Тема 1. Інтернет як середовище існування електронного бізнесу
Алгоритм вивчення (ключові аспекти теми)
1. Еволюція системи Інтернет.
2. Структура системи Інтернет.
3. Стан та перспективи розвитку мережі Інтернет.
Термінологічний словник
ARPANET – Advanced Research Project Agency Network.
Bolt Baranek and Newman (BBN) – протокол комутації пакетів.
IP – Internet Protocol.
TCP – Transmission Control Protocol.
UUCP – UNIX-to-UNIX Copy Program.
Word Wide Web (WWW) – «Всесвітня павутина»
Інтернет – (англ. Internet від лат. Inter – між і net – мережа, павутина) – сукупність з'єднаних між собою інформаційних серверів – комп'ютерів, на яких зберігається різна інформація, і самих користувачів цієї інформації.
Сервер – (англ. Serve – обслуговувати) – представництво підприємця (громадянина) і юридичної особи в мережі Інтернет.
Глобальні мережі – поєднують ресурси комп'ютерів, розташованих на такім віддаленні, що простим кабельним з'єднанням не обійтися і приходитися додавати спеціальні пристрої, що дозволяють передавати дані без перекручування і за призначенням.
Локальні мережі – передача даних між комп'ютерами не вимагає спеціальних пристроїв. Тут досить електричного з'єднання комп'ютерів за допомогою кабелів і рознімів.
Трафік (англ. Traffic – рух, кількість радіопрограм і т. п.) – інформація, передана по мережі Інтернет.
Провайдер (англ. Provider – постачальник) – мозковий центр, у якому акумулюється інформація про потреби клієнта і який координує страхування зв'язку.
Сайт, вузол – комп'ютер, підключений до Інтернету.
Хост-комп’ютер – це комп'ютер, самостійно підключений до мережі Інтернет.
Екстрамережа – це об'єднання двох і більше інтрамереж, що дозволяє компанії ділитися інформацією з партнерами чи замовниками.
Інтрамережа – використовує свої мережі за протоколами TCP/IP і застосовує їх для обміну інформацією всередині одного підприємства.
Брандмауер (firewall) – це пристрій для обмеження доступу в мережу компанії.
Маскарад – спроба одного суб'єкта в мережі, маскуючись різноманітними електронними засобами, незаконно видати себе за іншого суб'єкта.
VAN (Value Added Network) – це приватна захищена мережа, призначена для реалізації EDI, тобто для електронного обміну діловими документами між комп'ютерними програмами різних компаній у стандартизованій формі.
Браузер (від англ. browse – переглядати) – програма-клієнт WWW з графічним інтерфейсом, яка дозволяє переглядати в зручній формі текст, малюнки, навіть відеозаписи.
Довідкова інформація
Виникнення Internet
У 1960 рр., після Карибської кризи, фірма RAND Corporation, один з мозкових центрів Сполучених Штатів, уперше запропонувала створити децентралізовану комп'ютерну мережу, що покриває всю країну. Проект містив у собі об'єднання комп'ютерів військових, наукових і освітніх установ у мережу, що могла б зберегти працездатність в умовах ядерної атаки. Це була відповідь США на запуск 4 жовтня 1957 р. Радянським Союзом першого штучного супутника Землі. Основною ідеєю проекту була децентралізація управління і підпорядкування, щоб вихід з ладу одного або декількох сегментів мережі не призвів би її до колапсу. Ця вимога дає ключ до розуміння принципів побудови і структури Internet. У проектованій моделі мережі завжди був зв'язок між комп'ютером-джерелом і комп'ютером-приймачем (станцією призначення). Мережа a priori передбачалася ненадійною: будь-яка частина мережі може зникнути в .будь-який момент. Така структура може бути здійснена тільки в тому випадку., якщо між вузлами мережі існують множинні зв'язки.
У першому варіанті пропозиції, що побачило світло в 1964 р. завдяки зусиллям співробітника RAND Статі Берана (Paul Baran), просто затверджувалося, що усі вузли (комп'ютери) мережі повинні мати однаковий статус. Кожен вузол уповноважений породжувати, передавати й одержувати повідомлення від будь-якого іншого. Повідомлення для передачі розбиваються на невеликі стандартизовані елементи, називані пакетами. Кожен пакет має адреса призначення, і доставка повідомлення забезпечується тим, що коженй вузол має можливість посилати (або переадресовувати) пакети мережею до місця призначення.
