиринговых сетей существуют специальные центры обмена трафиком (NAP, Network Access Point), в которых соединяются сети большого количества провайдеров. Крупные провайдеры имеют так называемые точки присутствия (POP, Point of Presence), в которых расположено аппаратное обеспечение для подключения локальных пользователей к Интернету. Обычно крупный провайдер имеет точки присутствия в нескольких крупных городах.

Адресация в сети Интернет

Компьютер, подключенный к Интернету, называют хостом (host). Его реальная вычислительная мощность не имеет принципиального значения. Чтобы стать хостом, надо быть соединенным с другим хостом, который, в свою очередь, будет соединен с третьим, и так далее. Так формируется постоянно работающая часть Интернета. Зная адреса хостов, пакеты данных прокладывают себе путь от отправителя к получателю.

В Интернете существует единая система адресации, которая помогает компьютерам найти друг друга в процессе обмена информацией. Интернет работает по протоколу TCP / IP , который отвечает за физическую пересылку сообщений между компьютерами в сети Интернет. Протокол – это правило передачи информации в Сети.

Передача данных происходит через уникальный IP-адрес. IP-протокол – это набор правил, который позволяет доставить данные от одного компьютера к другому благодаря знанию IP -адресов отправителя и получателя.

В современной сети Интернет используется IPv 4. В этой версии протокола IP -адрес представляет собой последовательность из четырех отделяемых друг от друга точками десятичных чисел, каждое из которых может иметь значение от 1 до 255, например 19.226.192.108. Этот номер может быть постоянно закреплен за компьютером или же присваиваться динамически – в тот момент, когда пользователь соединился с провайдером, но в любой момент времени в Интернете не существует двух компьютеров с одинаковыми IP-адресами.

Эта версия протокола позволяет получить более четырех миллиардов уникальных IP-адресов, но, поскольку Интернет постоянно разрастается, в эксплуатацию постепенно вводится протокол I Pv6. В нем длина IP-адреса расширена до 128 бит, что позволяет увеличить число доступных идентификаторов практически до бесконечности.

Маршрутизация

Информация доставляется по необходимому адресу с помощью маршрутизаторов, которые выбирают оптимальный маршрут. Это происходит благодаря протоколу TCP . Его задача – разбить передаваемые данные на небольшие пакеты фиксированной структуры и длины, которые проходят через несколько серверов. Маршруты доставки могут отличаться друг от друга. Пакет, отправленный первым, может прийти последним, поскольку скорость получения зависит не от того, насколько близко друг к другу расположены серверы получателя и отправителя, а от выбранного маршрута. Оптимальным считается маршрут, который позволяет снизить нагрузку на сеть. Самый короткий путь (через ближайшие серверы) не всегда оказывается оптимальным, поскольку канал связи с другим континентом может работать быстрее, чем канал в соседний город.

Протокол TCP (Transfer Control Protocol) обеспечивает надежную доставку данных, контролируя оптимальный размер пакета и осуществляя повторную рассылку в случае сбоя.

Доменная система

Людям неудобно запоминать последовательность цифр, поэтому была введена система доменных имен Domain Name System (DNS ). Она обеспечивает соответствие числовому IP -адресу каждого компьютера уникального доменного имени, которое обычно состоит из двух-четырех слов, разделенных точками (доменов).

Доменное имя читается слева направо. Самое правое слово в доменном имени является доменом верхнего, или первого, уровня. Существует два типа доменов верхнего уровня: географические (двухбуквенные – указывают на страну, в которой находится узел) и административные (трехбуквенные) – указывают на тип или профиль организации. Каждой стране мира выделен свой географический домен. Например, России принадлежит географический домен ru, в котором российские организации и граждане имеют право зарегистрировать домен второго уровня.

Для США наименование страны по традиции опускается, там самыми крупными объединениями являются сети образовательных (edu), коммерческих (com), государственных (gov), военных (mil) учреждений, а также сети других организаций (org) и сетевых ресурсов (net).

После домена верхнего уровня следует домен второго уровня, затем третьего и т. д. Например, в доменном имени gosuslugi . samara . ru RU является доменом верхнего уровня, SAMARA – второго, а GOSUSLUGI – третьего.

Таблицы соответствия DNS-адресов IP-адресам размещают на специальных DNS-серверах, подключаемых к Интернету. Если устройство не знает IP-адреса компьютера, с которым собирается установить связь, а имеет только символьный DNS-адрес, то оно запрашивает DNS-сервер, предоставляя ему текстовый вариант, и получает в ответ IP-адрес нужного адресата.

Текущее управление Интернетом

Существуют специальные организации, которые занимаются вопросами адресации и маршрутизации.

В 1998 году была создана международная некоммерческая организация ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers). ICANN обеспечивает универсальные возможности связи в Интернете, надзор и координацию адресного пространства IP и системы DNS.

