2. Физическое строение сети Internet

Internet— глобальная всемирная сеть, образованная компьютерами и ло­кальными компьютерными сетями, использующими различные аппаратные и системные платформы. В таком понимании локальными дляInternetяв­ляются и такие огромные, охватывающие целые государства и регионы, сети, какFreeNet,SURAnet,MIDnet.

Составляющие Internetфизические сети образуют иерархию, верхний уровень в которой занимают высокоскоростные магистральные сети, такие как поддерживаемая компанией МСI. Большая частьInternet-трафика вливается в магистраль черезточки сетевого доступа(network access points, NAPs), расположенные в густонаселенных областях США и поддерживаемые компаниями Sprint, MFS и др. Независимые национальные сети (например, PSInet и UUNET) связаны с такими NAP-точками, но некоторые поставщики услуг заключили общую договоренность об обменеInternet-трафиком, минуя NАР-точки (последние при интенсивном трафике становятся узкими местами). Нижние уровни иерархииInternetсоставлены из региональных и частных сетей университетских центров, исследовательских организаций и коммерческих фирм (рис. 6.1).

Рис. 6.1 Иерархия Internet

В Internetвзаимодействуют компьютеры на базе разных процессоров и операционных систем (UNIX,Windows,DOS,MacOS) благодаря организации физической связи компьютеров между собой и использованию единых базовых протоколов обмена данными —TCP(TransmissionControlProtocol) иIP(InternetProtocol). Эти протоколы тесно связаны между собой, поэтому они рассматри­ваются вместе — TCP/IP.

Термин "протокол" является базовым в контексте компьютерных сетей, определяя единые правила (соглашения) приема и интерпретации передаваемой по сети информации. Расположение, назначение и содержание каждого байта информации должны соответствовать соглашениям, из­вестным всем взаимодействующим компьютерам в сети. В последнее время локальные корпоративные сети крупных организаций стали использовать те же технологии (принципы построения физических связей и протоколы обмена TCP/IP), что и сеть Internet. Для определения таких сетей используется терминIntranet.

Для организации физической связи компьютеров и локальных сетей между собой используются различные методы. Исторически наиболее ран­ними из них были соединения с использованием медного кабеля. С середи­ны 80-х годов широкое развитие получили линии на основе оптического волокна. При этом увеличились скорости обмена и допустимые расстояния между узлами сети без использования репитеров,т. е. повторителей сигнала, которые компенсировали затухание сигнала на больших расстояниях. Для объединения участков сети на очень больших расстояниях используются спутниковые каналы.

В последнее время на небольших расстояниях (до 50—100 км) стали при­меняться решения с использованием радиоканалов там, где прокладка ка­белей невозможна или экономически неэффективна. Но и сейчас сущест­вуют участки сети, связь между которыми происходит по обычной телефонной выделенной линии,соединение по которой постоянно и не пре­рывается с течением времени, в отличие от соединения покоммутируемой телефонной линии(телефонная сеть).

Все сказанное выше относится к объединению узловых компьютеров,т. е. компьютеров, постоянно подключенных к сети и образующих ее. Такие компьютеры получили названиеХосты(Host) сети. Для определения Хостов сети, по которым передается основной трафик всейInternet, используется название костяк или позвоночник сети (backbone). Обычно компьютер-Хост является частьюлокальной сетипровайдера или крупной организации, имеющей собственный выход вInternet. Для соединения локальной сети с остальной частью сетиInternetиспользуются отдельные, обычные или специализированные компьютеры, получившие названиемаршрутизатор(router). Эти компьютеры определяют маршрут прохождения информации в/изInternetи предохраняют локальную сеть от необходимости обрабатывать всю информацию сетиInternetна этом участ­ке, а с другой стороны, защищаютInternetот ошибок и сбоев внутри ло­кальной сети.

Для подключения обычных пользователей сети используются коммутируемые телефонные линии. Связь по этим ли­ниям происходит с использованием модемов —устройств для преобразова­ния цифровых сигналов компьютера в аналоговый сигнал телефонной ли­нии, а также выполнения обратного преобразования.