Створення першої версії ARPANET
Наприкінці 1960-х рр. ХХ ст., корпорація RAND, Массачусетський технологічний інститут і Каліфорнійський університет Лос-Анджелеса почали експериментувати з концепцією децентралізованої мережі з пересиланням пакетів. У Великобританії подібні експерименти проводилися NPL (National Physical Laboratory, Національною фізичною лабораторією). У 1968 р. підрозділ Пентагона, – ARPA (Advanced Research Projects Agency, Агентство з роботи з дослідницькими проектами у сфері перспективних досліджень), – відкрило фінансування цього проекту в США.
До осені 1969 р. з'явилася на світ «дитина» – мережа ARPANET, що складається на той час з чотирьох вузлів, а саме:
− комп'ютер SDS SIGMA у Каліфорнійському університеті Лос-Анджелеса;
− комп'ютер SDS940 у Стсндфордському дослідницькому інститут;
− комп'ютер ГОМЗбО у Каліфорнійському університеті Санта-Барбари;
− комп'ютер DEC PDP–10 в університеті штату Юта.
Перші іспити ARPANET виявилися вкрай успішними. Вчені дослідницьких установ, шо послужили іспитовими полігонами, одержали можливість передавати дані і спільно користуватися удаленим доступом до комп'ютерів.
До 1971 р. ARPANET розрослася до 15 вузлів, включаючи Массачусетський технологічний інститут, RAND, Гарвард, Піттсбургзькии університет Каренгі–Меллона, Case Western Reserve і центр NASA у Еймсі.
До 1972 р. мережа ARPANET нараховувала вже 37 вузлів, а в 1973 р. вперше були підключені і закордонні вузли – Університетський коледж у Лондоні і Королівській лабораторії радіолокації в Норвегії. Відповідальність за адміністрування мережі взяло на себе DCA (Defence Communication Agency, Оборонне агенство по комунікаціях), у даний час назване DISA (Defence Information Systems Agency, Оборонне агенство по інформаційних системах).
Незважаючи на те, що споконвічне ARPANET складалася зі з'єднань між самими престижними дослідницькими інститутами США, і що перші обгрунтування створення ARPANET підкреслювали її важливість як засобу удаленого доступу до комп'ютерів, основний потік інформації з мережі не відповідав своему первісному призначенню. Попервах учені дійсно використовували мережу тільки для координації своїх досліджень і обміну повідомленнями зі своїми колегами. Однак досить швидко мережа перетворилася у високошвидкісну комп'ютеризовану «мотузочку», яку багато хто використовували для передачі особистих повідомлень, пліток і просто розмов.
Ріст і зміна ARPANET у 70-х рр. ХХ століття
Незважаючи на те, як у реальності використовувалися нові можливості, створення ARPANET і концепції децентралізованої мережі з пакетною передачею даних у цілому означали величезний успіх. Протягом 1970-х рр. ця легко розширювана система перетерпіла гігантський ріст, її децентралізована структура, що істотно відрізняється від структур існуючих у той час корпоративних мереж, дозволяла підключати до мережі комп'ютери практично будь–якого типу – при одній лише умові, що ці комп'ютери «розуміли» протокол (угода про стандарт) пакетної передачі даних NCP (Network Control Protocol, Протокол мережного управління). Цей протокол став попередником нині використовуваного ТСРЛР (Transmission Control Protocol/Internet Protocol, Протокол управління передачею/Протокол Intenet, або МІжмережевий Протокол).
Вже в 1974 р. Гвинт Серф і Боб Кан, співробітники NSF (National Science Foundation, Державний фонд наукових досліджень – аналог нашого Міністерства Науки), опублікували свої перші специфікації нового протоколу управління передачею даних TCP/IP, що до 1977 р. використовувався при підключенні до ARPANET інших комп'ютерних мереж.
Протокол TCP/IP, відкритий для загального використання, відрізнявся від NCP тим, що повідомлення розбивалися, і перетворювалися в пакети на вузлі відправлення, зворотне перетворення зі зборкою повідомлення з пакетів відбувалося на вузлі призначення. Протокол IP встановлював адресацію пакетів, що дозволяла пакетам досягти місця призначення, проходячи через численні вузли, або навіть мережі, стандарти яких відрізнялися від стандарту NCP для ARPANET.