Задачи адресации и маршрутизации начали появляться в начале 1970-х годов, и ранее их выполняла американская некоммерческая организация IANA (Internet Assigned Numbers Authority). В настоящее время IANA является подразделением ICANN и отвечает за распределение IP-адресов и доменов верхнего уровня, а также за регистрацию параметров различных протоколов Интернета.

В задачу ICANN входит также регистрация региональных Интернет-регистраторов, которые занимаются технической стороной функционирования Интернета: выделением IP-адресов, номеров автономных систем, регистрацией обратных зон DNS и другими техническими проектами. На данный момент их пять: для Северной Америки; для Европы, Ближнего Востока и Центральной Азии; для Азии и Тихоокеанского региона; для Латинской Америки и Карибского региона и для Африки.

В России функционирует Координационный центр национального домена сети Интернет – администратор национальных доменов верхнего уровня.RU и.РФ. Эта организация обладает полномочиями по выработке правил регистрации доменных имен в доменах.RU и.РФ, аккредитации регистраторов и исследованию перспективных проектов, связанных с развитием российских доменов верхнего уровня.

Модель OSI

Работа сети заключается в передаче данных от одного компьютера к другому. Международная Организация по Стандартам (International Standards Organization, ISO) разработала модель, которая четко определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какую работу должен делать каждый уровень. Эталонная модель взаимодействия открытых систем OSI связывает открытые системы, то есть системы, открытые для связи с другими системами. Ее использует Windows и большинство других сетевых операционных систем.

Модель OSI имеет семь уровней: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, уровень представления и прикладной.

Таким образом, задача взаимодействия систем разделена на семь отдельных задач, каждая из которых может быть решена независимо от других.

Физический уровень

Задача физического уровня , самого нижнего, состоит в создании физического канала, например оптоволоконного кабеля, для отправки битов. Физический уровень – это среда передачи данных, которые представляются в виде электрических импульсов, пучков света, электромагнитных волн.

Канальный уровень

Канальный уровень обеспечивает передачу данных через физический канал. Этот уровень связывает абстрактный адрес компьютера (например, его IP-адрес) с физическим компьютером. Если данные поступают снизу, то есть с физического уровня, то канальный уровень преобразует электрический сигнал в кадры или пакеты, если данные приходят с сетевого уровня, то пакеты преобразуются в электрические сигналы. В числе задач канального уровня – проверка доступности среды передачи и реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок, то есть повторная посылка поврежденного кадра. Примером протокола, работающего на канальном уровне, является Ethernet для локальных сетей.

Сеансовый уровень

Сеансовый уровень позволяет пользователям различных компьютеров устанавливать сеансы связи друг с другом. Он нужен для согласования и поддержания соединений с другими устройствами и гарантирует, что передающие и принимающие устройства смогут взаимодействовать, не «перебивая» друг друга. Сеансовый уровень отвечает за поддержание сеанса во время передачи данных, а также разрывает соединение, когда обмен данными заканчивается. На этом уровне работают такие протоколы как ASP, L2TP, PPTP и другие.

Уровень представления

Уровень представления гарантирует, что информация, передаваемая прикладным уровнем, будет понятна прикладному уровню в другой системе. Уровень представления может при необходимости выполнять преобразование форматов данных в некоторый общий формат представления, а на приеме, соответственно, выполняет обратное преобразование. Здесь данные кодируются, сжимаются или шифруются. Например, отправляя сообщение, его нужно предварительно сжать для уменьшения трафика. На этом уровне работают такие протоколы как RDP, LPP, NDR и другие.

Прикладной уровень

Прикладной уровень содержит набор популярных протоколов, необходимых пользователям. Этот уровень не относится к приложениям, которые пользователь запускает на компьютере, а обеспечивает инфраструктуру, поверх которой запускается собственно приложение. В контексте модели OSI «приложение» не означает Excel, Word или подобные программы. Прикладной уровень представляет собой протокол, который программа, например Outlook или Internet Explorer, использует для отправки данных по сети. Например, программа передачи файлов, которую вы используете для отправки файла, взаимодействует с прикладным уровнем и определяет, какой протокол (например, FTP, TFTP или SMB) будет использоваться для отправки.

Перечислим наиболее популярные протоколы верхнего, прикладного уровня, по которым передаются данные.

Широко используемый протокол, который служит для обмена файлами между компьютерами.

Протокол IRC (Internet Relay Chat)

IRC – протокол для обмена сообщениями в режиме реального времени.

Протоколы RTSP (Real-Time Streaming Protocol) и RTP (Real-Time Transport Protocol)

RTSP – это протокол с возможностью контролируемой передачи видеопотока в Интернете. Протокол обеспечивает пересылку информации в виде пакетов между сервером и клиентом. При этом получатель может одновременно воспроизводить первый пакет данных, декодировать второй и получать третий.

Вместе с RTSP работает протокол RTP (Real-Time Control Protocol). Он определяет и компенсирует потерянные пакеты, обеспечивает безопасность передачи контента и распознавание информации, отвечает за проверку идентичности отправленных и полученных пакетов, идентифицирует отправителя и контролирует загруженность сети.

Содержание

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.................