2. Структура и принципы работы сети Интернет

2.1. История возникновения Интернета

Интернет - это глобальная информационная инфраструктура. Интернет является и механизмом распространения данных, и средой взаимодействия между пользователями и компьютерами независимо от их географического положения.

В 1969 году Управление перспективных исследований (ARPA - Advanced Research Project Agency) Министерства обороны США начало работу над проектом создания устойчивой и надежной связи между компьютерами оборонных и правительственных организаций. Так появилась предшественница сети Интернет - экспериментальная сеть ARPANet, созданная для поддержки научных исследований в военно-промышленной сфере США.

В 1984 году от сети ARPANet отделилась специализированная сеть оборонных данных в США и Европе - MILNet. В это же время Национальный научный фонд (National Science Foundation - NSF) предоставил доступ негосударственным организациям к информационным ресурсам своих суперкомпьютеров, в результате возникла сеть NSFNet. Данная сеть и послужила основой для современной информационной магистрали на основе телефонных линий.

К концу 80-х годов как самостоятельные сети выделились сети USENET, BITNET и, собственно, INTERNET. При этом информационные ресурсы были представлены в текстовом виде, а графические изображения и гиперссылки не применялись.

В 1989 г. научный сотрудник лаборатории ядерных исследований в Женеве Тим Бернерс Ли предложил набор протоколов для передачи графической информации через Интернет. Это послужило толчком для других групп разработчиков, создавших главную технологию Интернета - World Wide Web (WWW).

Первое подключение к сети Интернет в Беларуси осуществлено в 1989 г. Министерством образования.

Слово Интернет происходит от выражения interconnected networks - связанная сеть. Сейчас в мире существует огромное количество компьютерных телекоммуникационных сетей, которые входят в сообщество Интернет. Корпоративные сети, построенные по принципам Интернета, называют Интранет.

С начала 90-х годов началось активное коммерческое использование сети Интернет, которая связала компьютеры во всем мире. Наряду с традиционными текстовыми и числовыми данными все большую долю информационных ресурсов начинает составлять мультимедийная информация. Теперь Интернет является мировой широковещательной сетью, которая транслирует радио и телевизионные передачи. Современный этап развития Интернета характеризуется все более возрастающей интерактивностью информационных ресурсов, т. е. возможностью потребления информационных продуктов и услуг по индивидуальным запросам в реальном времени.

В нем хранятся и передаются не только текстовые, числовые, графические данные в реальном времени, но и информация для органов чувств - осязание, обоняние, ощущение пространственной структуры объектов.

2.2. Архитектура Интернета

Интернет представляет собой всемирную сеть, информация в которой хранится на серверах. Серверы имеют свои адреса и управляются специализированными программами.

Рассмотрим упрощенную схему построения сети Интернет, архитектура которой показана на рисунке 6.6. В качестве высокоскоростной магистрали передачи данных используются выделенные телефонные линии, оптоволоконные и спутниковые каналы связи. Основная характеристика - скорость передачи данных (бит/секунду). Любая организация для подключения к сети Интернет использует специальный компьютер, который называется шлюзом. На нем устанавливается программное обеспечение, осуществляющее обработку всех сообщений, проходящих через шлюз. Каждый шлюз имеет свой IP-адрес.

Рис. 6.6. Архитектура сети Интернет

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 Интернете, то при этом выбирается самый «быстрый» путь. Шлюзы обмениваются друг с другом информацией о маршрутизации и состоянии сети, используя специальный шлюзовой протокол.

Шлюзы бывают двух типов:

• внутренние, расположенные в небольшой подсети и обеспечивающие связь с более крупной корпоративной сетью;

• внешние - применяются в больших сетях, подобных Интернету, настройки их постоянно меняются из-за изменений в мелких подсетях.

Некоторые компании могут выступать в качестве провайдера. Провайдер имеет свой шлюз в Интернете и позволяет другим компаниям и отдельным пользователям подключаться к сети через него. Провайдеры могут быть научно-исследовательскими и коммер­ческими.

2.3. Протоколы передачи данных

Протокол - набор правил коммуникации в сети. Он описывает формат, методы синхронизации и последовательность передачи данных по сети, а также методы проверки на наличие ошибок.

Работа сети Интернет основана на использовании семейства коммуникационных протоколов TCP/IP - Протокол управления передачей данных / Протокол Интернета (Transmission Control Protocol / Internet Protocol), который используется для передачи данных в глобальной сети и во многих локальных сетях.

TCP - разбивает информацию на порции (пакеты) и нумерует их. IP - добавляет к каждой порции служебную информацию с адресами отправителя и получателя и обеспечивает доставку всех пакетов.

Основой работы программ-обозревателей в Интернете является протокол HTTP (Hyper Text Transport Protocol - протокол передачи гипертекста). Этот протокол определяет, каким образом обозреватель может найти и использовать ресурсы, хранящиеся на другом компьютере. HTTP обеспечивает доступ к web-документам, архивам файлов FTP, Gopher-меню, а также к группам новостей. Пример работы протокола HTTP пользователь видит всякий раз, когда щелкает мышью по какой-либо ссылке. Поиск и загрузка нужного документа производится при этом с помощью протокола HTTP.