Ці рішення можуть показатися дивними, як і припущення про «ненадійну» мережу, але вже наявний досвід показав, що більшість цих рішень цілком розумні і правільні. Поки ISO (Organization for International Standartization, Міжнародна Організація по Стандартизації) витрачала роки, створюючи залишковий стандарт для комп'ютерних мереж, користувачі чекати не бажали. Активісти Internet почали встановлювати ІР-програмне забезпечення на всі можливі типи комп'ютерів. Незабаром це стало єдиним прийнятним способом для зв'язку різнорідних комп'ютерів. Така схема сподобалася урядові й університетам, що проводять політикові покупки комп'ютерів у різних виробників. Кожний купував той комп'ютер, що йому подобався і вправі був очікувати, що зможе працювати по мережі разом з іншими комп'ютерами.
Протокол TCP/IP послужив поштовхом для подальшого розширення ARPANET, оскільки він легко встановлювався на практично будь–який комп'ютер і дозволяв мережі з легкістю розвиватися від будь–якого існуючого вузла.
До 1983 р. ARPANET, що на той час вже одержала загальноприйняте ім'я Internet, що відбиває її структуру могутньої сукупності зв'язаних між собою комп'ютерів і мереж, офіційно відмовилася від використання протоколу NCP на користь більш розвинутого і розповсюдженого протоколу TCP/IP.
У цьому ж році з ARPANET виділилася MILNET, що стала відноситися до Defence Data Network (DDN, Оборонна мережа обміну даними) міністерства оборони США. Термін Internet став використовуватися для позначення єдиної мережі: MILNET і ARPANET. І хоча в 1991 р. ARPANET припинила своє існування, назву Internet продовжило своє існування, тому що мережа стала поєднувати в собі вже і міжнародні мережі.
Це рішення було офіційно підтримане міністерством оборони США – протокол ввійшов у MIL STD (Military Standarts, Військові стандарти), і усі, хто працював у мережі, зобов'язані були перейти до цих нових протоколів.
Для полегшення цього переходу ARPA звернулася з пропозицією до керівників фірми Berkley Software Design – упровадити протоколи TCP/IP у Berkley (BSD) UNIX. З цього і почався союз UNIX і TCP/IP. UNIX – це одна з найбільш популярних операційних систем для серверів-комп'ютерів, що взаємодіють (надають свої ресурси, як ті файли, інформація, обчислювальні потужності і тощо з іншими комп'ютерами, що підключаються до них, – так названими клієнтами. Можна сказати, що більшість інформації у Internet (принаймні, та, котра займає великі обсяги – десятки і сотні гігабайт) зберігається на серверах.
Розвиток Internet у 80-х рр.
1980-і рр. стали періодом бурхливого росту Internet.
У той час почали з'являтися локальні обчислювальні мережі (LAN), наприклад, такі як Ethernet і ін. Одночасно з'явилися комп'ютери, що стали називати робочими станціями. На більшості робочих станцій була встановлена операційна система UNIX. Ця ОС мала можливість роботи в мережі з Протоколом Internet (IP). У зв'язку з виникненням принципово нових завдань і методів їх рішення з'явилася нова потреба: організації бажали підключитися до ARPANET своєю локальною мережею. Приблизно в той же час з'явилися інші організації, що почали створювати свої власні мережі, які використовують близькі до IP комунікаційні протоколи. Стало зрозуміло, що всі тільки виграли б, якби ці мережі могли спілкуватися всі разом, адже тоді користувачі з однієї мережі змогли б зв'язуватися з користувачами іншої мережі.
Схема з'єднання комп'ютерів у мережу з децентралізованим управлінням поширювалася по усьому світі, і організатори багатьох закордонних мереж побажали підключитися до американської мережі.
Охоплення світового співтовариства Internet істотно розширилось завдяки включенню наступних мереж:
EUNct – Європейська мережа UNIX-машин, рік підключення – 1982;
EARN – Європейська мережа навчальних і науково-дослідних установ, рік підключення – 1983;
JUNET – Японська мережа UNIX-машин, рік підключення – 1984;
JANET – Об'єднана академічна мережа Великобританії, рік підключення – 1984.
