23. Глобальная сеть Интернет: история, сетевое взаимодействие, архитектура.

Интерне́т — всемирная система объединённых компьютерных сетей, построенная на базе протокола IP и маршрутизации IP-пакетов. Интернет образует глобальное информационное пространство, служит физической основой для Всемирной паутины (World Wide Web, WWW) и множества других систем (протоколов) передачи данных. Часто упоминается как Всемирная сеть и Глобальная сеть.

Глобальная сеть Интернет была создана в 1990 году на базе сети ARPANet, которую создало подразделение ARPA (Advanced Research Projects Agency) Министерства Обороны США совместно с университетскими учеными в 1969 году. Эта сеть была экспериментальной сетью для исследования методов построения высоконадежной национальной компьютерной сети (сети сетей) устойчивой к локальным повреждениям при ядерной войне.

ARPANet была создана с применением технологии коммутации пакетов на основе Internet Protocol - IP или семейства протоколов (стека) TCP/IP т.е. основана на самостоятельном продвижении пакетов в сети. ARPANET - это первая сеть с пакетной коммутацией, которая связывала исследовательские лаборатории университетов в Лос-Анджелесе, Санта-Барбаре с лабораториями Стэндфордского университета и Университета штата Юта в Солт-Лейк Сити.

Именно применение сетевых протоколов (сетевого программного обеспечения) TCP/IP обеспечило нормальное взаимодействие компьютеров с различными программными и аппаратными платформами в сети и, кроме того, стек TCP/IP обеспечил высокую надежность компьютерной сети (при выходе из строя нескольких компьютеров сеть продолжала нормально функционировать).

После открытой публикации в 1974 году описания протоколов IP и TCP (описание взаимодействия компьютеров в сети) началось бурное развитие сетей, на основе семейства протоколов TCP/IP. Стандарты TCP/IP являются открытыми и постоянно совершенствуются. В настоящее время во всех операционных системах предусмотрена поддержка протокола TCP/IP.

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, которая постепенно развивалась и в 1990 году трансформировалась в Интернет.

Протоколы TCP/IP обеспечили абсолютную децентрализацию глобальной сети Интернет, ни одно государство не контролирует ее работу. Интернет развивается демократично, к Интернет может подключиться любая компьютерная сеть или отдельный компьютер. Единого владельца и центра управления сети Интернет не существует.

24. Протоколы, адресация, политика назначения имен

Протоколами называют распределенные алгоритмы, определяющие, каким образом осуществляется обмен данными между физическими устройствами или логическим объектами (процессами). Под семейством протоколов TCP/IP в широком смысле обычно понимают весь набор реализаций стандартов RFC (Requests For Comments), а именно:

• Internet Protocol (IP);

• Address Resolution Protocol (ARP);

• Internеt Control Message Protocol (ICMP);

• User Datagram Protocol (UDP);

• Transport Control Protocol (TCP);

• Routing Information Protocol (RIP);

• Telnet;

• Simple Mail Transfer Protocol (SMTP);

• Domain Name System (DNS) и другие.

Общим и основополагающим элементом этого семейства является IP протокол. Все протоколы Internet являются открытыми и доступными.

Физический и канальный уровень модели TCP/IP аналогичны соответствующим уровням OSI:

• на физическом уровне осуществляется физическое соединение между компьютерной системой и фи-зической средой передачи. Он определяет расположение кабельных контактов, напряжение пита-ния и т.п. Единицей данных на этом уровне является бит;

• на канальном уровне осуществляется пакетиро-вание данных для передачи и распакетирование для приема. Единица данных на этом уровне называется фреймом;

• на сетевом уровне осуществляется маршрутизация данных в сети. Единицей данных этого уровня является датаграмма.

Адресация в Internet

Концепция протокола IP представляет сеть как множество компьютеров (хостов - hosts), подключенных к некоторой интерсети. Интерсеть, в свою очередь, рассматривается как совокупность физических сетей, связанных маршрутизаторами. Физические сети представляют из себя коммуникационные системы произвольной физической природы. Физические объекты (хосты, маршрутизаторы, подсети) идентифицируются при помощи специальных так называемых IP-адресов.

Каждый IP-адрес представляет собой 32-битовый идентификатор. Принято записывать IP-адреса в виде 4-х десятичных чисел, разделенных точками. Каждый адрес является совокупностью двух идентификаторов: сети - NetID, и хоста - HostID. Все возможные адреса разделены на 5 классов.

Классы сетей определяют как возможное количество этих сетей, так и число хостов в них. Практически используются только первые три класса:

• Класс А определен для сетей с числом хостов до 16777216. Под поле NetID отведено 7 бит, под поле HostID - 24 бита.

• Класс В используется для среднемасштабных сетей (NetID - 14 бит, HostID - 16 бит). В каждой такой сети может быть до 65 536 хостов.

• Класс С применяется для небольших сетей (NetId - 21 бит, HostID - 8 бит) с числом хостов до 255.

Служба имен доменов - DNS (Domain Name Service) получает и предоставляет информацию про хосты сети. Под доменом понимается множество машин, которые администрируются и поддерживаются как одно целое. Можно сказать, что все машины локальной сети состав-ляют домен в большей сети, хотя можно и разделить машины локальной сети на несколько доменов. При подключении к Internet домен должен быть поименован в соответствии с соглашению об именах Internet. Internet организован как иерархия доменов. Каждый уровень иерархии является ветвью уровня root. На каждом уровне Internet находится сервер имен - машина, которая содержит информацию о машинах низшего уровня и соответствии их имен IP-адресам.