Для работы с электронной почтой используют почтовые протоколы приема и передачи сообщений:

• Для получения писем используют два других протокола - POP3 (Post Office Protocol, версия 3) или IMAP (Internet Message Access Protocol). По первому сообщение забирается с почтового сервера на локальный компьютер, по второму - оно там остается. Поэтому, если ваша работа все время протекает непосредственно в офисе, то установка работы по протоколу POP3 - оптимальный вариант использования почтовой службой. Однако, если вы не имеете своего персонального компьютера или ваша работа имеет разъездной характер, то использование протокола IMAP - самое правильное решение, поскольку в этом случае сообщения доступны с любого компьютера, подключенного к сети Интернет;

• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol - простой протокол передачи почты), предназначенный для отправки сообщений, не спрашивающий никаких паролей..

2.4. Адресация в сети Интернет IP-адрес

Все компьютеры, подключенные к сети Интернет, находят друг друга в автоматическом режиме. Люди вообще не участвуют в процессе пересылки сообщений, и это возможно благодаря тому, что каждый компьютер имеет свой адрес, называемый IP-адресом.

IP-адрес представляет собой 32-разрядный (или 4-байтный) код и состоит из двух частей. Первая часть IP-адреса обозначает адрес подсети Интернета, к которой подключен узел, а вторая часть - адрес локального узла внутри подсети.

Каждая часть может принимать значения от 0 до 255 и отделяется от других частей точкой. Например, 194.105.195.17. Сетевой адрес состоит из четырех частей:

• адрес крупной сети;

• адрес более мелкого участка сети;

• адрес организации;

• адрес хоста в этой сети.

Под хостом понимается компьютер, включенный в сеть и пре­доставляющий различные сетевые услуги.

Такая система адресации удобна для компьютеров, но не удобна для человека, поэтому была разработана доменная система имен.

Доменные имена

Для записи адресов в Интернете используется более наглядная система, основанная на доменных именах серверов или сокращенно DNS (Domain Name Server - доменное имя сервера). Так же, как и IP-адрес, доменное имя однозначно определяет поле сервера в сети Интернет. Доменное имя строится по иерархическому принципу.

На верхнем уровне (домен верхнего уровня) обычно находится домен страны, например, by (Беларусь), ик (Великобритания), ги (Россия), иа (Украина), са (Канада) и т. д. Хотя могут быть и исключения, как с США. Вместо -домена страны США используют сокращения, отвечающие типу организации, которой принадлежит домен: сот (коммерческий домен), gov (правительственный), mil (военный), edu (образовательный), net (сетевой), org (прочих организаций).

Слева от домена верхнего уровня через точку дописывается обо­значение города, штата или организации. Однако эта часть имени может отсутствовать.

Левее от обозначения города (организации) через точку следует обозначение сервера, которое таким образом занимает крайнюю левую позицию в доменном имени.

В итоге доменное имя сервера может иметь следующий вид:

• inp.nsk.su - сервер inp (Институт ядерной физики), город nsk

(Новосибирск), страна su (Советский Союз);

• vrml.paragraph.com - сервер vrml.paragraph ("VRML Web Site"

фирмы Paragraph), коммерческий домен com (страна США);

• mid.ru - сервер mid (Министерство иностранных дел), страна ru

(Россия).

E-mail и имена почтовых серверов

Адрес электронной почты также является доменным именем. Адрес пользователя состоит из двух частей: локального имени пользователя, или имени почтового ящика, и доменного имени почтового сервера, разделенных знаком @ ("собака"). Вариантов названий этого символа множество: и лягушка, и ухо, и собака, и обезьяна. Правильное название: "эт коммерческий (-ая)". Первая часть почтового адреса - это имя пользователя, вторая часть - доменная., например,

gans@finweb.com

Если в адресе нет значка @, а вместо него стоит точка, то это адрес пользователя (доменное имя) на компьютере провайдера.

Исходя из имени пользователя можно восстановить имя почтового сервера. Это имя в большинстве случаев состоит из двух частей: слова mail и следующего за ним имени домена провайдера, например, mail.stcu.kiev.ua или mail.cargo.relcom.ru.

URL

Для того чтобы получить информацию из Интернета, необходимо знать адрес, по которому она расположена. URL (Uniforms Resource Locator - унифицированный локатор ресурса) - это уникальный адрес в системе WWW, по которому может быть найдена любая информация в Интернете.

В общем случае URL имеет следующий формат: протокол://компъютер/путь

Основным протоколом в системе WWW является HTTP, но могут быть использованы и другие, например: FTP, Gopher. Компьютер - это адрес сервера, с которым необходимо установить соединение. Путь - точное указание месторасположения документа на Web-cepвepe, куда должно входить доменное имя сервера, на котором размещен ресурс. Кроме того, если это ресурс WWW, то в URL указывается идентификатор ресурса на жестком диске. Если этот ресурс - почтовый адрес, то указывается имя абонента (login).

Например:

ftp://vlad:mypwd@avicomp.ru/ships

1 2 3 4 5

Каждая из позиций обозначает следующее:

1. - тип ресурса,

2. - регистрационное имя пользователя (vlad),

3. - пароль (mypwd),

4. - имя удаленного компьютера (avicomp.ru),

5. - каталог на удаленном компьютере (ships), данная позиция в URL может отсутствовать