Наприкінці 80-х рр. найбільш впливові установи СІЛА на засоби, виділені NSF, заснували NSFNET – п'ять суперкомп'ютерних центрів у Пршстоні, Піттсбурзі, Каліфорнійському університеті Санта-Барбари й університеті Корнелі. Мережа з цих п'яти центрів звичайно називається «магістральних хребтом Internet у США» (Internet Backbone). Ця мережа була доступна для використання в будь-яких наукових установах. Було створено усього лише п'ять центрів тому, що вони дуже дорогі навіть для багатої Америки. Саме тому їх і потрібно було використовувати кооперативно.
Виникла проблема зв'язку: був потрібний спосіб з'єднати ці центри і надати доступ до них різним користувачам. Спочатку була зроблена спроба використовувати комунікації ARPANET, але це рішення потерпіло крах, зштовхнувшись з бюрократією оборонної галузі і проблемою забезпечення персоналом. Тоді NSF вирішив побудувати свою власну мережу, засновану на IP технології ARPANET. Центри були з'єднані спеціальними телефонними лініями з пропускною здатністю 56 Кбіт/сек (на такій швидкості зараз працюють звичайні модеми.
Однак було очевидно, що не потрібно навіть і намагатися з'єднати всі університети і дослідницькі організації безпосередньо з центрами, тому що прокласти таку кількість кабелю – не тільки дуже дорого, але практично неможливо. Тому вирішено було створювати мережі за регіональним принципом. У кожній частині країни зацікавлені установи повинні були з'єднатися зі своїми найближчими сусідами. Ланцюжки, що вийшли, приєднувалися до суперкомп'ютера в одному зі своїх місць, у такий спосіб суперкомп'ютерні центри були з'єднані разом. У такій топології будь-який комп'ютер міг зв'язатися з будь-яким іншим, передаючи повідомлення через сусідів.
Це рішення було успішним, але настала пора, коли мережа вже більш не справлялася зі зрослими потребами. Спільне використання суперкомп'ютерів дозволяло підключеним громадам використовувати і безліч інших речей, що не відносяться до суперкомп'ютерів. Зненацька університети, школи й інші організації усвідомили, що отримали під рукою море даних і світ користувачів. Потік повідомлень у мережі (трафік) наростав усе швидше і швидше поки, зрештою, не перевантажив керуючі мережею комп'ютери і поєднувальні їх телефонні лінії.
У 1987 р. контракт на управління і розвиток мережі був переданий компанії Merit Network Inc, що займалася освітньою мережею Мічегана разом з фірмами IBM і МСІ. Менше ніж за два роки, зростаюче розширення Internet і зростаючі потреби в обчислювальних потужностях призвели до модернізації у 1988 р. магістралі NSFNET до швидкості ТІ (1.544 мбіт/с – таку пропускну здатність зараз можна вичавити із середньої складності оптоволоконного або супутникового зв'язку). Мережеві керуючі машини були також замінені на більш швидкі.
Процес удосконалювання мережі йде безупинно. Однак більшість цих перебудов відбувається непомітно для користувачів, включивши комп'ютер, ви не побачите оголошення про те, що найближчі півроку Internet не буде доступна через модернізацію. Можливо, навіть більш важливо те, що перевантаження мережі і її удосконалення створили зрілу і практичну технологію. Проблеми були вирішені, а ідеї розвитку перевірені в справі.
Важливо відзначити те, що зусилля NSF з розвитку мережі призвели до того, що будь-який бажаючий може одержати доступ до мережі. Колись Internet був доступний тільки для дослідників у сфері інформатики, державним службовцям і підрядчикам. NSF сприяв загальній доступності Internet з лінії освіти, вкладаючи гроші в приєднання навчального закладу до мережі, тільки якщо той, у свою чергу, мало плани поширювати доступ далі округою. Таким чином, кожен студент чотирирічного коледжу міг стати користувачем Internet. І потреби продовжують рости. Більшість таких коледжів на Заході вже приєднане до Internet, починаються спроби підключити до цього процесу середні і початкові школи. Випускники коледжів добре інформовані про переваги Internet і розповідають про них своїм роботодавцям. Уся ця діяльність приводить до безперервного росту мережі, до виникнення і рішення проблем цього росту, розвитку технологій і системи безпеки мережі.
У 1987 р. кількість комп'ютерів, підключених до Intenet, склало більше 10 000. До 1989 р. ця кількість досягла 100 000.
Зміни Internet у 90-х рр. і пришестя WWW
1990-і рр. послужили ареною триваючої експансії Internet, а також створення декількох служб і програм для роботи в Мережі. Знову-таки через недостачу пропускної здатності NSFNET, у 1991 р. магістральні канали NSFNET були модернізовані до «статусу ТЗ», що відповідає швидкості передачі даних 44.738 Мбіт/сек. Хоча б на деякий час проблема потужностей була знята (адже в той час Internet підростає у середньому на 100–200 % у рік!).
У 1990 рр. Білл Хілан, Елан Бмтідж і Пітер Дейч випустили програму Archie, У тому ж році Брюстре Каале створив програму WAIS? а Стать Ліндер і Марко Маккайл з університету Мінесоти випустили програму Gopher (вважається, що свою назву Gopher ці сервери одержали на честь талісмана університету – золотого ховрашка Gold Gopher). Однак Gopher звучить так само, як і «Go for' («знайди і візьми») – непогану назву для системи струкгурування інформації. За цими подіями в 1992 р. пішов запуск системи Veronica; створеної в університеті штату Невада.
1992 рік так само примітний ще і тим, що цього року число комп'ютерів у Мережі перевалило за мільйон.
Однак, без сумніву, найбільш серйозним розвитком Internet у 1990-х рр. (а, на думку деяких, і критичним у змісті самого існування Мережі) стало створення WWW (World Wide Web, Всесвітня павутина).
У листопаді 1990 р. Тім Бернслі з CERN (Європейського центра ядерних досліджень, також відомий як Європейський центр фізики часток) створив перший прототип WWW-сервера., використовуючи комп'ютер NeXT. WWW як активно функціонуюча система не виходила у світ до 1992 р. У лютому 1993 р. у NCSA (National Center for Supercomputer Applications, Національний центр застосування суперкомп'ютерів) була створена альфа-версія (тобто перша тестова) програми Mosaic, У вересні 1993 р. була випущена перша працююча версія Mosaic, і потік інформації з WWW склав 1 % від повного потоку інформації в NSFNET, До жовтня 1993 р. 200 WWW-серверів було запущено в експлуатацію.
У 1993 р. NSF запропонувала проект створення нової магістралі Internet у США. Вона повинна була замінити стару магістраль NSFNET. Нова структура початку свою роботу в 1995 р., прийнявши на себе потоки інформації NSFNET, що 30 квітня 1995 р. припинила функціонувати як магістраль.
Нова магістраль складається з наступних елементів: лінії ОСЗ (155 Мбіт/сек) системи vBNS (very high speed Backbone Network Service, надвисокошвидкісну Мережку Службу Магістралі), фінансовану NSF, використання якої дозволено тільки тим організаціям, яким потрібні надвисокі швидкості передачі даних для наукових обчислень і візуалізації зображень чотирьох вузлів NAP (Network Access Point, Точка доступу до Мережі), розміщених у Сан-Франциско, Чікаго, Нью-Йорку і Вашингтоні, у яких з'єднуються vBNS, інші мережі магістралі (внутрішні і закордонні), а також організацій-провайдерів мережевих послуг системи маршрутизації й арбітражу, що розподіляють ресурси по задоволенню загалів на високошвидкісну і низькошввдасну передачу інформації.
У наступні роки розвиток Internet і WWW відбувалося ще більш швидкими темпами. Реальну статистику кількості комп'ютерів у Мережі і WWW-серверів одержати досить важко, тому що ці дані змінюються практично щодня. Розумною оцінкою числа комп'ютерів у Internet (усередненої за даними декількох джерел) на червень 1995 р. можна вважати – 6,5 мільйонів, причому більшість їх них, як ви, напевно, і здогадуєтесь, знаходяться в США.
Ця діаграма ілюструє ріст кількості хостів, підключених до мережі Internet у 1969році до 3,2мільйонів у 1994.